Технологічне забезпечення експлуатаційних показників авіаційних та транспортних циліндричних зубчастих передач

2025;
: сс. 70 - 88
1
Національний університет «Львівська політехніка», Україна
2
Національний університет «Львівська політехніка», Україна
3
Національний університет «Львівська політехніка», Україна

Мета. Моделювання процесу отримання модифікованого профілю зубців циліндричних зубчастих коліс дисковими інструментами способом безперервного радіально-колового формоутворення та оцінювання характеристик модифікованого профілю зубців у циліндричній зубчастій передачі за відносною величиною контактних напружень між зубцями та очікуваною відносною стійкістю щодо зношування бокових поверхонь зубців відносно вихідної евольвентної циліндричної зубчастої передачі. Методика. Дослідження виконані з використанням положень теорії зубчастих зачеплень, теорії формоутворення різальними інструментами стосовно зубчастих коліс, кінематичного аналізу, аналітичної та диференціальної геометрії. Результати. Розроблені математичні моделі формування модифікованого профілю зубців циліндричних зубчастих коліс удосконаленим способом радіально-колового нарізання зубців безпрофільними дисковими фрезами за безперервного обертання зубчастого колеса. Отримуваний модифікований профіль зубців порівняно до евольвентного профілю має покращені експлуатаційні характеристики, які забезпечують прогнозоване збільшення ресурсу зубчастої передачі за допомогою зменшення на поверхнях зубців контактних напружень та зменшення проковзування зубців. Наукова новизна. Розроблено основи профілювання поверхонь зубців циліндричних зубчастих коліс способом радіально-колового формоутворення із раціонально встановленою дисковою фрезою, що забезпечує отримання зубців у зубчастих колесах відповідної товщини та випукло-увігнутого профілю. Отримано результати, що доповнюють теоретичні положення синтезу зубчастих зачеплень циліндричних передач із зубцями модифікованого профілю із комплексним поєднанням параметрів інструмента, кінематичних характеристик процесу та очікуваних експлуатаційних параметрів зубчастої передачі. Практична значущість. Отримані результати моделювання спрямовані на застосування у циліндричних зубчастих передачах трансмісій транспортних засобів як спеціального та традиційного застосування, авіаційних редукторів під час здійснення заходів модернізації, ремонту і машин, транспортних засобів, а також проєктування циліндричних зубчастих передач для нових редукторів, агрегатів з одночаним технологічним забезпеченням практичного виготовлення зубчастих коліс із покращеними експлуатаційними характеристиками.

  1. Кайдалов Р. О. Дослідження раціональних варіантів модернізації бронетранспортера БТР-70 / Кайдалов Р. О., Страшний І. Л., Маренко Г. М., Диких О. В. // Збірник наукових праць Національної академії Національної гвардії України. Харків, 2021. Вип. 1 (37). С. 60–69. ISSN 2409-7470. DOI: https://doi.org/10. 33405/2409-7470/2021/1/37/237850
  2. Чернишев В. Л. Моделювання перехідних процесів у силовій передачі трансмісії військової гусенич- ної машини / В. Л. Чернишев, П. М. Калінін, М. Є. Сергієнко, А. М. Сергієнко, М. Г. Медведєв, Д. Є. Хаустов // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. Сер. : Автомобіле- та тракторобудування: зб. наук. пр. Харків : НТУ “ХПІ’, 2023. № 1. С. 64–76. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/70327
  3. Костюк В. В. Перспективи розвитку бронетанкового озброєння і техніки Сухопутних військ Збройних Сил України / В. В. Костюк, О. М. Калінін, П. О. Русіло, Ю. В. Варванець, Р. Г. Будяну // Військо- во-технічний збірник, 2012 (7). С. 89–94. URL: https://doi.org/10.33577/2312-4458.7.2012.89–94
  4. Андрієнко С. В. Математична модель та алгоритм оптимізації за масою трансмісії гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ / С. В. Андрієнко, О. В. Утиненко, О. В. Бондаренко, І. Є. Клочков // Прикладні питання математичного моделювання = Applied Questions of Mathematical Modelling. 2020.  Т. 3, № 2.2. С. 16–23. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/64003
  5. Пилипенко О. Модифікації зубців зубчастих коліс авіаційних редукторів для підвищення їх екс- плуатаційної надійності технологічності / Пилипенко О., Колесник Д., Березняк А., Холодний Р. // Збірник наукових праць Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військо- вої техніки. 2021. 2(8). С. 112–125. DOI: 10.37701/DNDIVSOVT.8.2021.12
  6. Пилипенко О. Д. Ресурси, строки служби та оцінка залишкового ресурсу редукторів вертольотів типу Ми-8 / Пилипенко О., Кохан В., Вусатий Ю., Журахов О., Сиворакша Д. // Збірник наукових праць Державного науково-дослідного інституту випробувань  і сертифікації озброєння та військової  техніки. 2022. 2(12), с. 109–118. DOI: 10.37701/dndivsovt.12.2022.11
  7. Мороз В. І. Особливості оптимізаційного проєктування і оцінювання технічного ресурсу тягових зубчастих передач рухомого складу залізниць / В. І. Мороз, В. І. Громов, О. А. Логвіненко // Збірник науко- вих праць Українського державного університету залізничного транспорту. Харків: УкрДУЗТ, 2023. Вип. 205. С. 86−97. DOI: https://doi.org/10.18664/1994-7852.205.2023.288831
  8. Features of determining engagement line of traction gears with different degrees of wear of gear teeth. V. I. Moroz, V. I. Hromov, O. V. Bratchenko and O. A. Logvinenko.. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 1021, International Scientific Conference Energy Efficiency in Transport (EET 2020). IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 1021 (2021) 012042. DOI: 10.1088/1757-899X/1021/1/012042
  9. Левін Н. О. Математична модель та алгоритм оптимізації за критерієм мінімальних контактних напружень зубчастих передач з опукло-увігнутим контактом / Н. О. Левін, O. В. Устиненко, М. Бошанскі, Р. В. Протасов, О. В. Бондаренко, C. В. Андрієнко // Вісник НТУ “ХПІ”. Серія: Машинознавство та САПР. Харків, НТУ “ХПІ’, 2025, № 2, с. 52–56. DOI: 10.20998/2079-0775.2023.2.08
  10. Чернець М. В. Дослідження умов зачеплення зубів циліндричної евольвентної передачі на конта- ктну міцність, зношування і довговічність. Частина. 1. Постійні умови взаємодії у некоригованому зачеп- ленні / М. В. Чернець, Ю. М. Чернець // Проблеми трибології. 2014. № 3. С. 22–27. URL: http://nbuv.gov.ua/ UJRN/Ptl_2014_3_6
  11. Чернець М. В. Дослідження умов зачеплення зубів циліндричної евольвентної передачі на конта- ктну міцність, зношування і довговічність. Частина 2. Постійні умови взаємодії у коригованому зачепленні / М. В. Чернець, Ю. М. Чернець // Проблеми трибології. 2014. № 4. С. 6–16. URL: http://nbuv.gov.ua/ UJRN/Ptl_2014_4_3
  12. Чернець М. В. Метод оцінки впливу коригування і зношування зубів циліндричної передачі на довговічність та міцність. Ч. 1. Довговічність і зношування / М. В. Чернець, Р. Я. Ярема, Ю. М. Чер- нець // Фізико-хімічна механіка матеріалів. 2012. Т. 48, № 3. С. 30–39. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/PHKhMM_2012_48_3_7
  13. Стоцький Ф. І. Прямозуба циліндрична евольвентна зубчаста передача найбільшої контактної міцнос- ті / Ф. І. Стоцький, Т. Ф. Тутко, О. Я. Дубей // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. 2014. № 2. С. 90–96. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvif_2014_2_12
  14. Radzevich S. P., Novikov Conformal Gearing, Springer Nature Switzerland AG 2023. P. 460. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-10019-2
  15. Operating Performance of External Non-Involute Spur and Helical Gears: A Review. Ivan Okorn, Marko Nagode, Jernej Klemenc. Strojniški vestnik – Journal of Mechanical Engineering. Vol. 67(2021), Issue 5, p. 256– 271. DOI: https://doi.org/10.5545/sv-jme.2020.7094
  16. Пилипенко О. Пошкоджуваність і руйнування зубчастих передач редукторів вертольотів Ми-8 та його модифікацій / Пилипенко О., Колесник Д., Березняк А., Шоха В. // Збірник наукових праць Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки. 2020. (3). –С. 92– 105. DOI: 10.37701/dndivsovt.3.2020.12
  17. Hlebanja, G., Erjavec, M., Hriberšek, M., Knez, L., Kulovec, S. (2022). Theory and Applications Based on S-Gear Geometry. In: S. P. Radzevich (ed.). Recent Advances in Gearing. Springer Nature Switzerland AG 2022. P. 50−87. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-64638-7_2
  18. Gradual development of S-shaped gears. Hlebanja, Gorazd. MATEC Web of Conferences. Vol. 366. EDP Sciences, 2022. Power Transmissions 2022. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/202236 601001
  19. Hrytsay I. Sinusoidal Gears and Alternative Method of Tooth Generation // S. P. Radzevich, M. Storchak (eds.), Advances in Gear Theory and Gear Cutting Tool Design, pp. 233–254. Springer Nature Switzerland AG 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-92262-7_8
  20. Hrytsay I., Stupnytskyy V. Analysis of the Involute and Sinusoidal Gears by the Operating Parameters and a New Method of  Its Cutting // Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020.  Advances in  design, simulation and manufactURL:ng II : proceedings of the 2nd International conference on design, simulation, manufactURL:ng:  the  innovation  exchange,   DSMIE-2019,   June   11–14,   2019,   Lutsk,   Ukraine.   P. 104– 113. DOI:10.1007/978-3-030-22365-6_11
  21. Грицай І. Є. Технологічні та експлуатаційні характеристики і параметри зубчастих передач евольвен- тного та синусоїдального зачеплення / І. Є. Грицай // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні та приладобудуванні. Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2018. № 891. С. 8–17. URL: https://ena.lpnu.ua/handle/ntb/43881
  22. Ткач П. М. Якісні показники працездатності синусоїдальних циліндричних прямозубих передач / П. М. Ткач [та ін.] // Вісник Нац. техн. ун-ту “ХПІ” : зб. наук. пр. Сер. : Проблеми механічного приводу. Харків: НТУ Є “ХПІ”, 2017. № 25 (1247). С. 135–139. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/31858
  23. Wei Sheng, Zhengminqing Li. Rupeng Zhu Geometry and design of spur gear drive associated with low sliding ratio. Advances in Mechanical Engineering. Vol. 13, Issue 4. April 2021, p. 12. https://doi.org/10. 1177/16878140211012547
  24. Influence of profile modifications on meshing stiffness, load sharing, and trasnsmission error of involute spur gears. Miryam B. Sánchez, Miguel Pleguezuelos, José I. Pedrero. Mechanism and Machine Theory. Vol. 139. September 2019, P. 506−525. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.05.014
  25. ManufactURL:ng of spur gears having normal teeth on different pressure angles by module disc milling cutter. Sándor Bodz s. International Review of Applied Sciences and Engineering. 2022, Vol. 13. Issue 3. 2022. P. 321–334. DOI: 10.1556/1848.2022.00418
  26. Литвиняк Я. М. Моделювання формування гвинтовими співвісними твірними лініями поверхонь зубців циліндричних косозубих зубчастих коліс / Я. М. Литвиняк, І. І. Юрчишин // Автоматизація виробни- чих процесів у машинобудуванні  та приладобудуванні. 2018. Вип.  52.  С. 57–71. URL: http://nbuv.gov.- ua/UJRN/Avtomatyzac_2018_52_7
  27. Литвиняк Я. М. Моделювання процесу безперервного формоутворення дисковими фрезами зуб- ців з модифікованим профілем у прямозубих зубчастих колесах // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Динаміка, міцність та проектування машин і приладів. 2017. № 866. С. 54–61. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VNULPDM_2017_866_10
  28. Pasternak S. Gear Cutting with Disk-Shaped Milling Cutters / Pasternak S., Danylchenko Y., Stor- chak M., Okhrimenko O. // S. P. Radzevich, M. Storchak (eds.), Advances in Gear Theory and Gear Cutting Tool Design, pp. 233–254. Springer Nature Switzerland AG 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-92262-7_5
  29. Pasternak S. Machining strategies for gear cutting with disc-shaped milling tools / S. Pasternak, Yu. Danylchenko, U. Heisel // Вісник Національного технічного університету України “Київський політехнічний ін- ститут”. Серія: Машинобудування. 2015. № 2. С. 61–66. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VKPI_mash_2015_2_11
  30. Пилипенко О. Розвиток конструкцій зубців і зубчастих коліс авіаційних редукторів / Пилипенко О., Колесник Д. і Березняк А. // Збірник наукових праць Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки. 2020. 4(6), С. 70–80. DOI: 10.37701/dndivsovt.6.2020.08