ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАЦЕПЛЕНИЯ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ В УСЛОВИЯХ АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ
DOI 10.31588/2073-0462-2026-21-1-89-98 УДК / UDC 631.145 EDN: OLVUXX
Ключевые слова:
зубчатые передачи, износ, вибрация, сельскохозяйственные машины, тензометрический способ.Аннотация
Деталями, лимитирующими долговечность зубчатых передач, трансмиссий сельскохозяйственной техники являются шестерни, подверженные интенсивному абразивному изнашиванию так как их эксплуатация происходит в условиях высокой запылённости воздуха из-за недостаточной герметичности внутренних полостей. Цель исследований – изучение и анализ изменений характеристик зацеплений и их влияние на кинематику высоконагруженных зубчатых передач в условиях абразивного изнашивания. Исследования проводились с помощью метода слепков для фиксирования относительного положения профилей. Одновременно проводилось тензометрирование для установления начала и конца зацепления пары зубьев и установления коэффициента перекрытия. Углы поворота фиксировались оптическими делительными головками. Испытывались прямозубые передачи с модулями m=2-5 мм без смещения исходного контура (термообработка - нормализация и объёмная закалка HRC38-400; числа зубьев шестерни z1=12-30, z2=22-90. Материал шестерни - сталь 40Х, колеса – сталь 45. Установлено, что при абразивном изнашивании высоконагруженных передач форма профиля зубьев изменяется, главным образом, в начальный период износа при его величине 5-8%. Размах колебаний при изнашивании возрастает, особенно в начальный период. По мере увеличения износа рост размаха колебаний замедляется и при износе зубьев шестерни свыше 12-16% размах стабилизируется. Рост размаха колебаний с увеличением модуля е возрастает. Колебания при изнашивании могут достигать значительной величины: при износе 16% и более при малом числе зубьев шестерни увеличение размаха достигало 130%. Установлено, что линия зацепления при изнашивании искривляется. Начало и конец зацепления сдвигаются по ходу вращения зубчатых колес. Коэффициент перекрытия по мере износа уменьшается и при износе свыше 10-14% стабилизируется в пределах 1,03-1,1. Создана математическая модель функции передаточного отношения в зависимости от величины износа.
Литература
1. Onishchenko V. Investigation of tooth wears from scuffing of heavy duty machine spur gears. Mechanism and Machine Theory. Vol. 83. 2015. p. 38-55. doi:10.1016/j.mechmachtheory.2014.08.016.
2. Дубовик Е.А. Особенности изнашивания зубчатых передач трансмиссий // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2015. No 3. С. 31-35. ISSN:1819-2092. ID:23307529.
3. Мирзаев К.К., Мустаева Б.У. Износостойкость зубчатых передач, работающих в абразивной среде // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2019. No 3 (60). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/7063 (дата обращения: 30.03.2020).
4. Исследования изменения динамических нагрузок при изнашивании цилиндрических зубчатых передач сельскохозяйственных машин / Попов А.М., Мехдиев Р.В., Майтаков А.Л., и др. // АПК России. 2024.т.31.с. 372-379. doi:10.55934/2587-8824-2024-31-3-372-379.
5. Краснов Ю.В., Никандров И.С., Горшков А.С. Оценка вероятности безотказной работы передач из-за отказов, вызванных износом, контактной и изгибной усталостью // Современные наукоемкие технологии. 2018. No 3. С. 67-72. URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=36938 (дата обращения: 16.01.2025).
6. Прохоров В. П., Тимофеев Г. А., Чернышева И. Н. Эволюция плоского эвольвентного зацепления при износе от истирания // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2015. No 2(659). С. 14-21.
7. Метод оценки остаточного ресурса зубчатых передач в межремонтный период / Н. Н. Ишин, А. М. Гоман, А. С. Скороходов [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. 2021. No 2(55). С. 5-17. doi: 10.46864/1995-0470-2021-2-55-5-17.
8. Калинин Д. В., Темис Ю. М. Анализ влияния сил трения в зацеплении на динамические нагрузки в зубчатых передачах // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. No 6(699). С. 32-43. doi: 10.18698/0536-1044-2018-6-32-43.
9. Zheng F., Zhang J., Yao L., Investigation on the wear of spur gears generated by modified cutter. Friction, 9 (2021) 288-300. 9(2): 288–300 (2021) ISSN 2223-7690 doi: 10.1007/s40544-019-0337-8.
10. Effects of tooth modifications on the dynamic characteristics of thin-rimmed gears under surface wear / Y. Huangfu, Z. Zhao, H. Ma, et al. // Mechanism and Machine Theory. 150 (2020) 103870.
1. Onishchenko V. Investigation of tooth wears from scuffing of heavy duty machine spur gears. Mechanism and Machine Theory. Vol.83. 2015; 38-55 p. doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2014.08.016.
2. Dubovik EA. [Features of wear of transmission gears]. Trenie i smazka v mashinakh i mekhanizmakh. 2015; 3. 31-35 p. ISSN: 1819-2092. ID: 23307529.
3. Mirzaev KK, Mustaeva BU. [Wear resistance of gears operating in an abrasive environment]. Universum: tekhnicheskie nauki: elektron. nauchn. zhurn. 2019; 3 (60). [cited 2020, March 30]. Available from: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/7063.
4. Popov AM, Mekhdiev RV, Maytakov AL. [Research of changes in dynamic loads during wear of cylindrical gear transmissions of agricultural machinery]. APK Rossii. 2024; Vol.31. 372-379 p. doi: 10.55934/2587-8824-2024-31-3-372-379.
5. Krasnov YuV, Nikandrov IS, Gorshkov AS. [Assessment of probability of failure-free operation of gears due to failures caused by wear, contact and bending fatigue]. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2018; 3. 67-72 p. [cited 2025, January 16]. Available from: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=36938.
6. Prokhorov VP, Timofeev GA, Chernysheva IN. [Evolution of flat involute gearing under wear from abrasion]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Mashinostroenie. 2015; 2(659). 14-21 p.
7. Ishin NN, Goman AM, Skorokhodov AS. [Method for assessing the residual life of gears in the inter-repair period]. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov.2021;2(55).5-17p. doi: 10.46864/1995-0470-2021-2-55-5-17.
8. Kalinin DV, Temis YuM. [Analysis of friction forces impact in the engagement on dynamic loads in gear transmissions]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Mashinostroenie. 2018; 6(699). 32-43 p. doi: 10.18698/0536-1044-2018-6-32-43.
9. Zheng F, Zhang J, Yao L. Investigation on the wear of spur gears generated by modified cutter. Friction, 9. 2021; 288-300 p. 9 (2). 288-300 p. (2021) ISSN 2223-7690 doi: 10.1007/s40544-019-0337-8.
10. Huangfu Y, Zhao Z, Ma H. Effects of tooth modifications on the dynamic characteristics of thin-rimmed gears under surface wear. Mechanism and Machine Theory. 150. 2020; 103870
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2026 Вестник Казанского государственного аграрного университета
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Метаданные научных статей, включая название, аннотацию, сведения об авторах, список литературы, идентификаторы и иные элементы библиографического описания для дальнейшего неограниченного использования, передаются в редакцию с правом их неограниченного использования на условиях открытой лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
