Перевод названия: Durability Calculation for Gear Mechanisms in Electromechanical Actuators
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2017
Идентификатор DOI: 10.18698/0536-1044-2017-9-12-21
Ключевые слова: зубчатый механизм, электромеханический привод, кинематическая точность, износ зубьев, ресурс работы
Аннотация: Электромеханические приводы авиационных и космических аппаратов состоят из цилиндрических зубчатых передач или комбинаций различных зубчатых передач, в том числе конических и планетарных в качестве предступеней и волновой зубчатой передачи, являющейся в большинстве случаев выходной ступенью. Зубчатые передачи предступени отличаютсяПоказать полностьюдруг от друга передаточными отношениями, размерами зубчатых колес, материалами, передаваемыми нагрузками, частотами вращения и другими параметрами. Ресурс зубчатых передач влияет на их износ и одновременно является показателем динамической активности и критичности по отношению к фактору, определяющему возможность эксплуатации высокоточных электромеханических приводов, например, в механизмах поворота антенн космических аппаратов. Чаще всего износ характеризуется интенсивностью изнашивания, под которой понимают отношение износа тела к пути трения, где происходит этот процесс. Среди характеристик изнашивания интенсивность обладает тем существенным преимуществом, что ее численное значение не зависит от выбора систем единиц величин, ее определяющих. Интенсивность изнашивания может меняться в широких пределах и зависит от вида контактного взаимодействия сопряженных поверхностей, материалов, условий среды, характера механохимических процессов, протекающих в месте контакта, а также от напряжений, скорости скольжения и температуры окружающей среды. При трении в обычных атмосферных условиях на взаимодействующих поверхностях образуются пленки окислов и адсорбированных веществ, которые понижают интенсивность изнашивания, так как, разрушаясь при скольжении, они блокируют разрушение материала в тонком поверхностном слое. Предложена методика расчета долговечности зубчатых передач предступени электромеханических приводов по критериям износа с экспериментальным и теоретическим исследованием интенсивности изнашивания. Полученные зависимости могут быть использованы для оценки долговечности зубчатых передач. Electromechanical actuators for aircraft and space vehicles consist of cylindrical gears or combinations of various gear types including bevel and planetary gears at the preliminary stages and harmonic drives at the final stages. Gears at the preliminary stage differ from each other in transmission ratios, gear wheel sizes, materials, transmitted loads, rotational frequencies and other parameters. Life of gears affects their wear and at the same time can be used as an indicator of dynamic activity and crucial importance in relation to the factor that determines the possibilities of using high accuracy electromechanical actuators, for example, in rotation mechanisms of spacecraft antennas. The wear is often characterized by its intensity, which is understood as a ratio of the wear to the sliding distance where the process occurs. The intensity has an advantage over other wear characteristics because its numerical value does not depend on the choice of the system of units of the defining variables. Wear intensity can vary largely. It depends on the type of contact interaction between mating surfaces, materials, environment, nature of the mechanical and chemical processes in the contact area as well as on the stresses, sliding velocity and ambient temperature. When friction occurs in normal atmospheric conditions, oxyl and adsorbent films are formed on the contacting surfaces. They decrease the intensity of the wear by breaking when sliding, and therefore preventing material damage in the thin surface layer. The authors propose a method of calculating the durability of gears at the preliminary stage of electromechanical actuators with regard to the wear criterion. The method is supported by an experimental and theoretical study of wear intensity. The formulas obtained can be used for evaluating gear durability.
Журнал: Известия высших учебных заведений. Машиностроение
Выпуск журнала: № 9
Номера страниц: 12-21
ISSN журнала: 05361044
Место издания: Москва
Издатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)