Transport engineering Transport engineering Транспортное машиностроение 2782-5957 69330 10.30987/2782-5957-2023-8-11-17 Машиностроение Mechanical engineering Машиностроение INCREASE IN LOAD CAPACITY OF SMALL-MODULE WORM GEAR ПОВЫШЕНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ МЕЛКОМОДУЛЬНОЙ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ https://orcid.org/0000-0002-7746-7640 Суслин Алексей Васильевич Suslin Aleksey Vasilyevich suslin1217@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-6373-0815 Барманов Ильдар Сергеевич Barmanov Ildar Sergeevich isbarmanov@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева Самара Россия Samara National Research University named after S.P. Korolev Samara Russian Federation Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева Самара Россия Samara National Research University named after S.P. Korolev Samara Russian Federation 30 08 2023 30 08 2023 2023 8 11 17 13 04 2023 11 07 2023 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/69330/view

Цель исследования: проанализировать возможные способы повышения нагрузочной способности и разработать червячную передачу, соответствующую следующим требованиям и условиям работы: минимальная масса, высокая надежность, необслуживаемая, кратковременный режим работы, ограниченные условия смазывания, возможность работы при низких температурах. Задачей, решению которой посвящена статья, является увеличение нагрузочной способности и повышение износостойкости червячных передач. Под нагрузочной способностью понимается возможность передачи наибольших вращающих моментов при наименьших габаритных размерах. Методы исследования основаны на теории прочности, теории упругости, механике контактного взаимодействия. Новизна работы заключается в выявлении эффективных конструкторско-технологических способов повышения нагрузочной способности, разработке модификации червячной передачи и апробации методики расчета на прочность передачи с глобоидным червяком. Результаты исследования: выполнен обзор и анализ результатов исследований, касающихся модификации передачи, условий работы, смазывания, технологии изготовления, изнашивания; рассмотрены возможные методы повышения несущей способности мелкомодульной червячной передачи; разработана модификация передачи с глобоидным червяком; апробирована методика расчета на прочность. Выводы: методика расчета на прочность и способ модификации глобоидной передачи позволяют улучшать качественные характеристики червячных передач – массогабаритные характеристики, надежность, ресурс, простота эксплуатации.

The study objective is to analyze possible ways to increase the load capacity and develop a worm gear that meets the following requirements and working conditions: minimum weight, high reliability, maintenance-free, short-term operation mode, limited lubrication conditions, the ability to work at low temperatures. The task to which the paper is devoted is to increase the load capacity and the wear resistance of worm gears. The load capacity is defined as the possibility of transmitting the greatest torques with the smallest overall dimensions. The research methods are based on the theory of strength, theory of elasticity, mechanics of contact interaction. The novelty of the work is in finding effective design and technological ways to increase the load capacity, developing a modification of the worm gear and testing the method for calculating the strength of the transmission with a globoidal worm. Research results: a review and analysis of the results of studies concerning the modification of gear, working conditions, lubrication, manufacturing technology, wear; possible methods of increasing the bearing capacity of a small-module worm gear are considered; a modification of the gear with a globoidal worm is developed; a method of strength calculation is tested. Conclusions: the method of strength calculation and the method of modification of the globoidal gear allow improving the quality characteristics of worm gears – weight and size characteristics, reliability, resource, ease of operation.

 червячная передача прочность геометрия технология изготовление модификация worm gear strength geometry technology manufacture modification

Иосилевич Г.Б. Детали машин. М., Машиностроение, 1988, 368 с. Iosilevich GB. Machine parts. Moscow: Mashinostroenie; 1988. Кудрявцев В.Н. Детали машин. Л., Машиностроение, 1980, 464 с. Kudryavtsev VN. Machine parts. Leningrad: Mashinostroenie; 1980. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин. М., Изд-во АПМ, 2005, 472 с. Shelofast VV. Fundamentals of machine design. Moscow: APM Publishing House; 2005. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. М., Высшая школа, 2010, 408 с. Ivanov MN, Finogenov VA. Machine parts: textbook for engineering specialties of universities. Moscow: Visshaya Shkola; 2010. Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для вузов. М., Машиностроение, 1989, 496 с. Reshetov DN. Machine parts: textbook for universities. Moscow: Mashinostroenie; 1989. Виноградов А.Б. Технологическое проектирование глобоидной передачи с высокой нагрузочной способностью. Вестник развития науки и образования, 2009, № 5, С. 16-21. Vinogradov AB. Technological design of a globoidal gear with a high load capacity. Vestnik Razvitiya Nauki I Obrazovaniya. 2009;5:16-21. Виноградов А.Б. Экспериментальное исследование опытной глобоидной передачи с локализованным контактом. Современные технологии в машиностроении. Сб. статей VIII Всероссийской научн.-практ. конф., 2004, С. 166-168. Vinogradov AB. Experimental study of globoidal gear with localized contact. Collection of Papers of the VIII All-Russian Scientific-practical Conference, 2004: Modern Technologies in Mechanical Engineering. p.166-168. Виноградов А.Б. Технология изготовления глобоидной передачи с червяком, шлифуемым плоскостью. Современные проблемы машиностроения: Труды II междунар. научн.-техн. конф., 2004, С. 415-418. Vinogradov AB. Technology of manufacturing a globoidal gear with a worm ground by a plane. Proceedings of the II International Scientific and Technical Conference, 2004: Modern Problems of Mechanical Engineering. p.415-418. Малько Л.С., Сутягин А.В., Трифанов И.В., Захарова Н.В., Суханова О.А. Экспериментальная оценка конструкторско-технологических решений при зубообработке сопряженных звеньев глобоидной передачи с исходным цилиндрическим эвольвентным колесом. СТИН, 2020, № 10, С. 16-21. Malko LS, Sutyagin AV, Trifanov IV, Zakharova NV, Sukhanova OA. Experimental evaluation of design and technological solutions for gear processing of coupled links of a globoidal gear with an initial cylindrical involute wheel. STIN. 2020;10:16-21. Федотов Б.Ф, Думилин С.В., Щегольков Н.Н., Беляков В.Н. Совершенствование технологии нарезания модифицированных глобоидных передач с локализованным пятном контакта. Известия МГТУ «МАМИ», 2014, Т.2., №1 (19), С. 96-99. Fedotov BF, Dumilin SV, Shchegolkov NN, Belyakov VN. Improving the technology of cutting modified globoidal gears with a localized contact spot. Izvestiya MGTU "MAMI". 2014;2(19):96-99. Гудов Е.А., Лагутин С.А., Федотов Б.Ф. Нагрузочная способность модифицированных глобоидных передач. Вестник национального технического университета «ХПИ»: Сб. научн. трудов. Тематический выпуск «Проблемы механического привода», 2011, №29, С. 41-52. Gudov EA, Lagutin SA, Fedotov BF. Load capacity of modified globoidal gears. Collection of Scientific Papers, 2011: Vestnik KhPI". 2011;29:41-52. Sharif K.J.L, Evans H.P., Snidle R.W., Egorov I.M. Simulation of wear in a worm gear under elastohydrodynamic conditions. Proceedings of the world tribology congress III, 2005, pp. 255-256. Sharif KJ, Evans HP, Snidle RW, Egorov IM. Simulation of wear in a worm gear under elastohydrodynamic conditions. Proceedings of the World Tribology Congress III, 2005. p. 255-256. Sharif K.J., Evans H.P., Snidle R.W. Prediction of the wear pattern in worm gears. Wear, 2006, T. 261, № 5-6, pp. 666-673. Sharif KJ, Evans HP, Snidle RW. Prediction of the wear pattern in worm gears. Wear. 2006;261(5-6):666-673. Павлов В.Г., Попов П.К., Селиверстов Е.Ю., Семидоцкий Н.В. Ресурс работы червячной передачи по условию предельно допустимого износа. Трение и смазка в машинах и механизмах, 2007, № 5, С. 21-25. Pavlov VG, Popov PK, Seliverstov EYu, Semidotsky NV. The service life of the worm gear under the condition of maximum permissible wear. Trenie I Smazka v Mashinah i Mechanismah. 2007;5:21-25. Попов В.А. Исследование устойчивости исходной геометрии активных поверхностей витков и зубьев глобоидной передачи. Вестник машиностроения, 2010, № 7, С. 10-16. Popov VA. Study of the stability of the initial geometry of the active surfaces of globoidal gear coils and teeth. Vestnik Mashinostroeniya. 2010;7:10-16. Андриенко Л.А., Вязников В.А. Ресурс работы червячных передач по критерию изнашивания. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2011, № 4, С. 3-6. Andrienko LA, Vyaznikov VA. Worm gear operation resource according to the wear criterion. BMSTU Journal of Mechanical Engineering. 2011;4:3-6. Андриенко Л.А., Вязников В.А. Влияние изнашивания на динамические нагрузки в червячной передаче. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2011, № 9, С. 18-22. Andrienko LA, Vyaznikov VA. Influence of wear on dynamic loads in worm gear. BMSTU Journal of Mechanical Engineering. 2011;9:18-22. Вяткин А.И. Общий подход к расчету износа глобоидной передачи. Международный научно-исследовательский журнал, 2017, № 1-4 (55), С. 48-50. Vyatkin AI. A general approach to calculating the wear of a globoidal gear. International Research Journal. 2017;1-4(55):48-50. Суслин А.В., Барманов И.С. Методика расчета на прочность глобоидной червячной передачи // Frontier Materials & Technologies, 2022. № 2. С. 84-91. DOI: 10.18323/2782-4039-2022-2-84-91. Suslin AV, Barmanov IS. Technique for calculating the strength of a globoidal worm gear. Frontier Materials & Technologies. 2022;2:84-91. DOI: 10.18323/2782-4039-2022-2-84-91.