СИНТЕЗ ЗУБЧАСТИХ І ЛАНЦЮГОВИХ ПЕРЕДАЧ З ЕВОЛЮТНИМ ПРОФІЛЕМ ТА ЇХ МОДЕЛЮВАННЯ У CAD СИСТЕМАХ

Анотація

Стаття присвячена синтезу еволютного зачеплення для зубчастих і ланцюгових передач та його моделюванню у CAD-системах. Розглянуто побудову Бобільє, яке полягає в заміні зубчастого механізму еквівалентним шарнірно-важільним. На його основі запропонований спосіб знаходження робочого профілю зубців колеса зубчастої передачі або зірочки ланцюгової передачі. Перевага цього способу полягає в можливості управляти якісними показниками ланцюгового зачеплення на етапі синтезу. Виконано чисельне рішення задачі синтезу інтегруванням диференціального рівняння, яке описує профіль зуба колеса або зірочки: а) наближене у вигляді полінома за допомогою програмного комплексу Vissim; б) чисельне методом Рунге-Кутта у системі MathCAD. Наведені приклади синтезованих профілів еволютної зубчастої пари та зірочки. Отримані масиви координат точок профілів були експортовані через файл Excel в систему Autodesk Inventor для побудови 3D-моделей зубчастих коліс та зірочок. З метою забезпечення плавної зміни кривизни профілю зуба в 3D-моделі точність розрахунків у MathCAD задається примусово – 7 знаків після коми. Розроблено методику побудови твердотільної та скінченно-елементної моделей зубчастих коліс і зірочок в Autodesk Inventor. В якості розрахункової моделі зубчастої пари прийняті сектори шестерні і колеса, а для ланцюгової передачі використаний сектор зірочки та одна втулка ланцюга. В обох випадках сектор складається з п'яти зубців та обода рекомендованої товщини 3 модуля. Використовується половина ширини шестерні та зірочки. Результати досліджень дозволяють створювати нові зубчасті та ланцюгові передачі з поліпшеними характеристиками та проводити їх моделювання в сучасних CAD-системах.

Ключові слова: еволютне зачеплення, зубчаста передача, ланцюгова передача, зуб, зірочка, побудова Бобільє, синтез, CAD-система, Autodesk Inventor.