Влияние технологических параметров на ресурс зубчатой передачи

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.

1. Соколова 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). — 2021

2. 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—278

3. Полюшкин Н.Г. Основы теории трения, износа и смазки: учеб. пособие. — Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т. — 2013

4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Учеб. для втузов, 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука. — 1988

5. 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/vibration8020018

6. Gu 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/lubricants13040143

7. Мышкин Н.К., Петроковец М.И. Трение, смазка, износ. Физические основы и технические приложения трибологии. — М.: ФИЗМАТЛИТ. — 2007

8. 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». — 2011

9. Маркин Ю.С. Восстановление зубчатых передач сельскохозяйственной техники. — Рязань: РГСХА. — 2001

10. 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. — 2003

11. Маркин Ю.С., Пителина Н.И., Лезин П.П. Износ и восстановление зубчатых передач // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. — 2001, № 2, 24—26

12. 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: электронный