Обґрунтування параметрів циклоїдальної передачі редуктора приводу тістомісильної машини
Автор: Почесуй Андрій Олександрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Серед конкурентних передач можна назвати зубчасті аналоги це циклоїдальний редуктор з навантаженим сепаратором. Для зубчастих передач є важливим точність зубів зубчастого колеса. Це є трудомістким і вартісним технологічним. Передача моменту в одній ступені є значно меншим ніж в передачі з циклоїдальним редуктором і з вільною обоймою. Для збільшення передавального моменту необхідно включити другий передавальний ступінь. А це у свою чергу збільшує габарити редуктора. Деякі сфери машинобудування не технологічно використовують габаритні механізми передач. Відомо, що чим більшими є габарити, тим значніші витрати ресурсів для виготовлення габаритних деталей даної конструкції. Циклоїдальний редуктор з навантаженим сепаратором, може замінити зубчастий аналог за рахунок своїх переваг в габаритних розмірах і здатності витримувати значні навантаження. Значна навантажувальна здатність циклоїдального редуктора з навантаженим сепаратором забезпечується за рахунок багато парності зачеплення. Якщо в зубчастих передачах у передачі крутного моменту беруть участь тільки 2 зуби, тоді як в циклоїдальному редукторі з навантаженим сепаратором, в передачі беруть участь половина всіх тіл кочення. Але при значних навантаженнях даної передачі спостерігається нагрівання несучих тонкостінних деталей конструкції. Це відбувається за рахунок тертя тіл кочення об кулачок, який використовується без профілю. Температура тонкостінної деталі досягає до 120?С. Метою роботи є дослідження силових параметрів циклоїдально-цівкової передачі планетарного редуктора з урахуванням зазору в зачепленні. Об’єктом дослідження є редуктор з циклоїдально-цівковою й планетарною передачею тістомісильної машини. Предметом дослідження є геометричні, кінематичні та силові параметри планетарного редуктора тістомісильної машини. В результаті магістерської роботи було виконано аналіз існуючих методик по визначенні силових характеристик циклоїдальної передачі. Одна з них була застосована для визначення зусиль в зачепленні циклоїдальної передачі та вільною обоймою. Також визначено зміна зусиль і напружень вздовж циклоїдального профілю, встановлено зміну зусиль і напружень в залежності від зміни вихідних параметрів циклоїдальної передачі та вільної обойми. Для розрахунку сил обрали метод напів ширини контакту. У першому розділі проведено огляд і аналіз конструкцій передач редукторів тістомісильної машини, проаналізовано їх схеми та виявлено основні недоліки їх роботи. В результаті проведеного аналізу конструкцій та досліджень передач редукторів встановлено, що відомі конструкції редукторів мають підвищені вимоги до точності складання, необхідність точного регулювання, суттєве взаємне проковзування робочих поверхонь, низький ККД, значні втрати на тертя з тепловиділенням, підвищений знос і схильність до заїдання. Тому для приводу тістомісильної машини пропонується конструкція планетарного редуктора з циклоїдально-цівковим зачепленням відмінною особливістю якого є циклоїдальна передача. Для реалізації поставленої мети магістерської роботи поставлені задачі. У другому розділі наведено розрахунок циклоїдальної передачі редуктора тістомісильної машини. Подано існуючі методики по визначенню силових характеристик циклоїдальної передачі, визначено зусилля в зачепленні циклоїдальної передачі та вільною обоймою, зміну зусиль і напружень вздовж циклоїдального профілю. Для приводу тістомісильної машини запропоновано конструкцію планетарного редуктора з циклоїдальною передачею. Наведено розподіл зусиль у зачепленні циклоїдального колеса і цівки редуктора, розраховане початкове значення зазору зачеплення редуктора та зміщення зубів циклоїдальної шестерні редуктора. У третьому розділі подані дослідження планетарного редуктора в Сad/Сae системі. Проведено аналіз планетарного редуктора методом кінцевих елементів, визначено поверхню і тип контакту основних деталей редуктора, розраховано максимальне контактне напруження - 28,25 МПа. Проаналізовані напруження циклоїдального голчастого колеса в стані його руху за допомогою програмного забезпечення ANSYS з розрахунком максимального напруження яке становило 27,3 МПа, що є близьким до розрахункового результату і це вказує на те, що даний метод має високу точність. У четвертому розділі проведена економічна оцінка проектного рішення. За розрахунками, термін розробки та впровадження проектного рішення ставитиме 80 днів, витри на розробку і впровадження - 39867,15 грн. Сума річних експлуатаційних витрат на проектне рішення дорівнюватиме 56227,5 грн./рік, денна ціна споживання для організації-розробника становитиме 229,33 грн., для організації-покупця 231,45 грн. Ключові слова: циклоїдна передача, циклоїдна шестерня, силові характеристики, початковий зазор, деформація.