Повышение работоспособности машинных агрегатов при перекосах осей соединяемых валов путём применения высокоэффективных зубчатых муфт

Abstract

Показано, что повышение работо- способности машинных агрегатов при перекосах осей соединяемых валов возможно путем примене- ния зубчатых муфт повышенной эксплуатационной эффективности. В работе приведены уравнения, с учетом перекоса осей соединяемых валов машинных агрегатов, распределения усилий между сопряжен- ными парами зубьев зубчатых муфт, изгибающих моментов от неуравновешенных усилий и сил тре- ния, коэффициентов полезного действия, снижения уровня вибрации и шума, а так же срока службы. Эффективность указанных зубчатых муфт подтвер- ждена экспериментальной проверкой в статических условиях по усилиям и изгибающим моментам от неуравновешенных усилий. Применение зубчатых муфт повышенной эксплуатационной эффективно- сти в нестационарных энергетических установках в условиях перекосов осей соединяемых валов ма- шинных агрегатов позволит избежать отказов и вне- плановых остановок на ремонт, уменьшить общий уровень вибрации и шума, снизить дополнительную нагрузку на элементы валопровода и сэкономить значительное количество материальных средств за счет избегания простоя оборудования. Доказательства на основе новых технических решений и теоретических исследований уникально- сти зубчатых муфт, которые в процессе нагружения не реагируют на расцентровки осей соединяемых валов, т.е. практически работают как идеальный шарнир. Для этих муфт характерна продольная мо- дификация наружных зубьев втулки. Указанная продольная модификация наружных зубьев выпол- нена в виде криволинейных образующих их боко- вых поверхностей, характеризуемых переменной кривизной. При этом кривизна образующих боко- вых поверхностей зубьев возрастает от середины зубьев к их торцам, в связи с чем радиус кривизны образующих, как величина переменная, наоборот, уменьшается от середины зубьев к их торцевым участкам.

The solution of the problem of contact surfaces at the initial point of contact and line contact of teeth. Studies were conducted using the Hertz contact theory. The results and findings were compared with calculations based on the theory of contact strength A.P. Popov. It has been shown that for large load transmission with an initial contact point has a higher load carrying capacity than at the initial contact line. The decision was confirmed during experimental studies of static models and computational experimental schemes. The calculation of the characteristics of the full contour of the ellipse at the initial point contact mating surfaces when in contact with the power scheme, taking into account the numerical values of the coefficients that determine the characteristics of the contact bodies in contact, the calculation of the limit load in short contact surfaces with the full contour ellipse and calculation of the total semi-ellipsoid deformations (pressures). Perform certain geometric characteristics of a truncated semi-ellipsoid with an estimate of the distribution diagram of pressure on the contact area of the contacting surfaces. We found correlation between the loads and strains of complete and truncated forms of diagrams, set the ratio between the size of diagrams of the pressure distribution on the contact area, calculates the performance diagrams shows the pressure distribution on the contact ellipse contour incomplete. We propose an example of calculation, which is performed within the range of loads do not exceed the limit. The parameters of the truncated ellipsoid were calculated based on the results at full load. Thus, these results were compared with data obtained by the calculation of the line of contact of the cylindrical surfaces.