Порівняння синусоїдального та евольвентного прямозубих зачеплень за якісними показниками

Анотація

Стаття присвячена актуальному завданню створення зачеплень, які є альтернативними до евольвентного (традиційного), та можуть бути застосовані в силових приводах машин. Найпоширенішою вимогою до альтернативних видів зачеплень є більша у порівнянні з традиційним навантажувальна здатність та довговічність. Для забезпечення зазначеної вимоги може бути використано синусоїдальне зачеплення. Метою даної роботи є встановлення його переваг у порівнянні з традиційною передачею. Для досягнення мети було виконано теоретичне дослідження якісних показників працездатності, які відносяться до трьох рівнів – одиничні, комплексні та інтегральний. Для зубчастих зачеплень якісними показниками є швидкість ковзання, швидкість руху точок контакту у напрямку, нормальному до контактної лінії, відносні ковзання та приведена кривизна. Ці показники відносяться до групи геометро-кінематичних, оскільки залежать від геометрії зубців та кінематики передачі. Їх віднесено до одиничних та вони входять до складу комплексних показників, до яких зазвичай відносять контактну міцність активних поверхонь зубців, стійкість проти заїдання, зносостійкість, товщина масляного шару та питома робота сил тертя. Комплексні показники разом з геометро-кінематичними визначають втрати у зачепленні. Цей показник за своєю суттю є мірою ефективності зачеплення, а за алгоритмом його визначення – інтегральним показником. Встановлено, що у крайніх точках поля зачеплення синусоїдальні передачі мають щонайменше у 10,14 рази більший показник контактної міцності; у 10,13 рази менший показник заїдання; у 21,58 рази менший показник зносу поверхонь зубців шестірні; у 36,81 рази менший показник зносу поверхонь зубців колеса; у 6,57 рази більший показник товщини мастильної плівки; у 8,3 рази меншу питому роботу сил тертя на поверхні зубців шестірні; у 14,16 рази меншу питому роботу сил тертя на поверхні зубців колеса. Втрати у зачепленні синусоїдальної передачі у 2,13 рази менші. Таким чином підтверджено припущення розробника синусоїдального зачеплення Е. Вільдгабера (Ernest Wildhaber) про підвищену навантажувальну здатність, а також попередні результати, отримані першим дослідником цього зачеплення Ю.В. Анікіним. Результати роботи можуть бути використані для подальших експериментальних досліджень, зокрема для вибору рівнів навантаження редукторів при випробуваннях.