Дослідження умов контакту і тертя в евольвентих передачах зі стандартними та асиметричними зубцями
Автор: Джура Данило Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології машинобудування
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Ця наукова робота детально присвячена аналізу умов контакту та тертя у зубчастих передачах, які мають стандартні та асиметричні профілі зубців. Основний акцент зроблено на дослідженні впливу асиметричних профілів зубців на такі характеристики передач, як їх навантажувальна здатність, довговічність, а також ефективність роботи механізму в умовах експлуатації. Зокрема, велика увага приділена моделюванню поведінки передач при різних рівнях навантажень і різних профілях зачеплення. Результати моделювання демонструють, що використання асиметричних профілів зубців, наприклад, із параметрами 33°/20°, суттєво сприяє зменшенню згинальних і контактних напружень на тій стороні, де прикладається основне зусилля. Це, у свою чергу, позитивно впливає на надійність роботи передач, оскільки зниження напружень дозволяє уникнути передчасного зношування. Крім того, помітно знижуються пружні деформації, що забезпечує плавність роботи механізму, зменшуючи вірогідність механічних пошкоджень. Водночас із збільшенням рівня асиметрії зубців спостерігається підвищення жорсткості зачеплення, що може призводити до зростання рівня шуму та вібрації, особливо за високих швидкостей роботи. Рекомендації, викладені в роботі, включають застосування сучасних технологій моделювання та використання інноваційних матеріалів, які забезпечують можливість оптимізувати геометрію зубців передач. Це дозволяє значно підвищити їхню довговічність і зменшити витрати на обслуговування. Асиметричні зубчасті передачі мають значний потенціал у галузі високонавантажених механізмів, оскільки вони дозволяють ефективно зменшувати контактні напруження, покращувати експлуатаційні характеристики та забезпечувати тривалу роботу без збоїв. Окрім цього, в роботі висвітлюються різні технологічні аспекти обробки механічної деталі, зокрема деталі типу "Скалка". В ньому розглядається аналіз її конструктивних особливостей, детальний вибір методів отримання заготовок, розробка технологічного процесу виготовлення та нормування часу обробки. Такий підхід є важливим для забезпечення високої якості готового продукту. Деталь належить до класу тіл обертання, має багатоступеневу форму та характеризується високими вимогами до точності геометричних параметрів і якості шорсткості поверхонь. Матеріал, з якого виготовляється деталь, це сталь 45 (відповідно до ГОСТ 1050-88). Ця сталь має чудові механічні властивості, зокрема високу міцність на розтяг і твердість, що робить її оптимальним вибором для даного виробу. Для виготовлення деталі було обрано метод штампування, оскільки він є найбільш економічно вигідним, дозволяючи значно зменшити витрати на виробництво. Подальший технологічний маршрут обробки включає кілька основних етапів, серед яких токарна, фрезерна та шліфувальна обробка. Всі ці операції розроблені з урахуванням конструктивних баз, строгих вимог до точності виконання та оптимальних режимів різання. Під час роботи також визначено штучний час на виконання операцій і складено укрупнений графік виробничого процесу, який відповідає умовам дрібносерійного виробництва. Завдяки цьому вдалося досягти балансу між ефективністю та економічною доцільністю обробки деталі. Складено план розташування обладнання для виконання основних операцій обробки. Визначено трудовитрати та такт випуску. План орієнтований на дрібносерійний тип виробництва. Економічна частина роботи містить розрахунок витрат на реалізацію проекту, зокрема витрати на оплату праці, матеріальні ресурси, накладні витрати та соціальні відрахування. Загальна сума витрат на розробку проекту становить 25 890,54 грн, а річні експлуатаційні витрати складають 6 203,6 грн. Вартість впровадження проектного рішення для організації-розробника визначена у 305,8 грн, а для покупця – 346,82 грн, враховуючи витрати на навчання персоналу та інтеграцію рішень.