Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Машинознавство та САПР

ДО ЮВІЛЕЮ ВОЛОДИМИРА МАЛАЩЕНКА

Владислав Проценко — 2024-12-23

Статтю присвячено 85-річному ювілею відомого українського вченого в галузі машинознавства та динаміки машин, професора кафедри технічної механіки та інженерної графіки Національного університету «Львівська політехніка», доктора технічних наук, академіка Підйомно-транспортної Академії наук України, Володимира Олександровича Малащенка. Після відновлення Незалежності України Володимир Олександрович був одним із організаторів процесу підготовки кадрів вищої кваліфікації. Під його керівництвом або опонуванні захищено велика кількість кандидатських та докторських дисертацій, не тільки з машинознавства, а й з підйомно-транспортних машин, сільськогосподарського, поліграфічного, нафтогазового машинобудування. Він автор понад 600 праць з яких більше 10 монографій, понад 100 патентів, близько 30 навчальних посібників (з яких 6 французькою мовою), близько 20 статей у закордонних виданнях, що індексуються наукометричними базами даних. Також Володимир Олександрович є автором комплексу навчальних посібників із деталей машин, які широко використовуються в навчальному процесі практично всіх технічних навчальних закладів України. Він член редакційних колегій журналів «Підйомно-транспортна техніка», «Вісник НТУ «ХПІ», серія Машинознавство та САПР», член програмно-організаційного комітету міжнародної науково-технічної конференції «Проблеми якості і довговічності зубчастих передач та механічного приводу».

Ключові слова: Малащенко, ювілей, машинознавство, деталі машин.

ДО 60-РІЧЧЯ УСТИНЕНКА ОЛЕКСАНДРА ВІТАЛІЙОВИЧА

Микола А. Ткачук — 2024-12-23

Статтю присвячено 60-річному ювілею завідувача кафедри теорії і систем автоматизованого проектування механізмів і машин НТУ "ХПІ", кандидата технічних наук, Олександра Віталійовича Устиненка. Він є відомим фахівцем в галузі дослідження зубчастих передач та механічного приводу. Олександр Віталійович автор понад 300 праць, серед яких монографії, навчальні посібники, статті у закордонних виданнях, що індексуються наукометричними базами даних. Також він заступник голови програмно-організаційного комітету міжнародної науково-технічної конференції «Проблеми якості і довговічності зубчастих передач та механічного приводу», член міжнародного наукового комітету International BAPT Conference "Power Transmission" (Болгарія) та Віце-академік Академії технічних наук України.

Ключові слова: Устиненко, ювілей, зубчасті передачі, механічний привід

МОДЕЛЮВАННЯ ЗМІНИ У ЧАСІ ВИРОБНИЧОЇ КОМПОНЕНТИ ГНУЧКОСТІ МАШИНОБУДІВНИХ МАЛИХ І СЕРЕДНІХ ПІДПРИЄМСТВ В УМОВАХ РІЗКОГО КОЛИВАННЯ ПОПИТУ І ПРОПОЗИЦІЇ РИНКУ

Євгенія Басова — 2024-12-23

У роботі запропоновано укрупнену модель у вигляді інтегрального функціоналу гнучкості підприємства, яка описує стабільність малого і середнього машинобудівного підприємства в умовах стресового фактору - коливань попиту та пропозицій ринку. Ця модель дозволяє скоротити час реакції керівництва підприємства на негативні зовнішні фактори та спрогнозувати необхідність управлінських рішень по розподілу ресурсів та інновацій для мінімізації часу для відновлення сталості функціонування машинобудівного підприємства в нових виробничих реаліях, відповідно до змін на ринку. На підставі аналізу моделі проведено її декомпозицію та виділення чотирьох основних факторів, пов’язаних безпосередньо з виробничим процесом, які впливають на оптимізацію запропонованого функціоналу. Особливу увагу було приділено детальному аналізу кожного з розглянутих факторів: продуктивності, якості виробів, ефективного управління запасами та ресурсами, а також нового важливого чинника у сучасних умовах, такого як відповідальність стандартам і регуляторним документам. Такий аналіз дозволив запропонувати математичні моделі впливу кожного з факторів на загальний функціонал гнучкості. Запропоновані математичні моделі було проаналізовано з використанням методу планування на основі переваг. Це дало можливість проаналізувати, як буде реагувати мале та середнє машинобудівне підприємство на стресову ситуацію, пов’язану із зміною попиту на ринку, виконати оптимізацію загального інтегрального функціоналу гнучкості малих і середніх підприємств у часі та запропонувати варіанти антистресових рішень, для нівелювання впливу стресових факторів на сталість підприємства в часі.

Ключові слова: гнучкість підприємства; форс-мажорні обставини; антистресові рішення; сталість підприємства; оптимізація виробничого процесу

КРИТЕРІЇ ТА ЦІЛЬОВІ ФУНКЦІЇ ПРИ РАЦІОНАЛЬНОМУ ПРОЄКТУВАННІ ДВОХВАЛЬНИХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ

Олексій Бондаренко — 2024-12-23

Описано актуальність науково-практичної задачі формування критеріїв та цільових функцій при раціональному проєктуванні двохвальних коробок передач. Це дало змогу зрозуміти необхідність висвітлення вказаної теми та проведення відповідних досліджень та наукових дискусій стосовно питання. Виділені найбільш значущі масогабаритні характеристики двохвальних коробок передач з точки зору проєктування транспортного засобу, які й використано у якості критеріїв для оптимально-раціонального проєктування. А саме: міжосьова відстань, яка визначає розташування валів коробки передач та її висоту; довжина коробки передач, яка визначає один з основних габаритних розмірів останньої; маса коробки передач, зменшення якої може бути обумовлено вимогами до технічного об'єкта, а також приводить до зменшення використаного матеріалу і споживання енергетичних ресурсів; ймовірність безвідмовної роботи. Записано цільові функції, що відповідають критеріям оптимально-раціонального проєктування, які відображаються функціональними залежностями між геометро-конструктивними параметрами та масогабаритними характеристиками, а також враховують аспекти міцності основних елементів двохвальних коробок передач. Цільова функція мінімальної міжосьової відстані дає змогу зменшити суму міжосьових відстаней усіх зачеплень коробки передач, а при врахуванні умови рівності міжосьових відстаней зубчастих зачеплень коробки передач між собою зберегти конструктивні особливості та розташування зубчастих зачеплень. Цільова функція мінімальної довжини досить точно характеризує лінійний розмір (довжину) коробки передач. Вона враховує не тільки ширини зубчастих зубців, але й інші показники (розміри зазорів, підшипників, синхронізаторів тощо), що є вагомими додатками і підвищує точність розрахунків. Цільова функція мінімальної маси коробки передач складається з мас її основних елементів, а саме: зубчастих коліс, валів, підшипників, синхронізаторів та картера з механізмом перемикання. Перелічені елементи вносять основний вклад до масової характеристики, а масами інших деталей будемо зневажати у зв’язку з малістю величин і віднесення їх у похибку, що може бути допустимим для оціночних розрахунків. Цільова функція максимальної ймовірностями безвідмовної роботи подана як деяка «інтегральна» величина, яка містить в собі всі розрахункові коефіцієнти рівня напруженості за згинними та контактними напруженнями. Також визначені змінні проєктування.

Ключові слова: критерій, цільова функція, коробка передач, змінні проєктування

ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ ШВИДКОГО НАГРІВАННЯ ТА ОХОЛОДЖЕННЯ ПРИ ВИПРОБУВАННІ ТЕХНОЛОГІЇ КОМБІНОВАНОГО ПОВЕРХНЕВОГО ГАРТУВАННЯ НАПЛАВЛЕНИХ ДЕТАЛЕЙ З РОБОЧОЮ ЧАСТИНОЮ ІЗ СТАЛІ 15Х11МФ

Олег Волков — 2024-12-23

Зміцнення поверхонь, що контактують, спрямоване на покращення властивостей матеріалів вузлів з метою забезпечення більш ефективної роботи механізмів та пристроїв. Комбіноване поверхне гартування з використанням тертя – це спосіб зміцнення, який дозволяє суттєво покращити механічні та трибологічні властивості матеріалів. Важливим аспектом для керування даним методом зміцнення є теплові розрахунки процесу. У зв’язку з цим актуальною є потреба в проведенні теплових розрахунків процесу швидкого нагрівання та охолодження після нагрівання при випробуванні технології комбінованого поверхневого гартування наплавлених деталей. метою даної роботи є проведення теплових розрахунків циклу швидкого нагрівання та охолодження після нагрівання при поверхневому гартуванні наплавлених деталей з робочою частиною із сталі 15Х11МФ. Дана марка сталі є конструкційною легованою з підвищеною корозійною стійкістю. Комбіноване поверхне гартування проводили на установці для оброблення за допомогою тертя. Джерелом нагрівання в технології комбінованого поверхневого гартування є тертя, яке відбувається між інструментом – сталевим диском, що обертається та поверхнею деталі, що оброблюється. Для аналізу розподілення температури від поверхні вглиб зразків при комбінованому поверхневому гартуванні розв’язувалася задача теплопровідності з використанням методу джерел. Вхідними параметрами для розрахунку теплових явищ при комбінованому поверхневому гартуванні матеріалу, що досліджували: а – коефіцієнт температуропровідності; λ – коефіцієнт теплопровідності; а_ф – фактичне значення глибини оброблення, взяте з того боку, де був зроблений мікрошліф; r – радіус диска; L – довжина контакту диска з поверхнею зразка при обробленні зразків; y – критерій теплового джерела – значення ізотерми в 150 °С, взяте з того боку, де був зроблений мікрошліф. Результатом теплових розрахунків відповідно до форми джерела є температурне поле від миттєвого джерела відповідної форми. Для оцінки і аналізування термічного циклу нагрівання – охолодження сталі при обробленні був розрахований і побудований відповідний графік нагрівання – охолодження, з використанням якого стає можливим розрахунок реальної швидкості охолодження в поверхневому шарі зразків при обробленні.

Ключові слова: сталь 15Х11МФ, тертя, нагрівання, охолодження, поверхня, комбіноване поверхневе гартування, теплові розрахунки, теплове джерело, тепловий потік, теплове поле, ізотерми

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СВІТОВОГО РІВНЯ ТАКТИКО-ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК БОЙОВИХ БРОНЬОВАНИХ МАШИН ШЛЯХОМ ОБҐРУНТУВАННЯ ПРОЄКТНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІШЕНЬ ЕЛЕМЕНТІВ МЕХАНІЗМІВ ЗАРЯДЖАННЯ: БАЗОВІ ПІДХОДИ ТА МОДЕЛІ

Андрій Грабовський — 2024-12-23

Робота спрямована на забезпечення високих тактико-технічних характеристик вітчизняних бойових броньованих машин шляхом підвищення контактної міцності найбільш відповідальних та навантажених елементів механізмів заряджання. Це викликано тим, що в силу умов ведення бойових дій у сучасних умовах різко зростають навантаження на ці елементи бойових броньованих машин. У таких умовах традиційні методики розрахунків контактної міцності цих елементів за умовними напруженнями із поправочними коефіцієнтами незастосовні. Тому у ході досліджень здійснено удосконалення моделей контактної взаємодії на основі розвитку теорії варіаційних нерівностей. У цю модель привносяться як варійовані та шукані модифікації форми робочих поверхонь контактуючих елементів бойових броньованих машин та властивості матеріалів поверхневих шарів. Здійснено пошук прогресивних проєктно-технологічних рішень цих елементів. Завдяки цьому можливе створення механізмів заряджання нового покоління, які дають можливість зростання калібру снарядів озброєння та темпу здійснення стрільби із перспективного штатного озброєння. Такі прогресивні рішення дають можливість забезпечити тактико-технічні характеристики вітчизняних перспективних бойових броньованих машин на світовому рівні. Установлені закономірності впливу варійованих параметрів (геометричної форми та властивостей поверхневих шарів) на контактну міцність елементів механізмів заряджання бойових броньованих машин. Зокрема, виявлено суттєву несиметрію області контактної взаємодії роликів із приводними «зірочками». Цей ефект викликаний загальним деформуванням, у першу чергу, – роликів. При цьому область контакту зміщується до периферії робочої поверхні. Відповідно, модифікація цієї робочої поверхні (формування «бочки») позитивно впливає на навантажувальну здатність контактуючих елементів. Рівні контактного тиску та еквівалентних напружень за Мізесом знижуються.

Ключові слова: бойова броньована машина, контакт, напружено-деформований стан, тактико-технічна характеристика, механізм заряджання

МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІЧНИХ ТА СПОРІДНЕНИХ ПРОЦЕСІВ У КОНСТРУКЦІЯХ (ОГЛЯДОВА СТАТТЯ)

Ірина Гречка — 2024-12-23

Стаття містить аналіз публікацій методів дослідження гідродинамічних та споріднених процесів у конструкціях. Зокрема, приділена увага відцентровим насосам. Висвітлені існуючі технічні рішення цих насосів, а також перевертає увагу робота планетарних гідромоторів, де відбувається зношування робочих поверхонь роторів. Проаналізована задача забезпечення стабільності динамічних характеристик гідроприводу під час перехідних процесів з використанням пасивних гасителів пульсацій. Проведено аналіз досліджень, присвячених використанню енергоефективних гідромоторів у ходових модулях мехатронних систем будівельних, дорожніх, комунальних, сільськогосподарських, залізничних та інших самохідних машин. Розглянуто метод згладжування робочих поверхонь статора й ротора з використанням комп’ютерного моделювання для усунення впливу ротора на статор при їх взаємодії. Проведено аналіз розрахуноку та проєктування оптимального радіусного зазору поршневої пари в аксіально-поршневому насосі. Проаналізовано динамічну модель витоку блоку циліндрів і мастильну плівку на основі мастила пари пластин сферичного клапана для аксіально-поршневих насосів. Проведено аналіз динамічного відгуку двотандемного аксіально-поршневого насоса з двоконтурним регулюванням потоку за умов перешкод тиску. Проаналізовано схему діагностики для виявлення несправностей гідравлічного поршневого насоса.

Ключові слова: гідродинамічний процес, планетарний гідромотор, відцентровий насос, поршневий насос, гідрооб’ємна передача

ВИЗНАЧЕННЯ СИЛОВИХ ФАКТОРІВ, ЩО ДІЮТЬ НА ПІДРЕСОРЕНИЙ КОРПУС КОЛІСНОЇ МАШИНИ З ГІДРОПНЕВМАТИЧНОЮ ПІДВІСКОЮ

Владислав Дущенко — 2024-12-23

Розглянуто загальну математичну модель руху колісної бойової броньованої машини по нерівностях, що дозволяє проводити дослідження з підвищення їх тактико-технічних характеристик. Складено систему диференційних рівнянь коливань підресореного корпусу, яка враховує коливання непідресорених мас, пробої підвіски, відриви коліс від нерівностей та можливість удару підресореним корпусом об міжколійний простір. Визначено силові фактори, що діють на підресорений корпус колісної бойової броньованої машини з боку гідропневматичної підвіски, яка має запропоновану кінематичну схему. Розроблено методику розрахунку удару підресореним корпусом об міжколійний простір. Отримані результати дозволяють проводити дослідження з підвищення тактико-технічних характеристик даних машин та оцінку і зниження навантажень на бронекорпус при русі по нерівностях, шляхом оптимізації характеристик системи підресорювання, що є особливо важливим для легкоброньованих машин.

Ключові слова: колісна машина; гідропневматична підвіска; підресорений корпус; силові фактори

ОБҐРУНТУВАННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ СТВОРЕННЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ ПОВІТРЯНИХ МІШЕНЕЙ НА ОСНОВІ ЛІНЗ ЛЮНЕБЕРГА

Григорій Іванець — 2024-12-23

Для підтримання підрозділів та частин протиповітряної оборони Сухопутних військ у постійній бойовій готовності до виконання бойових завдань потрібне проведення бойових стрільб під час проведення військових навчань з особовим складом із застосуванням бойових засобів ураження по сучасним повітряним мішеням. Повітряні мішені імітують реально існуючі сучасні засоби повітряного нападу противника, а також хибні цілі при веденні бойових дій. В статті проведено обґрунтування доцільності створення перспективних повітряних мішеней на базі безпілотних літальних апаратів із застосуванням лінз Люнеберга. Запропоновано керуючий алгоритм реалізації перспективної повітряної мішені на основі лінзи Люнеберга. Він передбачає виконання наступних процедур: збір та обробку даних про тактико-технічні характеристики засобів повітряного нападу противника, існуючих лінз Люнеберга, безпілотних літальних апаратів та обробку інформації щодо засобів імітації інфрачервоного випромінювання повітряних цілей; вибір номенклатури реальних повітряних цілей для імітації повітряними мішенями, лінз для імітації ефективної площі розсіювання повітряних цілей, засобів імітації інфрачервоного випромінювання повітряних цілей та безпілотних літальних апаратів для створення повітряної мішені; компоновка повітряної мішені та виготовлення дослідного зразка; організація та проведення випробувань дослідного зразка повітряної мішені; формування рішення щодо організації виробництва повітряної мішені; аналіз ефективності організації виробництва повітряної мішені та блок корегування рішення.

Ключові слова: імітування, безпілотний літальний апарат, повітряна мішень, засоби повітряного нападу, хибна ціль, ефективна площа розсіювання, керуючий алгоритм

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ОБ'ЄМНОГО НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ЗУБЧАСТИХ КОЛІС ІЗ ДОВІЛЬНОЮ ФОРМОЮ ЗУБЦІВ

Євген Іванов — 2024-12-23

В роботі наведено ефективний метод для чисельного аналізу об’ємного напружено-деформованого стану зубчастого колеса реальної конфігурації. A саме, визначення полів згинальних напружень у галтелях зубців зубчастих коліс з урахуванням геометричних параметрів. В основу покладено методи класичної теорії пружності в тривимірній постановці зі змішаними граничними умовами для області зі складною граничною поверхнею. Рішення дано в переміщеннях. При цьому визначаються компоненти вектора пружних переміщень у довільній точці області, а за ними - компоненти тензора напруг у цій же точці з використанням диференціальних залежностей Коші та узагальненого закону Гука. Однією з головних труднощів під час розв'язання поставленої задачі стала проблема в поданні всієї пружної ділянки колеса разом із зубцями у вигляді неявної безперервної функції безперервного аргументу, що вирішальним чином визначає можливість застосування методів теорії пружності та побудови граничних умов. Ці труднощі вдалося подолати завдяки використанню теорії R-функцій при описі граничної поверхні зубчастого колеса в цілому. Зусилля, що передається зубцем, введено в завданні в такому вигляді, що враховується конфігурація і величина модельованої поля зачеплення з можливістю варіації закону його розподілу по полю зачеплення. Враховується також різне положення миттєвої площадки контакту за фазою зачеплення за весь період сполучення пари зубців. Чисельне розв'язання задачі побудовано на базі методу Рітца, де під час розроблення координатних послідовностей використано лінійно незалежну ортонормовану систему поліномів Лежандра, а також враховано геометрію області та граничні умови. Запропонована математична модель об’ємного напружено-деформованого стану може використовуватися як у наукових дослідженнях, так i інженерній практиці на стадії проектування або доводки зубчастих коліс з довільною формою зубців при будь-якій системи зачеплення реальної передачі, раціонального вибору розмірів i місцеположення поля зачеплення, a також моделювання форми миттєвої площадки контакту за фазою зачеплення за весь період сполучення пари зубців.

Ключові слова: об’ємний НДС, поле напружень, поле зачеплення, згинальні напруження, теорія R-функцій, зубчасті колеса, зуб

ОСОБЛИВОСТІ РОБОТИ КОРОТКОБАЗОВОГО МАЛОГАБАРИТНОГО НАВАНТАЖУВАЧА З БОРТОВИМ ПОВОРОТОМ ПРИ ВИКОНАННЯ РАЗВОРОТУ

Леонід Разарьонов — 2024-12-23

Проведений огляд особливості роботи ківшевих малогабаритних навантажувачів. Виконаний аналіз публікацій показав, що на сьогодні немає рекомендацій щодо оцінки динамічної стійкості малогабаритного ковшового навантажувача з бортовою системою повороту при виконанні розвороту. Існуючі методики розглядають лише статичну стійкість, яка недостатньо описує процес стійкості машини під час повороту. Експлуатація таких машин на будівельних майданчиках, свідчить, що втрата ними стійкості можлива при виконанні повороту. Існуючі методики розглядають лише статичну стійкість, яка недостатньо описує процес стійкості машини і під час повороту. Метою цієї статті є дослідження і розробка методики розрахунку показників коливального процесу та динамічної стійкості короткобазового навантажувача з бортовою системою повороту та визначення критичного кута перекидання і періоду головної форми коливання. Поряд з оцінкою стійкості в розрахункових положеннях для звичайних колісних навантажувачів, виконаний аналіз стійкості машин, що розглядаються при різкому гальмуванні одного з бортів. Розглядаючи динамічну стійкість навантажувача при його повороті щодо одного нерухомого борту, вважаємо, що раптово прикладена до центру мас навантажувача відцентрова сила спочатку збуджує коливання машини на пружних ходових колесах, надалі коливальний процес може інтенсивно наростати внаслідок ковзання коліс в області контакту з опорною поверхнею. Критерієм втрати стійкості слід вважати можливий відрив хоча б одного колеса від поверхні дороги. Динамічна стійкість навантажувача оцінюється кутом відхилення вперед центру мас навантажувача з найбільшим вантажем щодо положення статичної рівноваги. Положення нестійкої рівноваги навантажувача відповідає положенню центру мас на вертикалі, що проходить через вісь передніх коліс. Встановлено залежності періоду основної форми коливань для визначення стійкості ковшових колісних навантажувачів з бортовою системою повороту.

Ключові слова: динамічна стійкість, навантажувач, бортова система повороту, період коливань

ВИЗНАЧЕННЯ ЯКІСНИХ ТА НАВАНТАЖУВАЛЬНИХ ПОКАЗНИКІВ ПЕРЕДАЧІ З HCR ЗАЧЕПЛЕННЯМ ПРИ ЙОГО ЗАСТОСУВАННІ В ЕЛЕМЕНТАХ ТРАНСМІСІЙ ІСНУЮЧИХ МАШИН

Роман Протасов — 2024-12-23

Стаття присвячена оцінці застосування евольвентного прямозубого зубчастого зачеплення з підвищеним коефіцієнтом перекриття (HCR зачеплення) у колісному планетарному редукторі трактора Т-150К, який є аналогічним бортовій передачі гусеничного трактора Т-150. Головним критерієм при проєктуванні нових зубчастих коліс з HCR зачепленням є отримання коефіцієнта перекриття більше 2,03. Враховуючи, що завдання полягає в заміні існуючих зубчастих коліс планетарного редуктора на нові, такі параметри як міжосьова відстань, ширини вінців зубчастих коліс та кількість сателітів були незмінними. Допускалася зміна передавального числа нового планетарного редуктора в межах 3% порівняно з базовим, проте в першу чергу розглядалися комбінації зубчастих коліс планетарної передачі, у якої цей параметр був максимально близький до існуючого. Розглядалися передачі з декількома стандартними модулями, які з одного боку дозволяють реалізувати коефіцієнт перекриття більше 2,03, а з іншого боку згинальні напруження в корені зубця не перевищать межу плинності матеріалу. Всі розрахунки проводилися у програмному пакеті KISSsoft, який дає комплексну оцінку якісних та міцністних показників планетарної передачі з урахуванням одночасної роботи всіх сателітів та пружної деформації зубців. У якісних показниках оцінюватимуться коефіцієнт перекриття, питоме ковзання та товщина вершин зубців всіх зубчастих коліс з метою недопущення загострення. Показники міцності будуть представлені графіками контактних тисків у парах «сонячна шестерня-сателіт» та «сателіт-епіцикл» і згинальними напруженнями для всіх зубчастих коліс. Всі результати розрахунків порівнювалися з аналогічними у існуючої передачі з метою визначення доцільності застосування HCR зачеплення в представленому колісному редукторі.

Ключові слова: зубчаста передача, евольвентне зачеплення, HCR зачеплення, планетарна передача, колісний редуктор

МЕТОДИ АНАЛІЗУ ДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ДИСКРЕТНО-КОНТИНУАЛЬНИХ СИСТЕМАХ ПРИ ІМПУЛЬСНИХ ЗБУДЖЕННЯХ

Микола А. Ткачук — 2024-12-23

У роботі розв’язана задача удосконалення методів розрахунку віброударних машин із урахуванням відлаштування від можливих ударних резонансів. Цей критерій для обґрунтування параметрів віброударних машин при їх проєктних дослідженнях раніше не враховувався. Проте зі збільшенням маси технологічного вантажу, підвищенням робочих частот збудження вібрацій, а також зі зростанням габаритних розмірів тонкостінних корпусів вібромашин можливість реалізації ударного резонансу різко зростає. Таким чином, критерій відлаштування від таких резонансних режимів для сучасних важконавантажених машин за рахунок обґрунтованого вибору параметрів їхніх корпусів виходить на перший план. Якраз такий новий підхід і був запропонований у роботі для розрахунку віброударних машин та бронемашин. Для аналізу умов настання резонансних режимів при періодичному ударному навантаженні були послідовно розглянуті одномасова, багатомасова та континуальна динамічні системи. Показано, що ударний резонанс за відсутності тертя реалізується за кратності будь-якої власної частоти коливань корпусу машини частоті збудження від приводу. Крім того, для фіксації умов ударного резонансу залучено процедуру чисельного інтегрування системи диференціальних рівнянь руху. Одержані числові результати співпадають із аналітично установленими. На додаток також було визначено, що відлаштування від резонансної частоти уже на 5 ÷ 10 % різко змінює характер усталеного режиму руху вібромашини, причому амплітуди коливань суттєво зменшуються. Отже, для обґрунтування параметрів вібромашин необхідно максимізувати відлаштування спектру власних частот коливань їхніх корпусів як пружно деформівних конструкцій від частот, які кратні частоті приводу. Для реалізації такого алгоритму у роботі запропоновано адаптувати узагальнений параметричний опис. Як варійовані параметри обрані товщини елементів корпусів, їхні перерізи, схеми та кількість підкріплюючих ребер жорсткості тощо. Було установлено, що варіювання перелічених параметрів здійснює різноманітний вплив на «міграцію» власних частот спектру. При цьому можна вичленити ті параметри, які найбільшою мірою впливають на відлаштування від частот ударного резонансу. На множині цих параметрів якраз і визначається той їх набір, який задовольняє критерію максимального відлаштування від ударного резонансу. Також аналогічні розробки і дослідження виконані для бронекорпусів легкоброньованих машин.

Ключові слова: машинознавство, працездатність, віброударна машина, ударний резонанс, відлаштування від резонансу, метод скінченних елементів, корпус, бронемашина

ОПТИМІЗАЦІЯ КОНСТРУКЦІЙ ЗУБЧАСТИХ ЗАЧЕПЛЕНЬ ПЛАНЕТАРНОГО МЕХАНІЗМУ ТИПУ 3К ЗА КРИТЕРІЄМ ТОРЦЕВОГО ПЕРЕКРИТТЯ

Юрій Шарабан — 2024-12-23

У статті розглядається методика оптимізації конструкцій прямозубих циліндричних зубчастих зачеплень планетарного механізму типу 3К за критерієм торцевого перекриття. Оптимізація торцевого перекриття виконується шляхом вибору значень коефіцієнтів зміщення зубчастих коліс з допустимих діапазонів варіювання їх значень. Допустимі діапазони варіювання визначаються двома граничними значеннями – мінімальним і максимальним. Знайдені допустимі діапазони значень коефіцієнтів зміщень зубчастих коліс задовольняють умовам співвісності зубчастих зачеплень планетарного механізму типу 3К. Пошук допустимих діапазонів значень коефіцієнтів зміщень зубчастих коліс виконується шляхом аналізу властивостей функцій коефіцієнтів торцевого перекриття зубчастих зачеплень. Кожна така функція розглядається як функція двох величин – коефіцієнтів зміщення зубчастих коліс, що утворюють відповідне зубчасте зачеплення. Побудова двовимірних графіків цих функцій дозволяє визначити характер зміни значення коефіцієнта торцевого перекриття залежно від значень коефіцієнтів зміщення зубчастих коліс, які приймаються як незалежні величини. Враховуючи умову забезпечення співвісності зубчастих зачеплень, будуються функції коефіцієнтів торцевого перекриття, залежні від однієї величини – коефіцієнта зміщення одного із зубчастих коліс, що утворюють відповідне зубчасте зачеплення. Аналіз графіків цих функцій дозволяє вибрати оптимальні значення коефіцієнтів зміщення зубчастих коліс.

Ключові слова: оптимізація; оптимальне проектування планетарних механізмів; планетарний механізм; планетарний механізм типу 3К; планетарний механізм типу 3K з двовінцевими сателітами; планетарний механізм типу 3K з одновінцевим сателітом; торцеве перекриття зубчастих зачеплень; коефіцієнт торцевого перекриття