РАСЧЕТ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ СОПРЯЖЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В СФЕРОГЛОБОИДНОМ СУХАРНОМ СИНХРОННОМ КАРДАННОМ ШАРНИРЕ

Проведен расчет контактных напряжений между сопряженными поверхностями в сфероглобоидном сухарном синхронном карданном шарнире из условия баланса мощностей при постоянном моменте сопротивления на выходном валу. Вычислены необходимый крутящий момент на входном валу при постоянной угловой скорости с использованием теории контактных деформаций Герца и максимальное давление в контакте через вращающий момент, определяющий прочность карданного шарнира, долговечность его работы, износ в сопряженной паре трения. Исследована передаваемая зависимость максимального момента при изменении качества материала и для различных типоразмеров карданного шарнира. Графически изображены зависимости расчетной величины максимального момента от прочности материала в логарифмической системе координат. Выведена формула величины максимального давления в контакте, определяющая прочность шарнирного механизма, долговечность его работы, износ в сопряженной паре трения.

С целью анализа оптимальных конструктивных параметров сфероглобоидного сухарного синхронного карданного шарнира определено влияние геометрического соотношения радиуса сферического кулачка и радиуса глобоидной поверхности контакта шарнира. Установлено, что с увеличением радиуса кулачка допустимый крутящий момент в шарнирном механизме растет в квадратичной зависимости, а с увеличением радиуса оси глобоидной поверхности сухаря, на которой установлены сферические кулачки, – пропорционально увеличивает крутящий момент. Также в кубической зависимости увеличивается максимально допустимое его значение при использовании качественного материала с термически обработанной поверхностью и применением смазочных материалов, допускающего значительные (до [σ] = 1000 МПа) контактные нагрузки. Увеличение в два раза типоразмера сфероглобоидного сухарного синхронного карданного шарнира увеличивает допустимый передаваемый момент в восемь раз.

1. Саньоцький, А. М. Особливості застосування сухарних синхронних карданних шарнірів в приводах трансмісій / А. М. Саньоцький // VI Всеукраїн. студ. наук.-техн. конф. «Природничі та гуманітарні науки. Актуальні питання». – Тернопіль : ТНТУ імя І. Пулюя, 2011. С. 218.

2. Саньоцький, А. М. Забезпечення експлуатаційної надійності і довговічності сухарних синхронних карданних шарнірів в приводах трансмісій / А. М. Саньоцький, М. І. Пилипець // Наук.-техн. конф. ТНТУ імя І. Пулюя «Прогресивні матеріали та технології в машинобудуванні, будівництві та транспорті». – Тернопіль : ТНТУ імя І. Пулюя, 2011. С. 41–42.

3. Саньоцький, А. М. Дослідження сфероглобоїдного сухарного синхронного карданного шарніра / А. М. Саньоцький, М. І. Пилипець // 11-й Міжнар. симп. українських інженерів-механіків у Львові : тези доповідей. – Львів: КІНПАТРІ ЛТД, 2013. С. 123–124.

4. Саньоцький, А. М. Основні методи щодо розрахунку контактних напружень в спряженні сфероглобоїдного сухарного синхронного карданного шарніра / А. М. Саньоцький, М. І. Пилипець // Збірник тез доповідей Міжнар. наук.-техн. конф. молодих учених та студентів «Актуальні задачі сучасних технологій». – Тернопіль : ТНТУ імя І. Пулюя, 2012. С. 224–225.

5. Прочность, устойчивость, колебания : cправочник в 3-х томах. / под. ред. И. А. Биргера, Я. Г. Пановко. – М. : Машиностроение, 1968. – Т. 2. - 463 с.

6. Биргер, И. А. Расчет на прочность деталей машин: справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1993. – 640 с.

7. Когаев, В. П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: справ. / В. П. Когаев, Н. А. Махутов. – М. : Машиностроение, 1985. – 224 с.

8. Крагельський, И. В. Основы расчетов на трение и износ / И. В. Крагельский, М. Н. Добычин, В. С. Комбалов. – М. : Машиностроение, 1977. – 526 с.

9. Серенсен, С. В. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. Руководство и справочное пособие / С. В. Серенсен, В. П. Когаев, Р. М. Шнейдерович. – М. : Машиностроение, 1975. – 488 с.

10. Хевиленд, Р. Инженерная надежность и расчет на долговечность / Р. Хевиленд ; пер. с англ. Б. А. Чумаченко. – Л. : Энергия, 1966. – 231 с.