CC BY
12Решетневскуе чтения. 2014
vanija zubchatyh peredach s normirovaniem pokazatelej tochnosti. Sovremennye tehnologii. Sistemnyj analiz. Modelirovanie. 2011, p. 173-176.
2. Ueura K., Kiyosawa Y., Kurogi J., Kanai S., Miyaba H., Maniwa K. et al. Tribological aspects of a strain wave gearing system with specific reference to its space application. In Journal of Engineering Tribology 222. 2008, p. 1051-1061.
3. Lukin R. S., Usakov V. I., Vavilov D. V., Iptyshev A. A. Modelirovanie vzaimodejstvija zven'ev volnovyh zubchatyh peredach. Vestnik Sibirskogo gosudarstven-nogo ajerokosmicheskogo universiteta im. akademika M. F. Reshetneva. 2013. № 1(47), p. 118-122.
4. Rheaume F.-E., Champliaud H., Liu Z. Understanding and modelling the torsional stiffness of harmonic drives through finite-element method. In
Journal of Mechanical Engineering Science 223. 2009, p. 516-524.
5. Tjahjowidodo T., Al-Bender Farid, van Brussel H. Theoretical modelling and experimental identification of nonlinear torsional behaviour in harmonic drives. In Mechatronics 23. 2013, p. 497-504.
© Лукин Р. С., Козлова Н. И., 2014
УДК 62-233.3/.9
О ПРОБЛЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАЛОГАБАРИТНОЙ ЛЕБЕДКИ НА ОСНОВЕ ПЕРЕДАЧИ ВНУТРЕННЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ С МАЛОЙ РАЗНОСТЬЮ ЧИСЕЛ ЗУБЬЕВ
И. Ю. Пикалов, А. П. Смирнов
Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected]
Описаны проблемы автоматизированного проектирования цилиндрических зубчатых передач по методике, основанной на объектно-ориентированной модели, в которой в качестве базовой единицы проектирования рассматривается зубчатое колесо в паре, а не сама зубчатая передача.
Ключевые слова: объектно-ориентированная модель, объектно-ориентированная декомпозиция, малогабаритная лебедка, цилиндрические зубчатые передачи внешнего и внутреннего зацепления.
ABOUT THE PROBLEMS OF COMPUTER AIDED DESIGN OF SMALL-SIZED WINCHES WHEN BASED ON INTERNAL GEAR WITH A SMALL DIFFERENCE BETWEEN THE NUMBER OF TEETH
I. Y. Pikalov, A. P. Smirnov
Siberian Federal University 79 Svobodniy prosp, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation. E-mail: [email protected]
In this article, a description cylindrical gears computer aided design problems according to the method based on object-oriented model wherein as the design basic unit is seen the gear in pair, but not the gear.
Keywords: object-oriented model, object-oriented decomposition, small-sized winch, cylindrical external and internal gears.
В ходе постоянного движения научно-технического прогресса происходит поиск новых способов и методов проектирования существующих объектов, которые, как предполагается, должны привести к снижению временных и материальных затрат на производство изделий. Одним из таких изделий являются зубчатые передачи, процесс проектирования которых считается одним из самых сложных среди процессов производства машиностроительной продукции. В связи с этим работой над вопросом совершенствования методик проектирования зубчатых передач занимается большое количество коллективов, в
том числе и коллектив кафедры КТОМСП ПИ СФУ.
Одним из результатов работы в данном направлении является разработанная методика проектирования цилиндрических зубчатых передач, основанная на объектно-ориентированной модели взаимодействия цилиндрической зубчатой передачи внешнего и внутреннего зацепления [1]. В качестве сущностей в представленной объектно-ориентированной декомпозиции рассматривается не только зубчатая передача, как в большинстве методик проектирования, но и зубчатые колеса в отдельности, причем у каждого зубчатого колеса имеются свои собственные параметры, опи-
Механика специальных систем
сывающие его исходный контур, что дает возможность выполнять проектирование зубчатых передач с разными исходными контурами в паре зубчатых колес.
При таком подходе возникает необходимость внедрения иных методик проектирования, отличных от существующих, которые основаны на применении их к зубчатой паре, а не к зубчатым колесам, взятым отдельно. Отсюда возникает необходимость разработки нестандартных алгоритмов, которые отсутствуют или отличаются от стандартных методик проектирования зубчатых передач, предлагаемых в ГОСТ и других источниках. Такими алгоритмами будут являться, в частности, алгоритмы поиска мгновенных точек контакта зубчатых колес в паре, алгоритмы вычисления расстояния между зубчатыми колесами в текущем положении и применение этих алгоритмов в составе алгоритма для вычисления линии зацепления зубчатых колес.
Разработанные алгоритмы входят в состав программного комплекса ОеагАпаИБуБ [2], с помощью которого можно выполнить моделирование процесса взаимодействия цилиндрической зубчатой пары внешнего и внутреннего взаимодействия, с том числе с малой разностью чисел зубьев.
Разработанная методика проектирования, заложенная в программном комплексе, была применена при проектировании малогабаритной лебедки на основе зубчатой передачи внутреннего зацепления с малой разностью чисел зубьев. Особенностью зубчатой передачи, которая заложена в основу привода данной лебедки, является то, что она выполнена в виде планетарной передачи типа К-И-У с внутренним зубчатым зацеплением с малой разностью в числах зубьев с разными исходными контурами в паре зубчатых колес. Параметры зубчатой передачи приведены в [3]. Для данной модели лебедки было выполнено изготовление опытных образцов, которые доказали свою работоспособность в ходе натурных экспериментов.
Однако были выявлены некоторые недостатки конструкции, и на этапе работ, связанные доведением данной лебедки до промышленного образца, возникла необходимость модернизации конструкции. Кроме этого предполагается и внесение изменений в параметры зубчатой передачи, связанных с установкой параметров зубчатых колес под имеющийся технологический инструмент, в частности шлицевую протяжку с параметрами, отличными от профиля применявшегося ранее.
Таким образом, на данный момент была выполнена разработка программного инструметария с заложенной методикой проектирования цилиндрических зубчатых передач, основанной на объектно-ориентированной модели, в основе которой в качестве базового объекта проектирования выделено зубчатое колесо в составе зубчатой передачи, а не сама зубчатая передача. Разработаны алгоритмы, реализующие предлагаемые методики проектирования. Кроме этого, выполнена апробация данного программного комплекса на примере проектирования малогабаритной лебедки. Ведутся исследования по доработке функционала предлагаемого программного комплекса, а также работы по модернизации малогабаритной лебедки и доведению ее до промышленного производства.
Библиографические ссылки
1. Смирнов А. П., Иптышев А. А., Вавилов Д. В., Колегова М. М., Елисеев Д. Б. Разработка объектно-ориентированной модели программного комплекса для проектирования и моделирования взаимодействия разномодульных зубчатых пар внешнего и внутреннего зацепления // Вестник СибГАУ. 2011. № 7(40). С. 42-47.
2. Программный комплекс синтеза геометрии и взаимодействия разномодульных зубчатых пар внешнего и внутреннего зацепления GearAnalysis / Смирнов А. П., Вавилов Д. В., Иптышев А. А., Шигина А. В. Свидетельство о гос. регистрации № 2012612189. Дата регистрации: 28 февраля 2012 г.
3. Шигина А. В, Смирнов А. П., Иптышев А. А., Вавилов Д. В. Автоматизированное проектирование привода малогабаритной лебедки на основе разномо-дульной зубчатой пары внутреннего зацепления // Решетневские чтения : материалы XV Междунар. науч. конф. Красноярск, 2011. С. 253-254.
References
1. Smirnov A. P., Iptyshev A. A., Vavilov D. V., Kolegova M. M., Eliseev D. B. Vestnik SibGAU. 2011. № 7(40), p. 42-47.
2. Program complex external and internal gear pairs synthesis and interaction geometry GearAnalysis / Smirnov A. P., Vavilov D. V., Iptyshev A. A., Shigina A. V. Certificate of state registration № 2012612189. Registration date: 28.02.2012.
3. Shigina A. V., Smirnov A .P., Iptyshev A. A., Vavilov D. V. // Reshetnev readings : XV International Scientific Conference. 2011, p. 253-254.
© Пикалов И. Ю., Смирнов А. П., 2014
