Царенко С.Н., Беланов В.Я., Куценко А.С., тезисы докладов 8-ой региональной научно-методической конференции "Машинознавство" - 2006

Расчет на объемную жесткость основания корпуса вертикального цилиндрического зубчатого редуктора

Известно, что основным критерием работоспособности корпуса зубчатого редуктора является его жесткость, т.к. она определяет правильность зацепления колес и, следовательно, работоспособность редуктора в целом.

Вес литого корпуса редуктора определяется главным образом толщиной его стенок, поэтому толщина стенок должна назначаться небольшой на основе расчетов на прочность и жесткость. Однако до настоящего времени не разработаны достаточно точные и в то же время надежные и простые методы расчета корпусов зубчатых редукторов. Поэтому на практике они рассчитываются либо слишком приближенно на основании формул сопротивления материалов, либо проектируя на основе изучения работоспособности аналогичных корпусных деталей, используя эмпирические зависимости для элементов корпуса. Отсутствие инженерных методов расчета вызвано прежде всего тем, что корпусы редукторов представляют собой чрезвычайно сложные пространственные конструкции, расчет которых на основании теории упругости встречает большие математические трудности. Между тем, в настоящее время на рынке программного обеспечения существует мощный и надежный комплекс метода конечных элементов (МКЭ), позволяющий исследовать на современных ПК поведение любых конструкций в условиях разнообразных воздействий.

В данной работе рассматривается с использованием МКЭ статический расчет деформированного состояния основания корпуса вертикального редуктора с косозубными цилиндрическими колесами с целью оценки влияния его деформации на взаимное расположение зубчатых колес. При этом твердотельная модель корпуса заранее создавалась средствами программного обеспечения «Компас –3Д» импортировалась через препроцессор в систему МКЭ, что позволило ускорить подготовку расчетной модели корпуса. Внешняя активная нагрузка на корпус представлена системой сосредоточенных сил: F1 = 92300 H, F2 = F3 = 26950 H; F4 = 2200 H, F5 = 19500 H.

На основании полученных расчетов перекос вала в вертикальной плоскости составляет 0,00313рад. Перекос вала в горизонтальной плоскости равен 0,0018рад.

Выводы. Полученные результаты с использованием программного продукта практически совпвдают с результатами работы. Однако количество алгебраических уравнений в работе в 20раз меньше, чем при классическом МКЭ. Перекос зубчатых колес, вызванный вертикальными перемещениями точек опорных поверхностей корпуса, совпадает с порядком значений перекоса, вызванного прогибами валов.