97FTM15-1997 Проектирование@ Генерация@ Анализ напряжений и испытания малошумных@ повышенной прочности торцевых фрезерованных спирально-конических шестерен
Разработана модифицированная геометрия торцево-фрезерованных спирально-конических передач с равномерными и коническими зубьями, обеспечивающая локализованный контакт подшипников, позволяющая снизить уровень шума и повысить прочность зубьев. Модифицированная геометрия основана на применении специально разработанных станочных настроек, а изготовление передач осуществляется с использованием серийно выпускаемого оборудования и инструментов. Основные предложенные идеи заключаются в следующем: (1) Оптимизация геометрии основана на локальном синтезе поверхностей зубьев шестерни, который обеспечивает: (i) локализованный контакт подшипника в продольном и поперек поверхностном направлениях@ (ii) снижение уровня ошибок передачи параболического типа@ и (iii) желаемая величина большой оси мгновенного контактного эллипса. Оптимизация достигается за счет несовпадения поверхностей образующих инструментов. (2) Увеличение прочности зубьев обусловлено естественным увеличением общего коэффициента контакта зубьев, обусловленным оптимизированной геометрией. Анализ напряжений основан на твердотельном моделировании зуба и анализе методом конечных элементов. (3) Разработанная теория была проверена с помощью компьютерной программы анализа контакта зубов (TCA). Изготовлены прототипы шестерен с коническими зубьями, проведены экспериментальные измерения виброшума и напряжений. По сравнению с существующей конструкцией@ уровень шума снижен до 18 децибел@ на частотах спирально-конического зацепления@ и уровень вибрации снижен на 50%. Общий уровень напряжения для зубчатого ряда был снижен настолько, чтобы обеспечить увеличение максимального уровня рабочего крутящего момента.