Analysing the self-alignment of cylindrical gear wheels with arch teeth

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Cylindrical gears with arc teeth make it possible to multiply the durability in terms of the contact and bending strength of gears of power drives of energy-intensive machines operating under conditions of inevitable skew angle of axes. Gears with arc teeth have the property of compensation of the skew angle by axial displacement (self-adjustment) of one of the wheels while ensuring the absence of edge contact of teeth in engagement. In the work an approximate dependence for calculation of displacement value of the touch point (error not more than 1...5 %) of the arc teeth in engagement on the active surface of the arc tooth of the gear in the direction of the axis of its rotation is offered. For the traction cylindrical gear of an electric locomotive with a different degree of localisation of the contact of the arc teeth, the analysis of the value of the self-alignment of the wheel with arc teeth, compensating for the skew (0, 1′, 2′, ...,7′) of the teeth in engagement, as well as the value of the displacement of the half-wheels in order to obtain an adaptive cylindrical gear with arch teeth of two contact zones in engagement.

About the authors

V. N. Syzrantsev

Tyumen Industrial University, Chair "Machines and Equipment of Oil and Gas Industry"

Author for correspondence.
Email: syzrantsevvn@tyuiu.ru
Doctor of Engineering Sciences, Professor, Honoured Worker of Sciences of the Russian Federation, Professor Tyumen

K. V. Syzrantseva

Tyumen Industrial University, Chair "Machines and Equipment of Oil and Gas Industry"

Email: kv.syzr@gmail.com
Doctor of Engineering Sciences, Associate Professor Tyumen

I. S. Serdyuk

Tyumen Industrial University, Chair "Machines and Equipment of Oil and Gas Industry"

Email: serdyuk.ivan.98@mail.ru
Postgraduate Student Tyumen

References

  1. Лагутин С. А. Предопределение функции ошибок в передачах с двойной модификацией зубьев / С. А. Лагутин // Пространство зацеплений: сборник докладов научного семинара Учебно-научного центра зубчатых передач и редукторостроения. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001. – С. 26–37.
  2. Сызранцев В. Н. Формообразование арочных зубьев цилиндрических колес и геометро-кинематические характеристики их зацеплений: монография / В. Н. Сызранцев, К. В. Сызранцева. – Тюмень: ТИУ, 2023. – 174 с. – ISBN 978-5-9961-3079-5.
  3. Сызранцев В. Н. Цилиндрические передачи с арочными зубьями: геометрия, прочность, надежность: монография / В. Н. Сызранцев, К. В. Сызранцева. – Тюмень: ТИУ, 2020. – 171 с. – ISBN 978-5-9961-2378-0.
  4. Arafa H. A. C-gears: Geometry and Machining, Part C. / H. A. Arafa // Journal of Mechanical Engineering Science. – 2005. – No. 219 (7). – P. 709–726.
  5. Jia F. Modelling and bending strength analysis of cylindrical gears with arcuate tooth trace / F. Jia, L. Hou, Y. Wei, B. Li, Y. You // Australian Journal of Mechanical Engineering. – 2015. – Vol. 13, No. 2. – P. 77–86. – doi: 10.7158/M13068.2015.13.2.
  6. Ma D. Tooth surface reconstruction and tooth profile geometric analysis of circular arc tooth trace cylindrical gears / D. Ma, Z. Ye, H. Yang // Transactions of FAMENA. – 2019. – Vol. 43, No. 1. – P. 29–44. – doi: 10.21278/TOF.43103.
  7. Jiang Y. Contact ratio calculation of involute arc gear device / Y. Jiang // Journal of Manufacturing Engineering. – 2017. – Vol. 15, No. 3. – P. 19–22.
  8. Milling machine error modelling and analysis in the machining of circular-arc-tooth-trace cylindrical gears / Y. Wu, L. Hou, L. Lan [et al.] // Transactions of FAMENA. – 2021. – Vol. 44, No. 4. – P. 13–29. – doi: 10.21278/TOF.444009419.
  9. Zhang X. Mathematical model and contact characteristics of curvilinear cylindrical gears with line contact / X. Zhang, Z. Liang // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. – 2021. – Vol. 43, No. 4. – doi: 10.1007/s40430-021-02894-w.
  10. Meshing Contact Impact Properties of Circular Arc Tooth Trace Cylindrical Gear Based on Rotating Knife Dish Milling Process / D. Ma, Y. Liu, Z. Ye [et al.] // Mathematical Problems in Engineering. – 2021. – Vol. 2021. – doi: 10.1155/2021/8819818.
  11. Патент RU № 2721579 С1, МПК F16H1/06. Адаптивная цилиндрическая передача с арочными зубьями / В. Н. Сызранцев, К. В. Сызранцева, В. П. Вибе, Ю. Г. Денисов. – № 2019136799; заявл. 15.11.2019; опубл. 20.05.2020, Бюл. № 14. – 1 с.
  12. Сызранцев В. Н. Расчет геометро-кинематических характеристик зацепления арочных зубьев цилиндрической передачи при погрешностях взаимного расположения / В. Н. Сызранцев, А. И. Стариков // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». – 2023. – Т. 23, № 1. – С. 5–18. – doi: 10.14529/engin230101.
  13. Сызранцев В. Н. Повышение надежности работы арочных цилиндрических передач на основе определения граничных величин смещения, обеспечивающих касание колес / В. Н. Сызранцев, А. И. Стариков // Вестник МГТУ «Станкин». – 2023. – № 4 (67). – С. 93–102. – doi: 10.47617/2072-3172_2023_4_93.
  14. Гришко В. А. Повышение износостойкости зубчатых передач / В. А. Гришко. – Москва: Машиностроение, 1977. – 232 с.
  15. Сызранцев В. Н. Расчет распределенной по площадке контакта нагрузки в зацеплении прямых и бочкообразных зубьев в условиях их перекоса / В. Н. Сызранцев, К. В. Сызранцева, И. С. Сердюк // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2024. – № 3 (365). – С. 52–61. – doi: 10.33979/2073-7408-2024-365-3-52-61.
  16. Сызранцев В. Н. Синтез адаптивной цилиндрической передачи с арочными зубьями с двумя зонами контакта / В. Н. Сызранцев, А. И. Стариков // Омский научный вестник. – 2023. – № 4 (188). – С. 38–45. – doi: 10.25206/1813-8225-2023-188-38-45.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Syzrantsev V.N., Syzrantseva K.V., Serdyuk I.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».