Геометрией поверхности

Геометрия зацепления. В отличие от рассмотренных выше зацеплений зубья колес волновых передач дополнительно перемещаются в радиальном направлении При этом относительное движение колес значительно сложнее, чем в простых передачах. Однако геометриче-

Вышеперечисленные критерии являются весьма важными. Варьируемые параметры, например, в зубчатых приводах,— это распределение передаточного отношения между ступенями редуктора, относительная ширина колес, материал колес, геометрия зацепления, передаточные отношения редуктора (частота вращения вала электродвигателя при заданной постоянной частоте вращения выходного вала) и др. Основное распространение получила параметрическая оптимизация, обеспечивающая оптимальные параметры элементов заданной структуры. Кроме того, можно варьировать типы объектов, например, типы редукторов (цилиндрические, червячные, планетарные и др.) — структурно-параметрическая оптимизация. Она предусматривает и совершенствование структуры изделия.

В торцовом сечении геометрия зацепления косозубчатых колес аналогична геометрии зацепления прямозубчатых колес. Угол зацепления в торцовом сечении определяется как

Геометрия зацепления боковых поверхностей косозубых колес более благоприятна, чем у прямозубых. При большей величине коэффициента перекрытия динамика процесса зацепления косозубчатой передачи улучшается.

§ 11.2. Геометрия зацепления колес

§ 11.2. Геометрия зацепления колес....... 165

Члены кафедры проводят научную работу по нескольким направлениям: износ пластмасс (И. Конюхов), точность обработки при протягивании (Л. Апин, А. Чижевский, К. Валь-ковский, Я- Уркис,.О. Жигур), размерные цепи (А. Риекст), геометрия зацепления и изготовления конических зубчатых колес (К. Паулиньш), динамические процессы при резании металла (В. Заре, аспиранты Г. Бах и Э. Риекстыньш), гидропривод (С. Навра, аспирант П. Лиелпетер). В научную работу вовлечены также студенты.

В. В. Шульцем была разработана геометрия зацепления и определена кривизна поверхностей зубьев ортогональных винтовых передач. Анализ полученных результатов позволил определить параметры кругового исходного контура для выпукло-вогнутых винтовых колес с заполюсным зацеплением, обладающих повышенной нагрузочной способностью. Отличительной способностью предложенного исходного контура являются малые угол давления в полюсе и величина радиуса кривизны, найденная из условия отсутствия подрезания. Вместе с этим было установлено, что приведенный главный радиус кривизны двух сопряженных поверхностей в пространственной зубчатой передаче с точечным касанием не зависит от кривизны исходного контура.

Результаты комплексных исследований несущей способности редукторных и трансмиссионных зубчатых передач [1—4] показали, что существенным фактором, определяющим долговечность и надежность тяжелонагруженных зубчатых колес, является правильный выбор смазочных масел и присадок к ним. Смазочные материалы, используемые для зубчатых передач машин, необходимо рассматривать как своего рода конструкционный материал со свойствами, влияющими на работоспособность зубчатых передач не в меньшей степени, чем геометрия зацепления и свойства материалов, из которых изготавливаются зубчатые колеса.

— Геометрия зацепления,— Термины, обозначения и определения '2—323

— Геометрия зацепления — Термины и обозначения 2 — 338

Методы стабилизации дополнительными элементами и собственной изгибной жесткостью часто близки по конструктивному воплощению. Конструктивно роль дополнительных элементов выполняют балки, арки и фермы, вантовые фермы, оттяжки и т.п. С этих позиций всякая комбинированная висячая система может быть охарактеризована как стабилизированная дополнительными элементами. Достоинством метода является возможность стабилизации без пригруза покрытий с простейшей геометрией поверхности: плоские, нулевой гауссовой кривизны и положительной гауссовой кривизны. При этом могут быть исключены местные кинематические перемещения под воздействием сосредоточенных нагрузок, что позволяет применять подвесное технологическое оборудование, включая подвесные краны.

Площадь физического контакта возрастает с увеличением нагруз ки, при уменьшении шероховатости поверхности и увеличении радиуса кривизны (закругления) вершин ее микронеровностей. Длительное действие постоянной нагрузки вызывает незначительное увеличение площадок фактического контакта. Эта площадь уменьшается с увеличением упругих характеристик, предела текучести материала и высоты неровностей поверхностей. При сопряжении двух различных материалов площадь фактического контакта определяется физико-механическими свойствами более мягкого и геометрией поверхности более твердого материала.

Незначительное использование методов термо-механического упрочнения объясняется не столько тем, что эта операция является завершающим этапом обработки, после которого невозможны другие виды обработки: формование, сварка и механическая обработка, сколько малой надежностью деталей, изготовленных из упрочненной до высоких значений 0В стали; слишком большой оказывается вероятность преждевременного разрушения высокопрочной стали. Эта вероятность возрастает с переходом к плоскому и тем более к объемному напряженному состоянию. При перепаде жесткостей, а также в случаях возникновения статически неопределимых напряжений, обусловливаемых требованиями совместности деформаций, особое значение имеет наличие различных повреждений поверхности и возможных отклонений от нормы состояния околоповерхностных слоев. Здесь приходится считаться с остаточными напряжениями растяжения, возникающими при обработке peaai нем, с наклепом при неисправном инструменте или нарушением рекомендуемых скоростей резания, подачи и т. д., дополнительно повышающим прочность и снижающим пластичность; с местным термическим воздействием, возникающим при нарушении режимов шлифования; с геометрией поверхности, представляющей при невысоком классе чистоты сетку перекрещивающихся рисок, переходящих зачастую в микронадрывы; со всевозможными механическими повреждениями — вмятины, забоины, закаты, царапины, внедрившиеся дробинки (при дробеструйной обработке), клейма различного происхождения, очаги коррозии, искры электроразрядов, загрязнение поверхности металлами, жирами, щелочами и т. д. и т. п.

вения микроперемещении поверхностных слоев уплотняющей кромки и развивающихся при этом динамических процессов, появления смазочной пленки и утечки являются дефекты валов и неровности поверхности манжеты: следы обработки, отклонение от формы идеальной окружности, динамический эксцентрицитет. Под геометрией поверхности вала понимается отклонение от идеальной окружности, которое характеризуется амплитудой и числом волн. При этом в зависимости ог длины волны различают неровность, волнистость и некруглость. Расстояние между выступами неровностей (шероховатости) во много раз меньше, чем между выступами волнистости. Принято относить к некруглости отклонения с малым числом волн на периметре окружности вала, значительно превышающие высоту шероховатости. Обычно имеющимися приборами шероховатость определяют в направлении оси вала.

Этот критерий недостаточно хорош для оценки геометрии вала под уплотнением, так как работоспособность уплотнения определяется геометрией поверхности по окружности. Характер неровностей сильно зависит от способа и направления обработки. Поэтому валы с одинаковой шероховатостью, замеренной вдоль оси, могут совершенно по-разному влиять на работу уплотнений. Все виды обработки поверхности вала, приводящие к образованию винтовых углублений или выступов, способствуют ухудшению герметичности за счет насосного эффекта, сопровождающегося засасыванием жидкости или воздуха. В некоторых случаях для нереверсивных валов желаемое направление следов обработки указывают на чертежах изделия, чтобы уменьшить утечки за счет насосного эффекта, подающего жидкость внутрь агрегата. Но такое уплотнение может засасывать в агрегат воздух, пыль и атмосферную влагу, что часто бывает недопустимо. Для всех видов валов, а в особенности для реверсивных валов рекомендуется обработка поверхности врезным шлифованием, при котором образуются изолированные впадины вдоль окружности. При шлифовании с продольной подачей эти впадины направлены под углом к оси, по винтовой линии. То же наблюдается при точении и ручной обработке шкуркой.

Автоматизированные установки капиллярного контроля высокой производительности имеют в составе те же участки, что и небольшие цеховые установки, однако здесь добавляется комплекс аппаратуры подачи и дозировки дефектоскопических материалов (в основном, пенетран-та и проявителя). Следует отметить, что в больших установках и автоматизированных линиях в основном используются порошковые проявители, так как крупногабаритные детали, в особенности со сложной геометрией поверхности, оказалось легче обработать проявителем, посыпая им или проводя деталь через его воздушную взвесь.

С одной стороны, с помощью оптической или оптико-телевизионной системы могут наблюдаться без значительных трудностей только объекты с несложной поверхностью (либо придется строить систему, пригодную только для наблюдения единственного вида объектов с данной геометрией поверхности, и при запуске в производство деталей с другой геометрией поверхности перестраивать всю оптическую, и, возможно, механическую часть).

Недостатки лазерных сканирующих систем: невозможность контроля деталей со сложной геометрией поверхности, трудность сканирования внутренних полостей, трудность перестройки зеркальной оптики системы на детали с иной геометрией поверхности; наличие подвижных частей (сканирующих зеркал) снижает надежность системы.

Качество поверхности определяется геометрией поверхности как границей тела и физико-химическими свойствами, обусловленными процессом ее образования при обработке детали. Качество поверхности деталей машин влияет на такие их служебные свойства, как сопротивление усталости, износо-, коррозие- и эрозиостойкость, и связано с такими свойствами сопряжений, как прочность посадок с натягом и плотность подвижных и неподвижных соединений.

и высоты HepoMjgCTe^iioB^xjocjejHj/Для поверхностей с грубой ше-'""рШов'атостью влияние различия в степени последней незначительно. При сопряжении двух различных материалов площадь фактического контакта определяется физико-механическими свойствами более мягкого материала и геометрией поверхности более твердого материала. При наличии между трущимися поверхностями тонкой квази-ожиженной медной пленки, образуемой при трении в условиях режима избирательного переноса, площадь фактического контакта может увеличиться в 10 ... 100 раз. Это является одной из причин резкого снижения интенсивности изнашивания трущихся поверхностей.

Площадь физического контакта возрастает с увеличением нагрузки, при уменьшении шероховатости поверхности и увеличении радиуса кривизны (закругления) вершин ее микронеровностей. Длительное действие постоянной нагрузки вызывает незначительное увеличение площадок фактического контакта. Эта площадь уменьшается с увеличением упругих характеристик, предела текучести материала и высоты неровностей поверхностей. При сопряжении двух различных материалов площадь фактического контакта определяется физико-механическими свойствами более мягкого и геометрией поверхности более твердого материала.