No abstract

No abstract

Зубчатые передачи с круговой (арочной) формой зуба обладают повышенной нагрузочной способностью, а также способностью к самоустановке в условиях нежестких корпусов. По этой причине они являются более предпочтительными в тяжелонагруженных трансмиссиях тяговых машин. Выполненные ранее исследования позволяют определять оптимальную геометрию поверхностей арочных зубьев, обеспечивающую максимальную контактную выносливость передач в заданных условиях эксплуатации. Но для передач, зубья которых подвергнуты термоупрочнению, наиболее важным критерием становится изгибная прочность зубьев, оцениваемая по напряжениям растяжения в корне зуба.Проведен конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния арочного зуба передачи локомотива в программном комплексе ANSYS при его нагружении в вершине с распределенной нагрузкой, полученной из решения контактной задачи аналитическим методом. Проведены расчеты суммарных перемещений и главных напряжений, характеризующих растяжения в металле и отвечающих за появление и рост усталостных трещин, для двух вариантов нагружения – с выпуклой и вогнутой сторон зуба. Рассмотрено сопоставление результатов конечно-элементного анализа и данных тензометрирования арочных зубьев в виде напряжений в корне зуба на сжатой и растянутой сторонах. Показано их хорошее согласование: максимальное расхождение между показаниями тензорезисторов и растягивающими напряжениями, усредненными по базе тензорезисторов, составило 11,22 %. Вследствие данного усреднения фактические напряжения в корне зуба могут оказаться выше, что следует принимать во внимание при дальнейших исследованиях изгибной прочности и надежности зубчатых передач. Для более полной картины распределения деформаций и напряжений в проектируемых деталях будет более рациональным проводить оба исследования – и компьютерное моделирование, и стендовые испытания натурных образцов, а затем – согласование их результатов.

Elements of drilling equipment are subjected to random loads with very high amplitudes during operation. Classical methods of probabilistic calculation of gearings don’t allow us to estimate the probability of their failure taking into account the real operational data obtained by telemetry when these data cannot be described by standard distribution laws. The offered technique is based on application of methods of non-parametric statistics therefore it is free from these restrictions. All its stages are realized in the Mathcad mathematical processor. The article describes the technique of failure probability of gearing of drilling rig top drive system in accordance with criterion of bending endurance of teeth. Results of its realization for failure probability assessment of gearing at its operation in the heavy loading mode agree well with failure statistics. Also, the technique allows us to determine the probability of gearing failure for any load distribution laws during operation, including, when the loading mode is defined by sample.