Методика проектирования зубчатых передач механизмов приводов различного назначения

Исследования характеристик зубчатых передач различного назначения на этапе проектирования позволяют оценить качество принимаемых проектных решений. В рамках стандартной методики проектирования, основанной на государственных стандартах, зачастую не удается найти оптимального проектного решения. Наиболее остро данная проблема возникает при проектировании высокоточных приводных систем на основе использования волновой зубчатой передачи в качестве выходного звена приводов для нужд военно-космической промышленности. Представлена методика проектирования зубчатых передач на основе выбора геометрических параметров передачи и анализа ее характеристик методом конечных элементов. В рамках исследования крутильной жесткости волновой зубчатой передачи представлены графики зависимости угла поворота гибкого колеса относительно волнового генератора в зависимости от выходного момента. Для цилиндрических передач, входящих в состав приводов космических аппаратов в качестве быстроходных и промежуточных ступеней, выполнена оценка влияния выбранных геометрических параметров на точность и нагрузочную способность передачи. Проведен обзор современных способов изготовления зубчатых колес, спроектированных по предлагаемой методике с использованием средств быстрого прототипирования. Представлены результаты пробной печати средствами быстрого прототипирования мелкомодульного цилиндрического зубчатого колеса с эвольвентным профилем, выполненных из нержавеющей стали и оксида титана. По этим данным сделаны выводы, что современный уровень развития печати не позволяет получать качество боковой поверхности зубьев, необходимое для высокоточных приводных систем специального назначения. Полученные результаты можно рекомендовать для применения при проектировании многоступенчатых редукторов. Применение методов конечных элементов позволит получить наглядную картину распределения напряжений и деформаций элементов привода на этапе проектирования. Представленная методика наряду с современными способами технологической реализации передачи позволяет не только проектировать прецизионные приводные механизмы специального назначения для нужд военно-промышленного комплекса или космической отрасли, но также она применима для анализа широкого спектра передач общего машиностроения.