satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2023-22-2-119-126sat-2650Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMECHANICAL ENGINEERING АND ENGINEERING SCIENCEМетоды создания конструкций карданных передач повышенного ресурса для наземных транспортных средств и сельскохозяйственной техникиMethods for Creating Designs of Cardan Gears of Increased Resource for Land Vehicles and Agricultural MachineryКостюковичГ. А.KostukovicG. A.

Кандидат технических наук

Гродно

Grodno

ПопрукайлоА. В.PoprykailoA. V.

Магистр

Гродно

Grodno

ОвчинниковЕ. В.AuchynnikauY. V.

Доктор технических наук, доцент

Гродно

Grodno

ХвисевичВ. М.KhvisevichV. M.

Кандидат технических наук, доцент

Брест

Brest

ЧеканН. М.ChekanA. M.

Кандидат физико-математических наук

Минск

Minsk

ВеремейчикА. И.VerameichykA. I.

Кандидат физико-математических наук, доцент

Адрес для переписки:Веремейчик Андрей Иванович-Брестский государственный технический университет, ул. Московская, 267,224017, г. Брест, Республика Беларусь.Тел.: +375 162 32-17-05vai_mrtm@bstu.by

Address for correspondence:Verameichyk Andrei I.–Brest State Technical University, 267, Moskovskaya str.,224017, Brest, Republic of Belarus.Tel.: +375 162 32-17-05vai_mrtm@bstu.by

vai_mrtm@bstu.byБелкард ОООБеларусьBelcard OJSCBelarusГродненский государственный университет имени Я. КупалыБеларусьYanka Kupala State University of GrodnoBelarusБрестский государственный технический университетБеларусьBrest State Technical UniversityBelarusФизико-технический институт НАН БеларусиБеларусьPhysical-Technical Institute of the National Academy of BelarusBelarus202306042023222119126Copyright © Костюкович Г.А., Попрукайло А.В., Овчинников Е.В., Хвисевич В.М., Чекан Н.М., Веремейчик А.И., 20232023Костюкович Г.А., Попрукайло А.В., Овчинников Е.В., Хвисевич В.М., Чекан Н.М., Веремейчик А.И.Kostukovic G.A., Poprykailo A.V., Auchynnikau Y.V., Khvisevich V.M., Chekan A.M., Verameichyk A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2650

Пространственные карданные механизмы, предназначенные для передачи вращательного движения между валами, имеющие угловое перемещение, отличаются многообразием конструктивных решений. Карданные передачи представляют собой сочленение одного или нескольких универсальных шарниров и трубчатых валов. Они компенсируют осевые перемещения, а также передают крутящий момент при постоянных или переменных углах между соединяемыми агрегатами. В процессе эксплуатации карданная передача должна удовлетворительно функционировать в период установленного срока службы, т. е. соответствовать всем требованиям, вытекающими из особенностей ее использования. Поэтому для современной техники актуальна проблема совершенствования карданных передач, повышения их надежности и эргономичности на базе новых конструкторских решений, оптимизированных по динамическим параметрам, применяемым материалам, технологиям изготовления, сборки и эксплуатации. В статье представлен системный подход к созданию карданных передач нового поколения на основе исследований в области условий эксплуатации, материаловедения, технологии материалов, оптимального конструирования. Показано, что по результатам исследований создана новая серия карданных передач с повышенными техническими характеристиками.

Spatial cardan mechanisms designed to transmit rotational motion between shafts, having angular displacement, differ in a variety of design solutions. Cardan gears are an articulation of one or more universal joints and tubular shafts.  They compensate for axial movements, and also transmit torque at constant or variable angles between the connected units. During operation, the cardan transmission must function satisfactorily during the established service life, i. e., meet all the requirements arising from the peculiarities of its use. Therefore, the problem of improving cardan gears, increasing their reliability and ergonomicity on the basis of new design solutions optimized for dynamic parameters, materials used, manufacturing, assembly and operation technologies is relevant for modern technology. The paper presents a systematic approach to the creation of a new generation of cardan gears based on research in the field of operating conditions, materials science, materials technology, optimal design. It is shown that according to the results of the research, a new series of gimbal gears with improved technical characteristics has been created.

карданная передачашарнирресурсизносизносостойкостьотказразрушениефакторы изнашиваниятрибосистемадолговечностьcardan transmissionhingeresourcewearwear resistancefailuredestructionwear factorstribosystemdurabilityReferencesПроектирование универсальных шарниров и ведущих валов / А. Х. Беркер [и др.]. Л.: Машиностроение, 1984. 464 с.Berker A. X., Vagner I. P., Vebster H. V., Dodzh D. X., Zhimanskii L. V., Zeigler S. M., Koinis Dzh., Kuni S. I., Laions D. M., Miller F. F., Neidzhel F. S., Pauers R. V., Troyanovskii T. S., Kholzinger D. V. (1984) Design of Universal Joints and Drive Shafts. Leningrad, Mashinostroenie Publ. 464 (in Russian).Малоховский, Я. Э. Карданные передачи / Я. Э. Малоховский, Л. А. Лапин, Н. К. Веденеев. М.: Машгиз, 1962. 156 с.Malokhovsky Ya. E., Lapin L. A., Vedeneev N. K. (1962) Cardan Gears. Moscow, Mashgiz Publ. 156 (in Russian).Карданные передачи грузовых автомобилей. Проблемы и решения / С. Н. Иванов [и др.] // Автомобильная промышленность. 1992. № 11. С 35–37.Ivanov S. N., Kozadaev A. I., Pivovarov B. I., Sokruto I. V. (1992) Truck Drive Lines. Problems and Solutions. Avtomobilnaya Promyshlennost [Automotive Industry], (11), 35–37 (in Russian).Иванов, С. Н. Карданные передачи трансмиссий. Перспективы проблемы / С. Н. Иванов, В. А. Савельев, Н. П. Кочешков //Автомобильная промышленность: 1988. № 12. С. 40–43.Ivanov S. N., Saveliev V. A., Kocheshkov N. P. (1988) Transmission Drivelines. Perspectives of the Problem. Avtomobilnaya Promyshlennost [Automotive Industry], (12), 40–43 (in Russian).Иванов, С. Н. Трансмиссионные валы нового поколения / С. Н. Иванов // Автомобильная промышленность. 1998. № 11. С. 25–28.Ivanov S. N. (1998) New Generation Transmission Shafts. Avtomobilnaya Promyshlennost [Automotive Industry], (11), 25–28 (in Russian).Трикозюк, В. А. Надежность автомобиля / В. А. Трикозюк. М.: Транспорт, 1980. 88 с.Trikozyuk V. A. (1980) Vehicle Reliability. Moscow, Transport Publ. 88 (in Russian).Лавринович, М. Ф. Анализ долговечности деталей автомобилей семейства МАЗ и технические методы ее повышения / М. Ф. Лавринович, М. М. Шустерняк. М.: НИИНавтопром. 1981. 56 с.Lavrinovich M. F., Shusternyak M. M. (1981) Analysis of Parts Durability of MAZ Cars Family and Technical Methods for Improving it. Moscow, Research Institute of Technology of the Automotive Industry. 56 (in Russian).Заславский, О. Я. Системный подход как метод исследования долговечности карданной передачи / О. Я. Заславский // Автомобильная промышленность. 1981. № 11. С. 21–24.Zaslavsky O. Ya. (1981) Systematic Approach as Method for Studying Durability of Driveline. Avtomobilnaya Promyshlennost [Automotive Industry], (11), 21–24 (in Russian).Ротенберг, Р. В. Системный подход к проблеме надежности и вопросы ее обеспечения / Р. В. Ротенберг. М.: Знание, 1981. 341 с.Rotenberg R. V. (1981) Systematic Approach to the Problem of Reliability and Issues of its Provision. Moscow, Znanie Publ. 341 (in Russian).Кравченко, В. И. Карданные передачи: конструкции, материалы, применение / В. И. Кравченко, Г. А. Костюкович, В. А. Струк; под ред. В.А. Струка. Минск: Тэхналогiя, 2006. 409 с.Kravchenko V. I., Kostyukovich G. A., Struk V. A. (2006) Cardan Gears: Designs, Materials, Application. Minsk, Tekhnologiya Publ. 409 (in Russian).Шарнирная передача привода колеса автотранспортного средства: пат. РФ № 2188134 / В. П. Лобозов, С. И. Никитин, К. З. Шепеляковский, А. А. Кузнецов, В. И. Кравченко, Г. А. Костюкович, М. М. Семеняко, А. М. Гагасов, Г. А. Достанко. Опубл. 09.08.2001.Lobozov V. P., Nikitin S. I., Shepelyakovsky K. Z., Kuznetsov A. A., Kravchenko V. I., Kostyukovich G. A., Semenyako M. M., Gagasov A. M., Dostanko G. A. (2021) Articulated Transmission of the Wheel Drive of a Motor Vehicle. Patent Russian Federation No 2188134 (in Russian).Карданный вал наземных транспортных средств: пат. РФ № 2212345 / В. А. Дроздов, Г. А. Костюкович, В. И. Кравченко. Опубл. 01.04.2002.Drozdov V. A., Kostyukovich G. A., Kravchenko V. I. (2002) Cardan Shaft of Ground Vehicles. Patent Russian Federation No 2212345 (in Russian).Карданный вал наземных транспортных средств: пат. РБ № 4418 / В. А. Дроздов, Г. А. Костюкович, В. И. Кравченко. Опубл. 05.01.1999.Drozdov V. A., Kostyukovich G. A., Kravchenko V. I. (1999) Cardan Shaft of Ground Vehicles. Patent Republic of Belarus No 4418 (in Russian).Commercial Vehicles and Buses – Cross-Tooth Propeller Shaft Flanges, Type T: ISO 12667:1993 [Electronic Resource]. Mode of access: https://www.iso.org/standard/ 19694.html.ISO 12667:1993 Commercial Vehicles and Buses – Cross-Tooth Propeller Shaft Flanges, Type T. Available at: https://www.iso.org/standard/19694.html.Commercial Vehicles and Buses – Cross-Tooth Gearbox Flanges, Type T: ISO 8667:1986 [Electronic Resource]. Mode of access: https://www.iso.org/standard/16054.html.ISO 8667:1986 Commercial Vehicles and Buses – Cross-Tooth Gearbox Flanges, Type T. Available at: https://www.iso.org/standard/16054.html.Веремейчик, А. И. Плазменные технологии как одни из основных технологий повышения эксплуатационных свойств металлоизделий / А. И. Веремейчик, М. И. Сазонов, В. М. Хвисевич // Механика. Научные исследования и учебно-методические разработки: междунар. сб. науч. тр. / Бел. гос. ун-т транспорта. Гомель, 2008. Вып. 2. С. 6–12.Veremeychik A. I., Sazonov M. I., Khvisevich V. M. (2008) Plasma Technologies as One of the Main Technologies for Improving the Performance Properties of Metal Products. Mekhanika. Nauchnye Issledovaniya i Uchebno-Metodicheskie Razrabotki: Mezhdunar. Sb. Nauch. Tr. Vyp. 2 [Mechanics. Scientific Research and Educational and Methodological Developments: International Collection of Scientific Papers. Iss. 2]. Gomel, Belarusian State University of Transport, 6–12 (in Russian).Чекан, Н. М. Азотирование и нанесение особо твердых композиционных покрытий на поверхность инструментальных сталей в едином технологическом цикле / Н. М. Чекан, И. П. Акула, А. Н. Горельчик // 60 Международная научная конференция «Актуальные проблемы прочности»: материалы конференции, Витебск, 14–18 мая 2018 года / УО «ВГТУ», ГНУ «Институт технической акустики НАН Беларуси». Витебск, 2018. С. 176–180.Chekan N. M., Akula I. P., Gorelchik A. N. (2018) Nitriding and Deposition of Extra Hard Composite Coatings on the Surface of Tool Steels in a Single Technological Cycle. 60 Mezhdunarodnaya Nauchnaya Konferentsiya “Aktual'nye Problemy Prochnosti”: Materialy Konferentsii, Vitebsk, 14–18 Maya 2018 goda [60th International Scientific Conference “Actual Strength Issues”: Proceedings of the Conference, Vitebsk, May 14–18, 2018]. Vitebsk, 176–180 (in Russian).Овчинников, Е. В. Cтруктура электроискровых нанокомпозиционных покрытий на металлической матрице / Е. В. Овчинников, Н. М. Чекан, В. М. Хвисевич, А. И. Веремейчик, В. В. Михайлов, Н. Н. Казак // Вестник Брест. гос. техн. ун-та. 2021. № 1. C. 49–53. https://doi.org/10.36773/1818-1212-2021-124-1-49-53.Ovchinnikov E. V., Chekan N. M., Khvisevich V. M., Veremeichyk A. I., Mikhaylov V. V., Kazak N. N. (2021) Structure of Electrospark Nanocomposite Coatings on a Metal Matrix. Vestnik Brestskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta = Vestnik of Brest State Tech-nical University, (1), 49–53. https://doi.org/10.36773/1818-1212-2021-124-1-49-53 (in Russian).Овчинников, Е. В. Смазочные материалы на основе полярных и неполярных жидкостей, модифицированных гибридными углеродными наноматериалами / Е. В. Овчинников, В. М. Хвисевич, Н. М. Чекан, А. И. Веремейчик, Е. И. Эйсымонт, Г. А. Костюкович // Вестник Брест. гос. техн. ун-та. 2021. № 2. C. 58–62.Ovchinnikov E. V., Khvisevich V. M., Chekan N. M., Veremeichyk A. I., Eysmont E. I., Kostukovich G. A. (2021) Lubricants Based on Polar and Non-Polar Liquids Modified with Hybrid Carbon Nanomaterials. Vestnik Brestskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta = Vestnik of Brest State Technical University, (2), 58–62. https://doi.org/10.36773/1818-1212-2021-125-2-58-62 (in Russian).Веремейчик, А. И. Моделирование пробивки отверстия цилиндрическим пуансоном / А. И. Веремейчик, С. Р. Онысько, В. М. Хвисевич, А. А. Сосновский // Новые технологии и материалы, автоматизация производства: сб. ст. межд. науч.-техн. конф., Брест, посв. 55-летию Брест. гос. техн. ун-та / Брест. гос. техн. ун-т; редкол.: С. Р. Онысько [и др.]. Брест: БрГТУ, 2021. С. 107–111.Veremeichyk A. I., Onysko S. R., Khvisevich V. M., Sosnovsky A. A. (2021) Simulation of Hole Punching with a Cylindrical Punch. Novye Tekhnologii i Materialy, Avtomatizatsiya Proizvodstva: Sb. St. Mezhd. Nauch.-Tekhn. Konf., Brest, Posv. 55-letiyu Brest. Gos. Tekhn. Un-ta [New Technologies and Materials, Production Automation: Collection of Papers of International Scientific and Technical Conference, Brest, Conference Dedicated to 55th Anniversary of Brest State Technical University]. Brest, Brest State Technical University, 107–111 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.