Перевод названия: METHOD OF DESIGNING GEAR DRIVE MECHANISM OF DIFFERENT PURPOSE
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2015
Ключевые слова: волновая зубчатая передача, Harmonic drive, gear, finite element method, method of design, rapid prototyping, the original contour, зубчатая передача, метод конечных элементов, методика проектирования, быстрое прототипирование, исходный контур
Аннотация: 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 возникаПоказать полностьюет 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. Different purposes gears characteristics studies during the design phase make possible to evaluate the design decisions quality. With use of the standard design approach based on state standards it is often unable to find the optimal design solution. The major problem occurs in the high-precision drive systems design based on the use of the wave gear drive as a drive output unit for the military and aerospace industry needs. In the paper a gears design methodology based on transmission geometric parameters selection and its characteristics analysis with finite element method was presented. Within the framework of wave gear torsional stiffness study, the wheel rotation angle relative to the flexible wave generator according vs. output torque diagram was presented. For cylindrical gears as a component of spacecraft drive as a fast and intermediate stage, impact assessment of selected geometric parameters on the transmission accuracy and load capacity was estimated. A modern manufacture methods review of gears designed by the proposed method with the use of rapid prototyping was present. The trial print results by means of rapid prototyping fine-grained spur gear with involute profile, made of stainless steel and titanium oxide was present. The current level 3d printing development can’t be obtained a quality of teeth side surface is required for special application high-precision drive systems. The overhaul results can be recommended for use in multi-stage gear units designing. The finite element methods usage will provide a visual stresses and strains distribution diagram of drive components at the design stage. The presented technique along with modern methods of gear technological implementation allows you to design not only the precision actuators for special purposes, for the needs of the military-industrial complex or the space industry, but also be used to analyze a wide range of general engineering programs.
Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева
Выпуск журнала: Т. 16, № 1
Номера страниц: 35-40
ISSN журнала: 18169724
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева