Экспериментальное исследование технологических упругих деформаций центральных отверстий шестерней
- Авторы: Серков А.С.1, Деркач В.В.1, Михайленко С.В.1, Серкова Л.Б.1
-
Учреждения:
- Омский государственный технический университет
- Выпуск: Том 8, № 4 (2024)
- Страницы: 87-99
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2588-0373/article/view/279360
- DOI: https://doi.org/10.25206/2588-0373-2024-8-4-87-99
- EDN: https://elibrary.ru/ADDRNQ
- ID: 279360
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В работе экспериментально исследовано возникновение технологических упругих деформаций центральных отверстий шестерней малой технологической жесткости (нежестких шестерней), вызванных вследствие их закрепления в трехкулачковых самоцентрирующих патронах. Выполнено экспериментальное сравнение схемы закрепления за эвольвенту со схемой закрепления за наружный диаметр. Построены графики искажения формы отверстия от круглости в зависимости от момента затяжки прилагаемого к рукоятке динамометрического ключа. При помощи метода наименьших квадратов подтверждена предполагаемая линейная зависимость графиков искажения формы отверстия от круглости в зависимости от момента затяжки прилагаемого к рукоятке динамометрического ключа. Выполнены сравнения результатов, полученных при помощи эксперимента с результатами, полученными ранее при помощи компьютерного моделирования; подтверждена адекватность компьютерных моделей и достоверность полученных экспериментальных результатов. Экспериментально установлено, что при закреплении за эвольвенту возникает в среднем на 30,23 % меньше величина искажения формы отверстия от круглости по отношению к схеме закрепления за наружный диаметр. Данные результаты доказывают, что схема закрепления за эвольвенту шестерней малой технологической жесткости является наилучшей с точки зрения наименьшего искажения формы отверстий от круглости в сравнении со схемой закрепления за наружный диаметр.
Научная новизна заключается в исследовании влияния сил закрепления на искажение формы отверстия шестерни малой технологической жесткости при закреплении ее за наружный диаметр и за эвольвенту в трехкулачковом самоцентрирующем патроне. Полученные в результате исследований данные позволят научно обоснованно назначать параметры зажимных устройств при изготовлении шестерней малой технологической жесткости, используемых в летательных аппаратах.
Об авторах
Александр Сергеевич Серков
Омский государственный технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: Sanya_93@bk.ru
SPIN-код: 8065-4788
ассистент кафедры «Технология машиностроения»
Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11Валерий Васильевич Деркач
Омский государственный технический университет
Email: Altair_73@mail.ru
SPIN-код: 3504-7789
кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения»
Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11Степан Викторович Михайленко
Омский государственный технический университет
Email: Stepan_01.01@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6806-9915
SPIN-код: 7414-6496
ассистент кафедры «Металлорежущие станки и инструменты»
Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11Любовь Борисовна Серкова
Омский государственный технический университет
Email: Lubashka_2010@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5918-2476
SPIN-код: 1236-8615
старший преподаватель кафедры «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология»
Россия, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11Список литературы
- Печенин В. А., Болотов М. А. Математическая модель, имитирующая базирование зубчатых колёс на КИМ при использовании штифтов // Неделя науки СПбПУ: сб. тр. конф. / под ред. М. С. Кокорина. Санкт-Петербург: Изд-во СПбПУ, 2015. C. 285–287. ISBN 978-5-7422-5080-7. EDN: WIEAPZ.
- Галузина Т. В., Поляков А. В. Исследование изменений формы и расположения кольцевых заготовок малой жёсткости // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С. П. Королёва (национального исследовательского университета). 2011. № 3-3 (27). С. 222–226. EDN: RYZIDR.
- Константинова А. Н. Экспериментальное обоснование применения подхода «смягченных» режимов резания для обработки тонкостенных деталей // Евразийский союз ученых. 2018. № 4-1 (49). С. 22–25. EDN: XPIEVV.
- Фролов А. А., Васильев А. С. Исследование деформированного состояния заготовок типа колец при установке на станках токарной группы. URL: https://studvesna.ru/db_files/articles/1511/article.pdf (дата обращения: 25.07.2024).
- Жаргалова А. Д., Гаврюшин С. С., Лазаренко Г. П., Семисалов В. И. О «мягких» режимах резания для обработки тонкостенных деталей // Интернет-журнал Науковедение. 2016. Т. 8, № 6 (37). С. 117–128. EDN: XXYHIJ.
- Еремейкин П. А., Жаргалова А. Д., Гаврюшин С. С. Расчётно-экспериментальная оценка технологических деформаций при «мягких» режимах токарной обработки тонкостенных деталей // Обработка металлов (Технология, оборудование, инструменты). 2018. Т. 20, № 1. С. 22–32. doi: 10.17212/1994-6309-2018-20.1-22-32. EDN: YQYOIH.
- Еремейкин П. А., Жаргалова А. Д., Гаврюшин С. С. Автоматизированная система для инженерного анализа деформаций тонкостенных деталей при токарной обработке // Математическое моделирование и экспериментальная механика деформируемого твёрдого тела: сб. науч. тр. / под ред. В. Г. Зубчанинова, А. А. Алексеева. Тверь: Изд-во Тверского гос. техн. ун-та, 2018. Вып. 2. С. 31–35. ISBN 978-5-7995-0975-0. EDN: XZBRXV.
- Кильдеев Т. А., Осипов Т. А. Анализ способов обработки резанием тонкостенных трубчатых заготовок // Научные исследования в области технических и технологических систем: cб. ст. междунар. науч.-практ. конф. Уфа: Аэтерна, 2018. С. 117–120. EDN: YLCCDG.
- Жедь О. В., Копылов В. В. Напряжённо-деформированное состояние втулок в зависимости от сил зажима в самоцентрирующем патроне // Грузовик. 2018. № 11. C. 24–28.
- Серков А. С., Масягин В. Б., Серкова Л. Б. Упругие деформации колец и втулок при их закреплении в самоцентрирующих патронах и их влияние на точность механической обработки // Известия Тульского государственного университета: технические науки. 2022. № 2. С. 389–397. EDN: ZCPNEK.
- Бояршинов С. В., Кулешова З. Г., Шатилов А. А. Деформации заготовок при закреплении в станочных приспособлениях и их влияние на точность механической обработки. Москва: Машиностроение, 1983. 43 с.
- Куклев Л. С., Тазетдинов М. М. Оснастка для обработки нежёстких деталей высокой точности. Москва: Машиностроение. 1978, 104 с.
- Серков А. С., Масягин В. Б., Серкова Л. Б. Оптимизация технологии производства шестерней, зубчатых колёс, сателлитов // Известия Тульского государственного университета. Технические Науки. 2021. № 4. С. 134–139. doi: 10.24412/2071-6168-2021-4-134-139. EDN: TYYUXP.
- Елисеев Ю. С. Производство зубчатых колес газотурбинных двигателей. Москва: Высшая школа. 2001.492 с.
- Чуприков А. О. Технологическое обеспечение точности токарной обработки тонкостенных сварных корпусов на основе учета упругих деформаций: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2013. 180 с.
- Калашников С. Н., Калашников А. С., Коган Г. И. [и др.]. Производство зубчатых колес: справ. / под общ. ред. Б. А. Тайца. 3-е изд., перераб. и допол. Москва: Машиностроение, 1990. 464 с.
- Тайц Б. А. Точность и контроль зубчатых передач / под ред. Е. Г. Гинзбурга. 2-е изд., перераб. и доп. Ленинград: Машиностроение, 1978. 137 с.
- Калашников С. Н., Калашников А. С. Зубчатые колёса и их изготовление. Москва: Машиностроение, 1983. 264 с.
- Пономарев В. П., Батов А. С., Захаров А. В. [и др.]. Конструкторско-технологическое обеспечение качества деталей машин. Москва: Машиностроение. 1984, 184 с.
- Жедь О. В., Копылов В. В. Влияние формы отверстия зубчатого венца на его предварительное напряжённое состояние при сборке с базовой деталью Часть 1 // Грузовик. 2017. № 12. С. 14–15. EDN: YLTHBB.
- Жедь О. В. Влияние формы отверстия зубчатого венца на его предварительное напряженное состояние при сборке с базовой деталью. Часть 2 // Грузовик. 2018. № 1. С. 18–22. EDN: YLVMHB.
- Рогов В. А. Влияние предварительного напряженного состояния зубчатого венца вследствие натяга с базовой деталью в расчетах на изгибную прочность зуба // Технология машиностроения. 2018. № 8. С. 31–39. EDN: YLTHBB.
- Zhed O., Koshelenko A., Khishova K. The effect of the stressed state of the ring gear due to interference with the base part in calculating the flexural strength of the tooth // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 709, Issue 2. P. 022035-1–022035-8. doi: 10.1088/1757-899X/709/2/022035.
- Серков А. С. Внедрение универсальной оснастки в процесс шлифования отверстия и торца заготовки сателлита // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 4. С. 316–320. EDN: NCEIXO.
- Повышение качества центрирования зубчатых колес. URL: http://www.avtomash.ru/gur/2005/20050244.htm (дата обращения: 31.03.2023).
- Центрирование зубчатых колес по эвольвентному шлицевому профилю базового отверстия. URL: http://www.avtomash.ru/gur/2004/20041246.htm (дата обращения: 31.03.2023).
- Маликов А. А., Малахов Г. В., Михайлов А. В. Определение параметров зубчатого венца заготовок с предварительно оформленными зубьями // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 8-1. С. 344–353. EDN: ZEGJDH.
- Рогов В. А., Кошеленко А. С., Хишова Е. С. Исследование напряжённого состояния зубчатого венца на оптических моделях от сил зажима в самоцентрирующем патроне // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2015. № 4. С. 29–37. EDN: VBJUVH.
- Рогов В. А., Кошеленко А. С., Хишова Е. С. Исследование методом фотомеханики напряженно-деформированного состояния зубчатого венца, вызванного зажимом в самоцентрирующем патроне при механической обработке // Вестник МГТУ «Станкин». 2015. № 4 (35). С. 36–41. EDN: VHIZCB.
- Рогов В. А., Кошеленко А. С., Жедь О. В., Хишова Е. С. Исследование методом фотомеханики напряженно-деформированного состояния зубчатого венца от сил зажима в самоцентрирующем патроне на этапах механической обработки // Грузовик. 2016. № 2. С. 19–22. EDN: VOIPHT.
- Рогов В. А., Кошеленко А. С., Хишова Е. С. Исследование напряженного состояния зубчатого венца на оптических моделях от сил зажима в самоцентрирующем патроне // Технология машиностроения. 2016. № 3. С. 10–14. EDN: WAOOBD.
- Серков А. С., Масягин В. Б., Серкова Л. Б. Исследование напряжённо-деформированного состояния заготовки зубчатого колеса на математических моделях // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 5. С. 362–373. EDN: RVGUEM.
- Серков А. С., Масягин В. Б., Артюх Р. Л., Серков Л. Б. [и др.]. Исследование напряжённо-деформированного состояния заготовки зубчатого колеса с применением математических моделей в зависимости от сил зажима в трех- и шестикулачковых самоцентрирующих патронах // Омский научный вестник. 2020. № 4 (172). С. 13–18. doi: 10.25206/1813-8225-2020-172-13-18. EDN: QDXEER.
- Серков А. С. Исследование упругих деформаций центральных отверстий зубчатых колёс, вызванных силами закрепления // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 9. С. 3–19. doi: 10.24412/2071-6168-2023-9-3-4. EDN: EOYKAH.
- Серков А. С. Зависимости силы закрепления зубчатого колеса при шлифовании центрального отверстия // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 7. С. 278–289. doi: 10.24412/2071-6168-2023-7-278-279. EDN: GNBLZX.
- ГОСТ 2675–80. Патроны самоцентрирующие трёхкулачковые. Основные размеры. Введ. 1981–07–01. Москва: Государственный комитет СССР по стандартам, 1987. 11 с.
- ГОСТ 4543–2016. Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия. Введ. 2017–10–01. Москва: Стандартинформ, 2019. 53 с.
- ГОСТ 801–2022. Прокат из подшипниковой стали. Технические условия. Введ. 2023–08–01. Москва: Российский институт стандартизации, 2023. 45 с.
- Серков А. С., Масягин В. Б., Серкова Л. Б. Разработка графической методики расчёта конструктивных элементов для закрепления зубчатых колёс // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 5. С. 389–397. doi: 10.24412/2071-6168-2021-5-389-398. EDN: HFFFGT.
- Расчёт диаметра роликов при закреплении по зубьям: программа для ЭВМ № 2022617841 / Серков А. С., Масягин В. Б. № 2022616889; заявл. 19.04.2022; рег. 26.04.2022.
- Идельсон Н. И. Способ наименьших квадратов и теория математической обработки наблюдений. Москва: Геодезиздат, 1947. 358 с.
- Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. Ленинград: Физматгиз, 1962. 352 с.
- Мазмишвили А. И. Теория ошибок и метод наименьших квадратов. Москва: Недра, 1978. 311 с.
- Айвазян С. А. Прикладная статистика. Основы эконометрики. Москва: Юнити-Дана, 2001. Т. 2. 432 с.
- Мазуров Б. Т., Падве В. А. Метод наименьших квадратов (статика, динамика, модели с уточняемой структурой) // Вестник Сибирского государственного университета геосистем и технологий (СГУГиТ). 2017. Т. 22, № 2. С. 22–35. EDN: YZFXGB.
Дополнительные файлы
