Synthesis, calculation of functional properties, reliability assessment of planetary transmissions and their diagnostics during operation

Abstract

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.

Розроблені моделі та комп'ютерні методи охоплюють етапи синтезу, кінематичні, квазістатичні і динамічні розрахунки, прогнозування і моніторинг надійності планетарних передач. Розроблено метод побудови ізоморфних структур з використанням канонічних матриць, а також модульний аналітичний метод отримання сімейства коробок передач на основі єдиного надійного базового модуля. При кінематичних і квазістатичних розрахунках трансмісія представлена кінематичною схемою, що сформована в автоматичному режимі. Її рівняння виробляються за допомогою структурно-розподільчої матриці. Поняття регулярної механічної системи забезпечує коректний динамічний розрахунок трансмісії як багаторівневої системи зі змінними станами. При розрахунку надійності трансмісії використовується принцип залежної поведінки компонентів у навантаженої механічної системі і враховується зміна умов експлуатації. Комплексна логіка граничних станів відтворюється в ієрархічній системі: конструктивні елементи, деталі, вузли, трансмісія. Моніторинг залишкового ресурсу передачі в роботі заснований на діагностичних моделях, які пов'язують рівень вібрації і ступінь пошкодження компонентів. Діагностична система аналізує віброімпульсів, які є проявом в вібрації механізму ударних процесів, що виникають при переспряжені зубів. Ряд представлених методів використовується в державних стандартах і на підприємствах Білорусі.