Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 622.232.72 DOI:10.33920/pro-2-2303-06

Research form of rack teeth for movement mechanism engine

Gorobets I. A., PhD of technical sciences, Docent, Donetsk National Technical University, Donetsk, DPR, Russian Federation

Assumptions and limitations have been adopted for studying the shape of the teeth of the gear rack and pinion of the object. The parameters of the gear line are determined under the condition of minimizing friction forces. Variants of the profile of the propeller rail teeth are offered. The criteria for choosing the best profile of the rack teeth are given. The best forms of the profile of the rack teeth for the heavily loaded driving conditions have been determined.

Поступательное движение объектов и устройств в настоящее время, как правило, реализуется путем преобразования из вращательного движения вала двигателя с механической трансмиссией. Одним из видов реализации такого преобразования одного вида движения в другое является использование в виде движителей колесно-реечных зубчатых передач, рис. 1. Таким видом движителей в настоящее время комплектуются объекты транспортного, горного, автомобильного, аэрокосмического и военного машиностроения.

Однако, колесно-реечные движители имеют ряд особенностей, к которым можно отнести наличие трения скольжения зубьев вращаемого зубчатого колеса и перемещаемой рейки (либо объекта, в случае закрепления рейки).

Специфика пространственной геометрии профиля зубьев движителя и наличие трения скольжения в зубчатом зацеплении приводят к негативным последствиям в механизме движителя, которые сопровождаются:

• ухудшением силовых и кинематических характеристик, при которых возникают значительные знакопеременные радиальные усилия зацепления и неравномерность линейной скорости перемещения объекта (либо зубчатой рейки) [1];

• высокой динамической нагруженностью зубчатого зацепления и узлов взаимодействия объекта с зубчатой рейкой, вызванной знакопеременным характером, неравномерностью и значительными показателями радиального усилия (R) зацепления [1, 2], рис. 2, приводящей к снижению долговечности движителя;

• снижением КПД зубчатой передачи, мгновенные величины которого могут находиться в пределах 0,30–0,93 [1, 2];

• наличием износа контактирующих поверхностей зубьев, снижающего долговечность приводных элементов движителя [3, 4].

В связи с указанными особенностями зубчатого зацепления колесно-реечного движителя актуальным является вопрос снижения негативных последствий взаимодействия зубчатых пар движителя за счет определения наилучшей формы линии зацепления зубчатой передачи и рациональной пространственной формы зубьев рейки движителя.

Форму линии зацепления зубчатой передачи колесно-реечного движителя определим исходя из энергетической компоненты процесса зацепления. Критерием определения рациональной формы линии зацепления примем минимальную работу сил трения Атр.

For citation:
Gorobets, Research form of rack teeth for movement mechanism engine. Chief Mechanical Engineer. 2023;3.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: