V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Напряженно-деформированное состояние витков зубьев винтовых и зубчатых передач характеризуется большой интенсивностью напряжений в сравнительно небольших объемах элементов, резкой концентрацией напряжений и деформаций в зоне контакта витков и у их оснований. Поверхности винтов имеют сложную геометрию. В разных зонах (в частности, в разных торцовых сечениях) по длине зуба или витка различны не только максимальные напряжения, но в общем случае и законы распределения напряжений по времени при переменных нагрузках. Различен может быть также объем наиболее напряженного материала. Определение напряжений в витках винтового механизма является сложной пространственной задачей. Развернутый на плоскость виток детали винтового механизма рассчитывается с использованием расчетной модели консольной балки переменного сечения.

Построена математическая модель напряженного состояния витков детали винтового механизма, адекватность которой подтверждена данными экспериментальных исследований напряженного состояния витка поляризационно-оптическим методом [1]. В результате анализа полученных зависимостей установлено, что напряжения растут с увеличением угла подъема и уменьшением угла профиля резьбы. Напряжения практически линейно зависят от отношения среднего диаметра резьбы к высоте ножки зуба. Смещение пятна контакта к наружному диаметру винта сопровождается существенным увеличением напряжений в пятне контакта и незначительны – во впадинах резьбы. Экспериментальные исследования напряжений поляризационно-оптическим методом проводили на моделях, изготовленных из прозрачного, изотропного материала – эпоксидной смолы ЭД-6М. По результатам эксперимента и теоретическим данным построены графики зависимости разности экстремальных напряжений от глубины z₁, отсчитываемой от поверхности контакта в перпендикулярном направлении к поверхности витка.

Литература

1. Лодыгина Н.Д. Исследование напряжений деталей винтовых механизмов // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности, 2011, № 1. - С.63-66.

Код для цитирования: Скопировать