Реечные (зубчатые) передачи

[Romich_Lukin 0]

Доброво времени суток!

Суть проблемы:

Имеется ли у кого опыт расчета НДС зубчатых передач?

А то я насчитал а результаты грамотно оценить не могу

Задачу считаю статически, пока что без учета вала.

При расчете появляется интерференция между головкой зуба рейки и выкружкой шестерни (Ro_f = 0.38)

При уменьшении Ro_f в два раза вроде бы все нормально, но начинает подминатся вершина зуба. Конт элементы на вершине не создавал и плавного скругления между вершиной и кромкой не делал, идет контакт острой кромки и плоскости, может изза этого? При этом коэф нормальной жесткости ставлю в пределах 0.5-1.0 (для ускорения решения наверно).

Если у кого есть идеи или вопросы по указанной теме, могу запостить картинки контакта и поделится особенностями методики расчета.

[Fedor 1 601]

На что считаете то изгибные или контактные напряжения? И что такое интерференция в эвольвентном зацеплении?

[Romich_Lukin 0]

И на изгибные и на контактны.

Интерференция возникает из за того что точка на вершине зуба рейки контактирует с выкружкой(то что нарезается радиусом инструмента и является не выгнутой а вогнутой), и контакт идет не по линии а практически в точке.

[Fedor 1 601]

Чего же у Вас наибольшие напряжения от изгиба по середине между зубьями? Так быть в принципе не может, они должны быть на выкружке совсем близко к эвольвенте. А контакт вообще-то считается по Герцу, все сигмы герцевские предельные исходя из этого определены в экспериментах. С чем будете сравнивать?

Если вершина будет касаться выкружки, это приведет к размазыванию контакта лучше скруглить или срезать. Когда-то в косозубых эпициклах специально срезали на каждом зубе край, чтобы снизить краевой эффект от углового края. Здоровые были метра два в диаметре. Раз лопнул и разошелся на полтора сантиметра, тогда определили реальные напряжения сжатия на выкружке от цементации

[Romich_Lukin 0]

спасибо за совет с эпициклами, примерно понял куда двигатся в "оптимизации" зацепления передачи.

Напряжения большие действительно где выкружка, просто из-за того что была создана контактная пара только на эвольвенте (по моей глупости), две сопряженные поверхности имеют разную жесткость и одна из них смялась), но все же стоит ли мне задавать конт элементы на вершине зуба и на выкружке, для обеспечения равнопрочности?

[vl 327]

А скажите, вопрос дилетанта в зубчатых передачах: неужели для расчета недостаточно всего чему нас учили на деталях машин? Я полагал, что все эти формулы уже содержат в себе учет всего необходимого, благо они все из опыта. Или по ним передача получается перетяжеленной и можно оптимизировать?

[Romich_Lukin 0]

А скажите, вопрос дилетанта в зубчатых передачах: неужели для расчета недостаточно всего чему нас учили на деталях машин? Я полагал, что все эти формулы уже содержат в себе учет всего необходимого, благо они все из опыта. Или по ним передача получается перетяжеленной и можно оптимизировать?

Интерес представляет конкретная реечная передача.

ГоСТа, по моему, для расчета реечных передач нет, есть только разработанные методики.

А в данном случае передача работает под большими нагрузками и сильно изнашивается в определенных местах (это бывший прямозубый вариант), а мы ее хотим заменить на косозубую с малым числом зубьев и углом наклона в районе 20. А так как она консольная, то надо еще вал с подшипниками учесть.

PS ни в коем случае не считаю что передачу нужно считать только в ANSYS, она также проверяется на "бумаге".)

[Fedor 1 601]

Интерес представляют перекосы из-за деформаций. Нагрузка распределяется в итоге неравномерно по линии зацепления, а из-за кривой Велера разброс по поломкам может быть очень большой в смысле ресурса. Да и теории усталости обоснованной, насколько помню нет. Если взять все возможные разбросы множества коэффициентов используемых в расчете, то разница может быть во много раз в результатах. В общем скорее гадание это

" все же стоит ли мне задавать конт элементы на вершине зуба и на выкружке, для обеспечения равнопрочности" я бы не стал. выкружка же не для контактов предназначена. Сама получается в результате нарезания. Владимир Николаевич Кудрявцев как-то рассказывал, что на одном заводе мастер заставлял напильником ее снимать и делать прямой угол, потому, что на чертеже было так нарисовано

[Romich_Lukin 0]

Просто предлагается сделать предачу твердостью 63 HRCэ, а у меня получается какая то нереальная каритина напряжений и деформаци к районе вершины и впадины, модет я что то не правильно оцениваю(

А на рейке получается то же самое

Больших напряжений а районе выкружки нет так как Ro_f производящего инструмента уменьшили а 2 раза и нижняя точка контакта находится далеко от выкружки.

[Fedor 1 601]

Все правильно у Вас сейчас. Просто в этих областях близко к задаче о вдавливании жесткого штампа, из-за вершины зуба с одной стороны, а с другой у выкружки материала много. Вот контактные напряжения и растут. Похожее решение получите если будете прямозубый контакт рассматривать, но шестерня будет заметно выступать за пределы колеса. Насколько помню самые большие изгибные напряжения на краю косозубой передачи, процентов на 20-30 удавалось их снизить заваливая торцевые поверхности внутрь примерно с середины зуба под 45 градусов или побольше.

Когда-то такую логику изложил Геннадию Борисовичу Иосилевичу, а он был первый в СССР, кто начал использовать мкэ для подобных задач, он согласился. На самом конце должен быть небольшой спад из-за того, что штамп все-таки не абсолютно жесткий, потом пик напряжений давления, потом снижение до стабилизации.

[Galant 4]

Доброво времени суток!

Суть проблемы:

Имеется ли у кого опыт расчета НДС зубчатых передач?

А то я насчитал а результаты грамотно оценить не могу

Задачу считаю статически, пока что без учета вала.

При расчете появляется интерференция между головкой зуба рейки и выкружкой шестерни (Ro_f = 0.38)

При уменьшении Ro_f в два раза вроде бы все нормально, но начинает подминатся вершина зуба. Конт элементы на вершине не создавал и плавного скругления между вершиной и кромкой не делал, идет контакт острой кромки и плоскости, может изза этого? При этом коэф нормальной жесткости ставлю в пределах 0.5-1.0 (для ускорения решения наверно).

Если у кого есть идеи или вопросы по указанной теме, могу запостить картинки контакта и поделится особенностями методики расчета.

У тебя лажовая геометрия зуба..

Туфта полная.

Зря убрал фазы с вершины. Это раз.

Второе. у тебя подрезка идет, а коррекции радиусов нет..

Вот и гонит картинка...

Вы реально хотите сделать зуб, или это просто курсовая работа?

Рейка- далеко не самое лучшая технология..МЯгко говоря..

А скажите, вопрос дилетанта в зубчатых передачах: неужели для расчета недостаточно всего чему нас учили на деталях машин? Я полагал, что все эти формулы уже содержат в себе учет всего необходимого, благо они все из опыта. Или по ним передача получается перетяжеленной и можно оптимизировать?

Достаточно конечно, и этого...

Но только для первой грубой прикидки...

А корректировкой геометрии бывает удается поднять выносливость зуба в разы..

[Romich_Lukin 0]

У тебя лажовая геометрия зуба..

Туфта полная.

Зря убрал фазы с вершины. Это раз.

Второе. у тебя подрезка идет, а коррекции радиусов нет..

Вот и гонит картинка...

Вы реально хотите сделать зуб, или это просто курсовая работа?

Рейка- далеко не самое лучшая технология..МЯгко говоря..

Достаточно конечно, и этого...

Но только для первой грубой прикидки...

А корректировкой геометрии бывает удается поднять выносливость зуба в разы..

1. Простите за глупый вопрос, но что такое фаза на вершине?

2. Число зубьев 24 и наверно идет не подрезание, а интерференция, только я не знаю почему.

3. Скорее всего это будет реальный зуб...

Все правильно у Вас сейчас. Просто в этих областях близко к задаче о вдавливании жесткого штампа, из-за вершины зуба с одной стороны, а с другой у выкружки материала много. Вот контактные напряжения и растут. Похожее решение получите если будете прямозубый контакт рассматривать, но шестерня будет заметно выступать за пределы колеса. Насколько помню самые большие изгибные напряжения на краю косозубой передачи, процентов на 20-30 удавалось их снизить заваливая торцевые поверхности внутрь примерно с середины зуба под 45 градусов или побольше.

Когда-то такую логику изложил Геннадию Борисовичу Иосилевичу, а он был первый в СССР, кто начал использовать мкэ для подобных задач, он согласился. На самом конце должен быть небольшой спад из-за того, что штамп все-таки не абсолютно жесткий, потом пик напряжений давления, потом снижение до стабилизации.

Не совсем понял про заваливание торцов (видимо воображалки не хватает).

Поробую сегодня пересчитать передачу с учетом замечаний.

[Fedor 1 601]

Представьте условия задачи о плоской деформации и контакт двух парабол в сечении как Герц прописал. Потом мысленно отрежьте часть одной параболы, задача станет трехмерной около области возмущения. Просто смоделируйте на цилиндрах и механика контакта станет очевидной. Сначала одному дайте модуль упругости примерно в 1000 раз больший чем другому, потом одинаковые и сравните картинки. Тонкие эффекты контакта проще на модельных задачках наблюдать.

Константин Басов рассказывал, что решение Герца очень хорошо моделируется мкэ с высокой точностью.

Удачи.

Герц придумал свое решение студентом в 24 года. На зимних каникулах делал телескоп и хотел оценить возмущение, которое возникает в геометрии двух линз из-за контакта, если не разносить их, а просто положить одна на другую

[Galant 4]

1. фаска на вершине.. Это затупление кромки между поверхностью зуба и внешним диаметром..

пренебрегать не рекомендую.. Это элемент геометрии.

2. Зуб тонкий и длинный.. Лажа.. Попробуй поиграть смещением.. Сколько зубов на втором колесе?

3. Это кошмар.. Хотя в какой-нить ручной бетономешалке пойдет...

[Romich_Lukin 0]

1. фаска на вершине.. Это затупление кромки между поверхностью зуба и внешним диаметром..

пренебрегать не рекомендую.. Это элемент геометрии.

2. Зуб тонкий и длинный.. Лажа.. Попробуй поиграть смещением.. Сколько зубов на втором колесе?

3. Это кошмар.. Хотя в какой-нить ручной бетономешалке пойдет...

Про фаску согласен, сам затупил

Смещение уже 0,3. А угол профиля 20. При увелечении смещения не заострится ли у меня зуб шестерни?

Второе колесо это рейка => для ручной бетономешалки не подойдет

[Galant 4]

Про фаску согласен, сам затупил

Смещение уже 0,3. А угол профиля 20. При увелечении смещения не заострится ли у меня зуб шестерни?

Второе колесо это рейка => для ручной бетономешалки не подойдет

не люблю 20 градусов (не процентов!) Кстати, посмотри, может у тебя проценты на самом деле?

ставлю обычно от 22-х до 25.

Рейка- это вообще мечта поэта, межосевым не привязан. значит смещение делаешь какое хошь.

Не заострится, а наоборот станет коренастее зуб..

Я уже понимаю, что не бетономешалка, если зуб по Роквелу С на 63 калишь..

Что с термообработкой?

Шлифовка предусмотрена?

[Romich_Lukin 0]

не люблю 20 градусов (не процентов!) Кстати, посмотри, может у тебя проценты на самом деле?

ставлю обычно от 22-х до 25.

Рейка- это вообще мечта поэта, межосевым не привязан. значит смещение делаешь какое хошь.

Не заострится, а наоборот станет коренастее зуб..

Я уже понимаю, что не бетономешалка, если зуб по Роквелу С на 63 калишь..

Что с термообработкой?

Шлифовка предусмотрена?

Шлифовка будет т.к. шестерни скорее всего будет цементироваться.

Вопрос - при цементировании торцы тоже закаливаются?

Рейка будет калится ацетиленкой (большая очень)

На 22 градуса со смещение 0.5 посмотрел, вроде профиль нормальный...

Осталось поменять алгоритм программы... и вперед пересчитывать.

Хотя может стоит заменить фаску на скругление, для лучшего условия контакта?

Не знаеше как примерно оценить ее размер

Мысли вслух: а можно создать консольную реечную шевронку?

Изменено 20 декабря 2009 пользователем Romich_Lukin

[Galant 4]

0,5. это много уже..

шлифовка- значит тебе лучше до протуберанец на инструменте делать..

Со скругдением заманаешься, тебя на производстве прибьют, если туда зайдешь когда..

[Romich_Lukin 0]

0,5. это много уже..

шлифовка- значит тебе лучше до протуберанец на инструменте делать..

Со скругдением заманаешься, тебя на производстве прибьют, если туда зайдешь когда..

За протуберанец меня препод прибьет прямо в понеделиник). Но вообще идея хорошая.

Про фаску понял.

PS протуберанец можно стандартный под 6 градусов принять, при нестандартном угле профиля?

Изменено 20 декабря 2009 пользователем Romich_Lukin

[Galant 4]

За протуберанец меня препод прибьет прямо в понеделиник). Но вообще идея хорошая.

Про фаску понял.

PS протуберанец можно стандартный под 6 градусов принять, при нестандартном угле профиля?

Надо профиль высчитывать... какой припуск под шлифовку.. как материал ведет..

Суть то протуберанца в том, чтобы при шлифовании камень имел чистый выход, а не ерзал по скруглению и палил его..

У меня данные на работе, под рукой нет, так что до середины января теперь..

Вообще- ты поставил цель мелким модулем взять максимум тяги на рейки?

Хочешь поять, где лежит граница? что делаем то? Оно летает?