fwjТрение и и износTitle in english0000-00000000-0000AGU10.32864/0202-4977-2025-46-6-590-598fwj-107Research ArticleСтатьиВлияние технологических параметров на ресурс зубчатой передачиInfluence of Technological Parameters on the Gearing Service LifeСоколоваВ. П.SokolovaV. P.

ул. Политехническая, д. 29 литера Ш, вн. тер. г. муниципальный округ Академическое, г. Санкт-Петербург 195251

Polytechnicheskaya, 29, St. Petersburg 195251

galura@yandex.ruТарасенкоЕ. А.TarasenkoE. A.

ул. Политехническая, д. 29 литера Ш, вн. тер. г. муниципальный округ Академическое, г. Санкт-Петербург 195251

Polytechnicheskaya, 29, St. Petersburg 195251

ЦветковаГ. В.TsvetkovaG. V.

ул. Политехническая, д. 29 литера Ш, вн. тер. г. муниципальный округ Академическое, г. Санкт-Петербург 195251

Polytechnicheskaya, 29, St. Petersburg 195251

ИвановаГ. В.IvanovaG. V.

ул. Политехническая, д. 29 литера Ш, вн. тер. г. муниципальный округ Академическое, г. Санкт-Петербург 195251

Polytechnicheskaya, 29, St. Petersburg 195251

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation202530092026466590598Copyright © AGU, 20262026AGUAGUhttps://fwj.ejournal.by/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://fwj.ejournal.by/jour/article/view/107

В статье рассмотрена зубчатая передача двухступенчатого редуктора как трибологическая система, работоспособность которой определяется условиями трения и контактной усталостной выносливостью поверхностей зубьев. Выполнен расчёт геометрических параметров передачи и анализ контактных и изгибных напряжений с использованием программного комплекса APM WinMachine. Показано, что при использовании стали 45 с термической обработкой — закалка с высоким отпуском, действующие контактные напряжения достигают предельно допустимых значений, что приводит к интенсивному изнашиванию и малому ресурсу передачи. Для повышения долговечности предложена замена материала шестерни и колеса на конструкционную легированную сталь 20ХН с химико-термической обработкой цементацией, что обеспечивает снижение относительного уровня контактных напряжений и повышение контактной выносливости. Проведён анализ влияния параметров цикла нагружения на контактные и изгибные напряжения, определяющие характер изнашивания зубьев. Показано, что для цементированных зубчатых колёс расчётные напряжения на выносливость не зависят от параметров цикла, что свидетельствует о повышенной стабильности трибологических характеристик передачи.

This article examines the gear transmission of a two-stage gearbox as a tribological system whose performance is determined by friction conditions and the contact fatigue endurance of the tooth surfaces. The geometric parameters of the transmission were calculated and contact and bending stresses were analyzed using the APM WinMachine software package. It has been shown that when using steel 45 with heat treatment — hardening with high tempering, the acting contact stresses reach the maximum permissible values, which leads to intensive wear and a short transmission life. To improve durability, it is proposed to replace the gear pinion and wheel material with 20CrNi structural alloy steel with a chemical-thermal carburization treatment, which reduces the relative level of contact stresses and increases contact endurance. An analysis of the influence of loading cycle parameters on the contact and bending stresses determining the nature of tooth wear is conducted. It is shown that for cemented gears, the calculated fatigue stresses do not depend on the cycle parameters, which indicates increased stability of the tribological characteristics of the transmission.

контактные напряженияпара тренияизнашиваниедолговечностьцементацияприработкаcontact stressesfriction pairweardurabilitycementationrunning-inReferencesСоколова В.П. Применение ресурсосберегающих технологий для увеличения срока службы пар трения / Кафедра «Транспортные машины и триботехника». — Ростов-на Дону: Ростовский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО РГУПС). — 2021Sokolova V.P. Application of resource-saving technologies to increase the service life of friction pairs / Road-Construction Machines Department; diploma supervisor D.V. Glazunov. — Rostov-on-Don: Rostov State Transport University. — 2021 (in Russian)Polonskii V.L. and Tyurin A.P. Design of Stationary Seals for Underwater Oil Production Equipment // Chemical and Petroleum Engineering. — 2017 (53), no. 3-4, 273—278Polonskii V.L. and Tyurin A.P. Design of Stationary Seals for Underwater Oil Production Equipment // Chemical and Petroleum Engineering. — 2017 (53), no. 3-4, 273—278Полюшкин Н.Г. Основы теории трения, износа и смазки: учеб. пособие. — Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т. — 2013Polyushkin N.G. Osnovy teorii treniya, iznosa i smazki: uchebnik. — Krasnoyarsk: Krasnoyarskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet. — 2013 (in Russian)Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учеб. для втузов, 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука. — 1988Artobolevskij I.I. Teoriya mekhanizmov i mashin. Uchebnik dlya vuzov, 4-e izd., pererabotannoe i dopolnennoe. — M.: Nauka. — 1988 (in Russian)Saletti G., Battiato G., and Zucca S. A Coupled Harmonic Balance-Based Approach for the Non-Linear Dynamics of Spur-Gear Pairs // Vibration. — 2025, no. 8, 18. https://doi.org/10.3390/vibration8020018Saletti G., Battiato G., and Zucca S. A Coupled Harmonic Balance-Based Approach for the Non-Linear Dynamics of Spur-Gear Pairs // Vibration. — 2025, no. 8, 18. https://doi.org/10.3390/vibration8020018Gu Y., Li L., and Zheng G. Study on the Dynamic Characteristics of the Gear Lubrication Flow Field with Baffles and Optimization Design Strategies // Lubricants. — 2025, no. 13, 143. https://doi.org/10.3390/lubricants13040143Gu Y., Li L., and Zheng G. Study on the Dynamic Characteristics of the Gear Lubrication Flow Field with Baffles and Optimization Design Strategies // Lubricants. — 2025, no. 13, 143. https://doi.org/10.3390/lubricants13040143Мышкин Н.К., Петроковец М.И. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии. — М.: ФИЗМАТЛИТ. — 2007Myshkin N.K., Petrokovets M.I. Friction, lubrication, wear. Physical foundations and technical applications of tribology. — Moscow: FIZMATLIT. — 2007 (in Russian)Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для вузов / Э.Д. Браун, Н.А. Буше, И.Я. Буяновский и др. Под ред. А.В. Чичинадзе. — М.: Центр «Наука и техника». — 2011Osnovy tribologii (trenie, iznos, smazka): Uchebnik dlya vuzov / E.D. Braun, N.A. Bushe, I.Ya. Buyanovskij i dr. Ed. avtor A.V. Chichinadze. — Moskva: NTC. — 2011 (in Russian)Маркин Ю.С. Восстановление зубчатых передач сельскохозяйственной техники. — Рязань: РГСХА. — 2001Markin Yu.S. Vosstanovlenie peredach sel'skohozyajstvennoj tekhniki. — Ryazan': RGSHA. — 2001 (in Russian)Материаловедение: Учебник для вузов / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; Под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. – 5-е изд., стереотип. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. — 2003Materials science: Textbook for universities / B.N. Arzamasov, V.I. Makarova, G.G. Mukhin and others; Under general ed. B.N. Arzamasova, G.G. Mukhina. – 5th ed., stereotype. — M.: Publishing house of MSTU im. N.E. Bauman. — 2003 (in Russian)Маркин Ю.С., Пителина Н.И., Лезин П.П. Износ и восстановление зубчатых передач // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. — 2001, № 2, 24—26Markin Yu.S., Pitelina N.I., Lezin P.P. Iznos i vosstanovlenie zubchatyh peredach // Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel'skogo hozyajstva. — 2001, № 2, 24—26 (in Russian)Баловнев Н.П. Расчет цилиндрических зубчатых передач: учебно-методическое пособие для студентов всех машиностроительных специальностей и направлений подготовки всех форм обучения. — М.: Московский Политех. — 2021. – 1CD-R. – Загл. с титул. экрана. ‒ Текст: электронныйBalovnev N.P. Raschet cilindricheskih zubchatyh peredach: uchebno-metodicheskoe posobie dlya studentov vsekh mashinostroitel'nyh special'nostej i napravlenij podgotovki vsekh form obucheniya. — Moskva: Moskovskij Politekh. — 2021. – 1CD-R. – Zagl. s titul. ekrana. ‒ Tekst: elektronnyj (in Russian)

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