Вісник № 25

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/37540

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 29

Mathematical model for formation of spur gear teeth by a hyperbolic reference profile
(NTU "KhPI", 2018) Tkach, P. M.; Nosko, P. L.; Revyakina, O. O.; Bashta, O. V.; Kornienko, A. O.; Tisov, O. V.; Tsybri, Yu. O.
The aim of this work is to create a fundamentals of mathematical model which consists in definition of geometry of a generating surface and machining gearing for novel cylindrical spur transmission. The generating surface is considered as rack-cutter with teeth, which profiled by hyperbola – a curve which is smooth at whole addendum and dedendum parts of reference profile. The equations of teeth surfaces which help the basic performances of this generating surface surveyed, namely quadratic forms and normal curvatures in the given directions are presented. The equations of machining gearing which help to obtain the equations of surfaces of teeth which can be applied both for working surfaces and for their fillets are obtained. For these surfaces quadratic forms also defined. Boundaries of a contact zone are defined. The results obtained in a paper can be used for definition of quality indicators of serviceability of novel transmissions which will allow carrying out a comparative estimation of novel transmission with conventional one and with other types of transmissions.
Possibilities of application of hard thin coatings in HCR gearing working in interaction with ecological lubricant
(NTU "KhPI", 2018) Bošanský, Miroslav; Tóth, František; Rusnák, Juraj
The article describes the possibilities of application of hard thin coatings to a non-standard involute HCR gearing, made from 16MnCr5, working in interaction with ecological transmission oil OMV Biogear S150. Based on an analysis of their geometric characteristics and their differences from nonstandard C–C teeth, the possibilities of applying thin hard coatings to the side surface of the teeth are assessed. From the previous results obtained at the research center (UDTK sjF STU in Bratislava), the nitride TiALCN was applied and the article presents the results obtained on the Niemann´s stand for scuffing, from which it follows that due to the higher heights of the tooth addendum (hа = 1,2m) compared to the standard (hа = 1,0 m) and hence larger meridians, the greatest damage there was on an addendum of pinion.
Synthesis, calculation of functional properties, reliability assessment of planetary transmissions and their diagnostics during operation
(NTU "KhPI", 2018) Algin, Vladimir Borisovich; Gavrilov, Sergey Alekseevich; Ishin, Nikolai Nikolaevich; Maksimchenko, Natalia Nikolaevna
Developed models and computer methods cover the stages of synthesis, kinematic, quasi-static and dynamic calculations, prediction and monitoring the dependability of planetary transmissions. Method for constructing no isomorphic structures using canonical matrixes was developed, as well as a modular analytical method for obtaining a family of gearboxes based on a unified reliable core module. Under kinematic and quasi-static calculations, the transmission is represented by a kinematic diagram formed in an automated mode. Its equations are made by means of a structure-distributive matrix. The concept of a regular mechanical system provides a correct dynamic calculation of the transmission as a multibody system with variable states. In calculating transmission dependability, the principle of dependent behaviour of components in a loaded mechanical system is used. Variation in operation conditions is taken into account. The complex logic of limiting states is reproduced in a hierarchical system: constructional elements, parts, units, transmission. Monitoring the transmission dependability in operation is based on diagnostic models that link the vibration level and the degree of components damages. Diagnostic system analyses the vibroimpulses produced by gears. Some presented methods are used in state standards and at enterprises of Belarus.
Technical evolution and reliability of trolleybus’s traction transmission
(NTU "KhPI", 2018) Oborskyj, Genadij Oleksandrovych; Hutyria, Serhij Semenovych; Yaglinskij, Victor Petrovych; Chanchin, Andrij Mykolajovych
Based on the analysis of the indicators of functionality and structure of the trolleybus’s traction transmission (TT), some characteristic differences have been established for the classification of 4 generations of drive axles (DA) structures of known world manufacturers. The calculation models and methods for increasing the probability of a fail-safe transmission’s and DA system work, consisting of aggregates, modules, mechanisms, parts and connections, are analyzed. A method is proposed and example is given of predicting the parametric reliability of a planetary wheel gear (PWG) in DA system by two criteria: fatigue strength and vibration resistance of "criteria element" – thin-walled epicycle of "weak link" – PWG.
Анализ реакции волоконных материалов на действие нагрузок на основе микромеханических моделей
(НТУ "ХПИ", 2018) Ткачук, Николай Николаевич
В работе предложены нелинейные физические и математические модели на основе микромеханики волоконных материалов на уровне статистических ансамблей их цепочек. Для решения поставленной задачи создания теоретических основ расчета деформирования элементов машиностроительных конструкций из таких материалов использовались методы механики сплошной среды, в частности, для формирования уравнений состояния. Для вывода нелинейных уравнений, описывающих физико-механические свойства полимерных материалов, привлекались и усовершенствовались соотношения статистической микромеханики волоконных цепочек, находящихся во взаимодействии друг с другом. На основе вариационных принципов построены новые вариационные формулировки общих задач определения деформирования волоконных материалов под действием загрузок с учетом влияния истории нагружения. Учитывается, в частности, трение волокон и проскальзывание отдельных воло- кон друг относительно друга. Предложены также модели гомогенизации свойств волоконных материалов. Они отличаются от известных процедурой осреднения с привлечением интегрирования с весом по замкнутой поверхности вокруг точки усреднения. На этой основе осуществлен переход от свойств микромоделей к свойствам макромеханических моделей. В результате разработаны новые, более адекватные нелинейные математические модели поведения материала, построенные с привлечением принципиально новых авторских подходов к описанию физико-механических свойств на микроуровне статистических наборов волоконных цепочек и пространственной гомогенизации их макросвойств. На этой основе могут быть установлены новые закономерности поведения волоконных материалов и композиций на их основе под механической нагрузкой. В конечном итоге создана основа для формирования макромеханических свойств материалов на основе математического моделирования микроансамблей волоконных цепочек и нитевых сетей, что предоставляет возможности прогнозирования свойств не только существующих, но и еще только создаваемых материалов. Разработана база для конструирования материалов с заданными физико-механическими свойствами.
Впровадження сучасних засобів технічного діагностування буксових вузлів рухомого складу залізниць
(НТУ "ХПІ", 2018) Борзилов, Іван Дмитрович; Калуга, Ганна Анатоліївна
Проведений аналіз робіт стосовно розробки та використання засобів технічного діагностування буксових вузлів рухомого складу залізниць в процесі експлуатації та при виконанні планового ремонту. Показано, що подальший розвиток засобів технічної діагностики букс в процесі експлуатації рухомого складу повинно відбуватися при прямому безперервному контролі температури шляхом інтеграції датчиків в найбільш інформативні зони букс, а про небезпечне нагрівання підшипників буде свідчити радіосигнал. При плановому ремонті рухомого складу, запропоновано комплекс вібродіагностики підшипників кочення, що визначає за одним вимірюванням технічний стан і прогнозування залишкового ресурсу підшипників в буксових вузлах.
До 100-річчя заснування Одеського національного політехнічного університету
(НТУ "ХПІ", 2018) Оборський, Геннадій Олександрович
До питання оптимального проектування черв'ячно-циліндричних редукторів
(НТУ "ХПІ", 2018) Калінін, Павло Миколайович; Остапчук, Юрій Олександрович; Жережон-Зайченко, Юрій Вікторович; Кириченко, Олександр Миколайович
Розглянута задача багатокритеріального оптимального проектування ступінчастого черв'ячно-циліндричного редуктора з нижнім розташуванням архімедова черв’яка. Розроблена проектно-математична модель редуктора і на прикладі параметричної оптимізації визначеного редуктора за обраними критеріями якості визначені ефективні параметри оптимізації та досліджена задача розподілу загально передаточного числа редуктора. Для вирішення оптимізаційної задачі застосовується метод допустимих множин. Наведені результати чисельного аналізу інформаційної множини проектованого редуктора. Для забезпечення картерної системи мащення і зменшення висоти редуктора запропонована зміна алгоритму розрахунку циліндричної передачі. Проаналізовані рекомендації по розподілу передаточних чисел по ступеням редуктора та наведені рекомендації до вибору оптимально-раціональних проектних рішень при різних обмеженнях на критерії якості. Зроблені висновки по результатам проведених досліджень.
Изготовление квазиглобоидных зубчатых колес
(НТУ "ХПИ", 2018) Кириченко, Ирина Алексеевна; Кузьменко, Наталья Николаевна
Рассматривается получение квазиглобоидных зубчатых колес с разными геометрическими параметрами, изготовленные цилиндрическими обкаточными инструментами с помощью новой схемы формообразования, когда передние грани режущей кромки не находятся в одной плоскости, в которой находится и ось вращения квазиглобоидной заготовки, что приводит к повышению точности изделия, повышению нагрузочной способности принципиально новой зубчатой передачи. Нарезание квазиглобоидных зубчатых колес производится на серийных зубофрезерных станках без применения специальных приспособлений, что снижает себестоимость их изготовления.
Исследование параметрической оптимизации массы двухступенчатого планетарного механизма типа A̅I̅ - II
(НТУ "ХПИ", 2018) Матусевич, Владимир Анатольевич; Шарабан, Юрий Владимирович; Шехов, Александр Владимирович; Абрамов, Владимир Тимофеевич
Рассмотрена методика построения целевой функции массы двухступенчатого планетарного механизма типа A̅I̅ - II с учетом условий прочности зубчатых зацеплений и областей существования планетарных ступеней механизма. Предложен подход для исследования экстремальных свойств целевой функции массы планетарного механизма. На основе экстремальных свойств целевой функции построена математическая модель оптимизации массы планетарного механизма. В качестве параметров оптимизации приняты значения передаточных отношений, числа сателлитов, коэффициентов приведения масс, отношения диаметров сателлитов и параметры прочности зубчатых зацеплений ступеней планетарного механизма. Приведен пример оптимального проектирования конструкции минимальной массы планетарного механизма типа A̅I̅ - II.
Кваліметрична модель технічного рівня тренажера-гексапода
(НТУ "ХПІ", 2018) Козерацький, Геннадій Володимирович; Яглінський, Віктор Петрович; Хіхловський, Анатолій Броніславович; Озернюк, Олег Тимофійович
Виконано аналіз існуючих методів удосконалення конструкцій технічних об’єктів і оптимізації їх критеріальних параметрів під час відпрацювання заданих функціональних траєкторій. Запропоновано групові комплексні показники таких функціональних властивостей тренажера-гексапода: енергоефективності, точності позиціювання, маневреності, швидкодії та надійності. Розроблено відповідну кваліметричну модель технічного рівня тренажера, яка складає п’ять рівнів моделювання глибини декомпозиції якості (внутрішня альтитуда) і п’ять надрівнів висоти зовнішньої структури якості (зовнішня альтитуда). Удосконалено математичну модель технічного рівня тренажера, яка ґрунтується на п’ятнадцятьох комплексних критеріях, відображаючих функціональні властивості. Інтегральний показник технічного рівня і вагові коефіцієнти комплексних функціональних властивостей визначено рішенням системи шести алгебраїчних рівнянь матриці якості, а не призначено експертами. Продемонстровано визначення резервів підвищення технічного рівня тренажера шляхом побудови матриці якості і відповідної павутини якості.
Методика проведення експериментальних досліджень балістичної стійкості багатошарових броньованих структур
(НТУ "ХПІ", 2018) Баулін, Дмитро Станіславович; Манжура, Святослав Анатолійович; Горєлишев, Станіслав Анатолійович; Одейчук, Микола Петрович; Ткачук, Микола Анатолійович; Ткачук, Микола Миколайович
На даний момент в Україні ведеться активна робота щодо підвищення захищеності особового складу та військової техніки силових структур. Актуальним завданням є створення нових броньових матеріалів, які відповідають за своїми характеристиками сучасним вимогам, та розробка надійних кулестійких захисних конструкцій. Їх створення потребує детального дослідження щодо оцінки взаємодії високошвидкісного елемента з перешкодою. З появою нових бронематеріалів та технологій їх виробництва змінюється і модель високошвидкісної взаємодії. Однак, більшість існуючих методик дають невірну оцінку процесів такої взаємодії через появу нових параметрів, пов’язане з удосконаленням технологій виробництва. Має місце недостатня вивченість процесів високошвидкісного зіткнення уражаючого елементу з багатошаровою перешкодою. Процес взаємодії уражаючого елемента та багатошарової перешкоди на відміну від гомогенної більш складний, і на його результат впливає більше параметрів, наприклад характеристики шарів, параметри з’єднання шарів та інші. Усі ці параметри необхідно оцінювати при проведенні експериментальних досліджень. Представлена вдосконалена методика проведення експериментальних досліджень щодо перевірки балістичної стійкості багатошарових броньованих структур, що виготовлені з використанням нових технологій виробництва. Наведено умови постановки експерименту і порядок його проведення. Методика рекомендується для застосування в дослідженнях, що пов’язані з вибором і оцінюванням зразків, які можна застосовувати в подальшому для виготовлення засобів індивідуального бронезахисту військовослужбовця від вогнепальної зброї за 3–6-м класами захисту. Отримані результати із оцінки запропонованих характеристик та параметрів, які складають важливі властивості перешкоди – бронепробивальність і балістична стійкість, можуть бути застосовані для проведення аналізу ефективності використання багатошарових броньованих структур у засобах індивідуального бронезахисту та для створення і коригування імітаційної моделі процесу взаємодії уражаючого елементу з багатошаровою перешкодою.
Методология решения новых научно-технических задач инструментального производства
(НТУ "ХПИ", 2018) Настасенко, Валентин Алексеевич
Работа связана с развитием методологии решения научно-технических задач системными методами в сфере инструментального производства и предусматривает разработку структур и правил для анализа комплекса возникающих при этом проблем и путей поиска возможных решений. Для этого систематизирован процесс выбора и постановки задач на начальных этапах их решения с учетом уровня их сложности и потребности общества в данной разработке, создание которой может быть обеспечено при надлежащем уровне развития экономики, науки, техники и промышленного производства. Установлены структурные связи и принципы комбинаторики при выборе исходных параметров и схемы их варьирования для решения выбранных задач. Предложена система приемов и правил для расширения круга возможных решений с учетом общих критериев развития техники, а также охвата всех возможных решений и выбора лучших из них за счет использования метода морфологического анализа, функционально-стоимостного анализа и других системных методов. На этой базе разработана обобщенная структурная система из апробированных методов решения задач на всех этапах разработки и производства продукции и обоснованы правила их применения, что позволяет судить о создании методологии. Предложенные структурные схемы, принципы и приемы могут быть рекомендованы для использования при выборе и решении любых видов научно-технических задач.
Моделирование и анализ НДС эволютного зацепления в системе Autodesk Fusion
(НТУ "ХПИ", 2018) Протасов, Роман Васильевич; Устиненко, Александр Витальевич; Андриенко, Сергей Владимирович; Ткаченко, Виталий Николаевич
В статье рассмотрены возможности программы Autodesk Fusion при проектировании зубчатых и цепных передач, а также анализ напряженно-деформированного состояния в программном модуле Simulation. Приведена методика синтеза и анализа прямозубой зубчатой и цепной передачи с эволютным зацеплением, которое характеризуется выпукло-вогнутым контактом. Тестовые расчеты напряженно-деформированного состояния и контактного давления показали сходимость результатов с аналитическими расчетами. Использование программного комплекса Autodesk Fusion позволило ускорить исследование новых эволютных передач.
Обґрунтування будови і принципу роботи зупинника для ланки керування швидкістю зубчастого диференціала
(НТУ "ХПІ", 2018) Малащенко, Володимир Олександрович; Стрілець, Олег Романович; Стрілець, Володимир Миколайович
Обґрунтована будова і принцип роботи зупинника ланки керування швидкістю зубчастого диференціала, який складається з шестеренчастого гідронасоса, трубопроводів, регулювального крана, зворотного крана і ємності для рідини. Всі деталі, у вигляді замкнутої гідросистеми, змонтовані на корпусі шестеренчастого гідронасоса, вал якого з’єднаний через циліндричну зубчасту передачу з ланкою керування швидкістю зубчастого диференціала – сонячним зубчастим колесом, або епіциклом, або водилом. При обертанні ланки керування, шестеренчастий гідронасос приводиться в роботу і перекачує рідину по відкритому колу гідросистеми, коли регулювальний кран відкритий. При закритому регулювальному крані шестеренчастий гідронасос зупинений і при цьому зупинена ланка керування швидкістю. Таким чином, за рахунок зміни швидкості ланки керування плавно змінюється швидкість веденої ланки зубчастого диференціала.
Оптимізація трансмісії гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ за масою: система обмежень та послідовність їхньої перевірки
(НТУ "ХПІ", 2018) Бондаренко, Олексій Вікторович; Устиненко, Олександр Віталійович; Клочков, Ілля Євгенович
Розв'язання задачі оптимізації трансмісії легкого багатоцільового гусеничного транспортера-тягача МТ-ЛБ є перспективним напрямком досліджень, тому що дозволяє поліпшити масові характеристики машини, забезпечити навантажувальну здатність та довговічність трансмісії при модернізації. Побудовано цільову функцію оптимізації за масою, яка досить коректно враховує основні показники трансмісії. Визначені змінні проектування, у якості яких обрані основні геометричні параметри зачеплень: модулі та числа зубців. Було побудовано систему обмежень на змінні проектування та запропоновано методику динамічного змінення обмежень на числа зубців коробки передач. Також запропоновано послідовність перевірки обмежень, яка дозволить зменшити обсяг та час розрахунків для знаходження найкращого рішення.
Особливості вибору коефіцієнтів зміщення шестерні та колеса при оптимізаційному проектуванні тягових зубчастих передач
(НТУ "ХПІ", 2018) Мороз, Володимир Ілліч; Братченко, Олександр Васильович; Громов, Володимир Ігорович
В якості вузлового моменту оптимізаційного проектування тягових зубчастих передач залізничного рухомого складу виділено процедуру обґрунтованого вибору коефіцієнтів зміщення шестерень і коліс за рахунок використання відповідних блокувальних контурів. Обґрунтовано актуальність досліджень з розроблення методичного забезпечення для раціонального отримання блокувальних контурів при проектуванні тягових зубастих передач. Представлені розроблені математичні залежності, що пов’язують фіксовані величині обмежувальних і контрольованих параметрів передач з числами зубців і коефіцієнтами зміщення шестерні та колеса. Їх використання дозволяє отримувати конкретні блокувальні контури для вибору коефіцієнтів зміщення шестерні та колеса при оптимізаційному проектуванні тягових зубчастих передач з різними початковими параметрами. Наведено приклад практичної реалізації розроблених математичних залежностей при отриманні блокувального контуру для вибору коефіцієнтів зміщення шестерні та колеса тягової зубчастої передачі сучасного магістрального вантажного тепловозу. Зроблено висновок про доцільність використання запропонованого методичного забезпечення при оптимізаційному проектуванні тягових зубчатих передач.
Оценка остаточного ресурса зубчатых передач в процессе эксплуатации
(НТУ "ХПИ", 2018) Гаврилов, Сергей Алексеевич; Ишин, Николай Николаевич; Гоман, Аркадий Михайлович; Скороходов, Андрей Станиславович; Дакало, Юрий Александрович
Показано, что одним из основных факторов, определяющих ресурс зубчатых передач, является динамическая составляющая нагрузки в зубчатом зацеплении каждой пары зубьев. Приведены результаты экспериментальных исследований зависимости коэффициента динамичности зубчатых передач от наработки, причем его изменение с ростом наработки во время эксплуатации определяется по результатам мониторинга вибрации. Изложен методический подход, позволяющий рассчитать, во сколько раз повышается мера повреждения зубчатой передачи за счёт изменения коэффициента динамичности. На примере показано, как вследствие увеличения коэффициента динамичности экспериментальной зубчатой пары мера повреждаемости испытуемой передачи возрастает по изгибной выносливости на 81 %, по контактной выносливости на 33 %. Полученные коэффициенты повышения повреждаемости позволяют пересчитывать значения остаточных ресурсов работы в зависимости от уже достигнутой наработки.
Параметрические колебания в планетарных колесных редукторах
(НТУ "ХПИ", 2018) Яглинский, Виктор Петрович; Гутыря, Сергей Семенович; Чанчин, Андрей Николаевич; Хомяк, Юрий Мефодиевич
Разработана математическая модель параметрических колебаний в планетарных колесных редукторах (ПКР) троллейбусов. Модель учитывает циклические деформации тонкостенного обода и зубьев в зацеплении эпицикла с сателлитами. Дифференциальное уравнение колебаний эпицикла приведено к виду уравнений Матье-Хилла с переменными периодическими коэффициентами. На основании диаграммы Айнса-Стретта определены области неустойчивости параметрических колебаний "критериального элемента" – тонкостенного эпицикла для прямозубых и косозубых передач с учетом влияния зазоров в зацеплениях. Установлены диапазоны значений критических скоростей движения троллейбусов, соответствующие проявлению первых трех параметрических резонансов эпицикла ПКР в составе конструкций ведущих мостов 1-го и 3-го поколений известных фирм-производителей. Обоснован критерий виброустойчивости эпицикла, установлены расчетные значения вероятности параметрических резонансов. Теоретически подтвержден положительный эффект от применения косозубого зацепления в ПКР, что обеспечивает минимальную глубину пульсации жесткости, сужение области неустойчивости параметрических колебаний эпицикла, уменьшает вероятность зарождения и развития усталостных трещин.
Паретооптимизация параметров тренажера-гексапода по критериям маневренности
(НТУ "ХПИ", 2018) Яглинский, Виктор Петрович; Козерацкий, Геннадий Владимирович; Хихловский, Анатолий Брониславович; Озернюк, Олег Тимофеевич
Для тщательной подготовки экипажа мобильных транспортных объектов по принятию быстрых решений по удержанию курса и мгновенных реакций по изменению движения предложено усовершенствовать тренажерную технологию путем эффективного использования рабочей зоны и снижения риска возникновения сингулярных конфигураций механизма тренажера. Предложены новые методы оценки свойства "маневренность" механизма параллельной структуры и кинематики типа гексапод в виде критериев эффективности рабочей зоны и сингулярности конфигураций. В результате Паретооптимизации критериальных показателей определена область оптимальных значений отношения радиусов ориентации шарниров платформы гексапда в интервале 0,75…0,95. Установлено, что конструктивные размеры авиатренажера модели Ан 124-100-D АНТК "Антонов" расположены в оптимальной области. Рекомендуемый диапазон значений углов тангажа (от 20º до 50º) позволяет эффективно использовать рабочую зону тренажера при одновременном снижении риска возникновения сингулярных конфигураций.