Вибір узагальненого критерію ефективності високошвидкісних зубчастих передач.

Abstract

Проведено аналіз сучасного стану застосування, режимів експлуатації високошвидкісних зубчастих передач в енергетичному машинобудуванні. Показана доцільність застосовування ККД передачі в якості узагальненого критерію ефективності високошвидкісних зубчастих передач, який поєднує енергетичні втрати, показники міцності, геометричні та конструктивні параметри режими і умови експлуатації, матеріали і технології виготовлення, навантаження і окружні швидкості зубчастих передач. ККД може розглядатися узагальненим критерієм ефективності високошвидкісних зубчастих передач з урахуванням умов та режимів їх експлуатації, матеріалів та технології виготовлення, навантаження що передається та колової швидкості. Втрати потужності можна умовно розділити на ті, що залежать від навантаження, що передається - механічне тертя в зачепленні та підшипниках, і ті, які не залежать від навантаження - аерогідродинамічний опір, періодичне стискання та розширення між зубцями. Основними способами подачі масла до деталей і вузлів зубчастої передачі, є змащування за допомогою занурення в масляну ванну, розбризкування із основної масляної ванни і циркуляційна подача масла їх застосовують в залежності від умов експлуатації. Співвідношення сил аеродинамічного і гідромеханічного опору визначається рівнем масла в масляній ванні. Для кожного зубчастого колеса, частково або повністю зануреного в масляну ванну потужність, затрачену на подолання гідромеханічного опору, можна представити у вигляді суми моменту сил в’язкістного тертя на торцях зубчастого колеса в масляній ванні, моменту сил в’язкістного тертя на периферії головок зубчастого колеса в масляній ванні та момент сили Коріоліса, яка виникає внаслідок радіального переміщення масла, в западині зубчастого колеса. На даний час відсутня узагальнююча аналітична модель, яка об’єднає всі види втрат. Проведені теоретичні дослідження дозволили встановити наявність двох режимів руху масла в западинах зубчастих коліс. Розрахунок дозволяє врахувати не тільки вплив геометричних параметрів зубчатих коліс, занурених в масляну ванну, але й конструктивні характеристики.

The analysis of the current state of application, modes of operation of high-speed gears in power engineering is carried out. The expediency of using transmission efficiency as a generalized criterion of high-speed gear transmission efficiency, which combines energy losses, strength indicators, geometric and structural parameters, modes and conditions of operation, materials and manufacturing technologies, loads and gear speeds. Efficiency can be considered as a generalized criterion of effectiveness of high-speed gears, taking into account the conditions and modes of their operation, materials and manufacturing technology, the transmitted load and gear speed. Power losses can be divided into those that depend on the transmitted load - mechanical friction in the gears and bearings, and those that do not depend on the load - aerohydrodynamic resistance, periodic compression and expansion between the teeth. The main methods of oil supply to parts and gear units are lubrication by immersion in an oil bath, spraying from the main oil bath and circulating oil supply, they are used depending on the operating conditions. The ratio of aerodynamic and hydromechanical drag forces is determined by the oil level in the oil bath. For each gear, partially or completely immersed in the oil bath, the power expended to overcome the hydromechanical resistance can be represented as the sum of the moment of viscous friction forces at the ends of the gear in the oil bath, the moment of viscous friction forces on the periphery of the gear heads in the oil bath and the moment of Coriolis force, which occurs due to the radial movement of the oil, in the cavity of the gear. There is currently no generalized analytical model that combines all types of losses. The conducted theoretical researches allowed to establish existence of two modes of movement of oil in hollows of gear wheels. The calculation allows to take into account not only the influence of the geometric parameters of the gears immersed in the oil bath, but also the design characteristics.