Научные основы проектирования плунжерных передач тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.18, доктор технических наук Каракулов, Максим Николаевич

• Каракулов, Максим Николаевич
• доктор технических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор технических наук Каракулов, Максим Николаевич

Введение.

Глава 1. Общая характеристика плунжерных передач.

1.1. Классификация зубчато-кулачковых механизмов и место среди них плунжерных передач.

1.2. Плунжерные передачи в приводах машин.

1.3. Особенности кинематики и геометрии плунжерных передач.

1.4. Перспективные направления разработки плунжерных передач. Цели и задачи работы.

Глава 2. Построение принципиальной структуры процесса проектирования плунжерных передач.

2.1. Постановка задачи проектирования.

2.2. Принципы построения структуры процесса проектирования плунжерных передач. Основные этапы процесса проектирования.

2.3. Выбор структуры передачи. Основные принципы образования новых структур плунжерных передач.

Глава 3. Структурный и параметрический синтез плунжерной передачи.

3.1. Выбор параметров схемы плунжерной передачи

3.2. Синтез геометрии.

3.2.1. Выбор типа зацепления и формулировка задач синтеза.

3.2.2. Синтез эвольвентного плунжерного зацепления.

3.2.3. Исследование эвольвентного зацепления передачи.

3.2.4. Синтез точного плунжерного зацепления с круговыми профилями зуба колеса или плунжеров.

3.2.5. Геометрический расчет эвольвентного зацепления.

3.2.6. Синтез комбинированного плунжерного зацепления.

3.2.7. Интерференция в зацеплении.

3.2.8. Общий подход к оценке интерференции в зацеплении.

3.2.9. Определение зазоров в ненагруженной передаче.

3.2.10. Коэффициент перекрытия.

Глава 4. Кинематический и кинетостатический анализ плунжерного зацепления.

4.1. Исследование кинематики зацепления.

4.1.1. Исследование функции передаточного отношения.

4.1.2. Коэффициенты удельного скольжения.

4.1.3. Способы уменьшения скольжения в зацеплении.

4.1.4. Кинематическая погрешность плунжерной передачи.

4.2. Кинетостатика плунжерных передач.

4.2.1. Распределение сил в зацеплении и определение крутящего момента на выходном валу.

4.2.2. Особенности силового взаимодействия в передаче, оснащенной механическим волнообразователем.

4.2.3. Коэффициент полезного действия плунжерной передачи с газомеханическим волнообразователем.

Глава 5. Нагруженное зацепление плунжерной передачи.

5.1. Определение силы, необходимой для вывода плунжеров из зацепления в свободной зоне.

5.2. Заедание в плунжерной передаче.

5.3. Анализ нагруженного плунжерного зацепления.

5.4. Оценка напряженно-деформированного состояния элементов плунжерного зацепления с применение метода конечных элементов.

Глава 6. Экспериментальные исследования плунжерной передачи.

6.1. Порядок и методы экспериментальных исследований.

6.2. Контрольные испытания изделий с плунжерной передачей.

6.3. Экспериментальное определение передаточного отношения.

6.4. Испытания с целью определения коэффициента перекрытия.

6.5. Определение вращающего момента на выходном валу и общего

Глава 7. Практические результаты работы.

7.1. Разработка, изготовление и внедрение изделий на базе плунжерной передачи.

7.1.1. Газогидравлический двигатель (ПГД-1 и ПГД-11) с плунжерной передачей.

7.1.2. Плунжерный редуктор ПВР-1 и ПВР-11.

7.1.3. Плунжерный редуктор ПВР-2.

7.1.4. Плунжерный редуктор ПВР-3.

7.2. Комплекс программ для проектирования и исследования плунжерных передач.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Научные основы проектирования плунжерных передач»

Растущие требования промышленности к качеству приводов привели к совершенствованию как существующих, так и к созданию принципиально новых видов механических передач, обладающих совершенно новыми свойствами и качествами. Изобретение около 50 лет назад волновой передачи привело к созданию механизмов нового класса, использующих для работы принцип деформирования гибких элементов, в отличие от классических передач, в принципе работы которых заложен рычажный эффект. К числу таких передач относятся и плунжерные передачи, привлекающие к себе пристальное внимание специалистов из различных отраслей промышленности. Основными преимуществами плунжерных передач являются: наличие нескольких зон зацепления, что приводит к увеличению коэффициента перекрытия и снижению удельной нагрузки на зуб; низкий уровень инерционности; относительно малый вес и габаритные размеры передачи; высокая долговечность по отношению к волновым передачам с гибкими зубчатыми колесами; возможность работы от различных источников энергии (электроэнергии, сжатого воздуха и жидкости).

Основоположником теории плунжерных передач в отечественной науке считается Власкин Ф.С. [20].

По принципу действия передача такого вида близка к волновым передачам, но в её конструкции отсутствует недолговечное гибкое колесо [96]. В этих передачах может применяться внецентроидное циклоидальное и цевочное зацепление или эвольвентное внутреннее зацепление с малой разностью в числах зубьев колес [89].

Для большинства конструкций плунжерных передач отличительными особенностями являются: компактность; высокая нагрузочная способность; большой диапазон передаточных чисел в одной ступени; малый момент инерции валов. К недостаткам этих механизмов следует отнести высокую радиальную нагрузку на подшипники быстроходного вала при больших углах зацепления, поэтому КПД таких механизмов ниже, чем других планетарных механизмов, а также повышенную шумогенерацию некоторых конструкций передач.

Теория геометрического и кинематического расчета плунжерных передач отличается от расчета классических планетарных передач ввиду специфики ее работы. Так, если в планетарной передаче точка зацепления зуба шестерни и колеса участвует во вращательном переносном и относительном движении, то в плунжерной передаче точка контакта совершает относительное поступательное неравномерное движение с плунжером и переносное вращательное движение с зубом колеса. Как показывает практика, плунжерная передача может применяться в конструкциях машин в условиях отсутствия жесткой кинематической связи между входным и выходным валом, что накладывает на теорию кинематического и геометрического расчета передачи ряд ограничений.

Большой вклад в развитие теории плунжерных передач внесли российские ученые В.М.Ястребов [111]иС.Ф. Калабин [38-42], исследования которых были направлены на изучение и совершенствование плунжерных передач с жестким элементом (ЖЭ), обеспечивающим кинематическое замыкание в передаче.

Наиболее близким аналогом плунжерных передач из ряда зубчатых передач с жесткой связью, в части геометрии зацепления, являются планетарные зубчатые передачи с малой разницей в числе зубьев, поэтому, можно сказать, что развитие теории плунжерных волновых передач было подготовлено исследованиями российских ученых в области планетарных передач H.A. Скворцовой [89-91], В.Н. Кудрявцевым [52-54], Ю.А.Грином [24], В.В. Матвеевым [63], Н.И. Колчиным [44] и других, исследованиями российских ученых в области волновых зубчатых передач, большой вклад в которые внесли коллективы под руководством М.Н.Иванова и С.А.Шувалова [33, 34], Н.И.Цейтлина и Э.М. Цу-кермана [104], Д.П.Волкова и А.Ф.Крайнева [17,18], Б.И.Павлова [65] и В.А.Гавриленко [21]. Неоценимый вклад в развитие теории и практики планетарных и волновых зубчатых передач внесли ученые Ижевского механического института: Ястребов В.М. [111], Янченко Т.А. [112], Воронов H.JL, Боровиков

Ю.А., Попков Е.Ф. и Попков И.Ф. [75-80], Калабин С.Ф. [38-42] и другие.

Одним из аналогов исследуемых передач являются планетарные и волновые механизмы с промежуточными элементами, выполненными в виде шариков, роликов, толкателей, цевок [146, 205] или сегментов зубчатых колес. Большой вклад в развитие теории и практики указанных аналогов внесли коллективы научной школы под руководством профессора А.Е.Беляева [2, 8-10], Могилевского машиностроительного института под руководством М.Ф. Пашкевича [35, 62, 66, 123, 124, 126, 127, 129-131, 133, 134-139, 141-143], Кишиневского политехнического института под руководством И.А. Бостона [123, 128, 132, 140, 144]. Серийное производство таких механизмов налажено в фирме "Технотрон" (РФ) [67, 145] и ЗАО "Томские трансмиссионные системы" (РФ) [147].

Зарубежные ученые также уделяют большое внимание разработке и исследованию аналогичных механизмов, в состав которых входят промежуточные элементы, использующие фрикционный принцип преобразования движения [193, 195, 196, 201], а так же механизмов оснащенных зацеплением [200, 206, 210, 216]. Большой вклад в разработку данных механизмов внесен компанией Synkinetics Inc. [211-215, 217-219], компаниями Advanced Energy Concepts и Compudrive Corp.[202-204] (США), фирмой Precision Mechanical Devices (Великобритания) [191]. Известны конструкции аналогичных механизмов, выполненных на базе традиционных зубчатых передач [208, 209] и механизмов, оснащенных газомеханическим генератором волн [197]. Определенный интерес представляют исследования волновых механизмов, в которых гибкое зубчатое колесо заменено, как и в плунжерных передачах, на отдельные независимые сегменты с изготовленными на их сопряженной части зубьями [192]. Имеются сведения об изготавливаемых серийно компаниями Universal Gear Corp. (США) и Sandeson Brothers and Nowbold Ltd. (США) плунжерных редукторах с передаточным отношением от 20 до 80 в одной ступени, крутящим моментом на выходном валу от 2,5 Нм до 8500 Нм при КПД от 0,85 до 0,90 [38]. Исследованиям циклоидальных и цевочных передач с малой разницей в числе зубьев уделяют большое внимание китайские ученые [171, 175, 177, 179, 180], считая такое направление исследований весьма перспективным [185].

Вопросам исследований плунжерных планетарных передач с радиально расположенными плунжерами посвящен ряд работ отечественных ученых.

Так в работе [20] дан силовой расчет плунжерного зацепления, но основным недостатком данной работы является то, что автором не учитывается мно-гопарность зацепления, то есть расчет производится для случая, когда вся нагрузка воспринимается одним плунжером. Следствием этого является необоснованное увеличение габаритных размеров редуктора. Кроме того, автор предлагает рассчитывать основные размеры плунжерного редуктора из расчета зуба колеса на выносливость от действия напряжений изгиба, хотя автором работы [39] показано, что основной, лимитирующей размеры деталей редуктора, нагрузкой является усталостная прочность рабочих поверхностей плунжера, и силовой расчет плунжерной передачи рекомендуется производить из условия их контактной прочности. Поэтому расчетные зависимости, полученные в [20], не могут рекомендоваться для практического использования при проектировании привода на базе плунжерной передачи. Аналогичное допущение принято автором работы [39], который предлагает производить прочностной расчет поверхностей зуба колеса и плунжера исходя из того, что нагрузка, приложенная к выходному валу, действует на один плунжер, поэтому габаритные размеры передачи получаются несколько завышенными.

В связи с тем, что при работе плунжерной передачи одно из звеньев -плунжер совершает поступательное движение с переменной скоростью относительно направляющих, при применении плунжерных передач в приводах, требующих высокой кинематической точности поворота выходного вала, возникает необходимость в специальном профилировании зуба колеса при принятой форме профиля рабочей части плунжера. Этим вопросам посвящены работы [20], [38] и [111]. В работе [20] автором предлагается графический способ профилирования зуба колеса, который имеет пониженную точность. В работе [111] эта задача решается аналитически с помощью дифференциальных уравнений, поэтому данный метод достаточно трудоемок и находит ограниченное применение в практических расчетах. В работе [38] рассмотрен метод приближенного профилирования зуба колеса последовательным приближением стандартного профиля зуба к специальному с помощью введения радиального смещения зубчатого колеса. Метод носит приближенный характер и достаточно трудоемок из-за необходимости поиска решения итерационным способом. В указанных работах не исследуется кинематическая погрешность начальной и профилированной плунжерной передачи, поэтому невозможно количественно оценить преимущества данных методов.

Отечественные исследования плунжерных передач в основном носят теоретический характер и, следовательно, не могут претендовать на полноту решения поставленных задач, которые возникают при проектировании плунжерной передачи. В иностранной литературе о плунжерных передачах с волновым принципом преобразования движения и гибкой кинематической связью не упоминается, а о плунжерных передачах с жесткой кинематической связью в паре плунжер-волнообразователь есть информация только в рекламных каталогах фирм-производителей.

На современном этапе развития исследований геометрии аналогичных зацеплений (речь идет о циклоидальных зацеплениях в передачах с промежуточными телами) большое внимание уделяется вопросам их геометрического синтеза. Ученые всего мира уделяют этому вопросу пристальное внимание. В работе [157] предлагается метод геометрического синтеза внешнего циклоидального зацепления, производится анализ полученной геометрии по удельному скольжению и коэффициенту перекрытия. В работе [173] рассматриваются методы геометрического синтеза эпитрохоидального зацепления из условия минимизации износа и увеличения технологичности передачи. Для синтеза геометрии и её последующего анализа многими авторами применяются методы моделирования с помощью вычислительных машин, которые стали сегодня неотъемлемой частью научного исследования. Большой вклад в развитие этого направления внесен коллективами под руководством В. И. Гольдфарба [160163], А. Е. Беляева [9], Ф. И. Плеханова [72] и ряда зарубежных ученых [156, 164, 173, 177].

Существует метод геометрического расчета волновых зубчатых передач с гибкими колесами, разработанный коллективом кафедры ТММ МГТУ им. Баумана под руководством В.А.Гавриленко. Здесь решается задача о форме срединной линии гибкого колеса при эвольвентных профилях зубьев колес. Из условия дуговой симметричности волнового зацепления при заданном профиле зуба одного из колес и заданных пределах изменения кривизны волнообра-зователя определяются граничные точки профиля волнообразователя и геометрические параметры зуба второго колеса. Но рассмотренная методика ограничено применима для расчета плунжерных передач из-за ряда причин, основной из которых является изменение шага по дуге, измеренной на диаметре выступов, между плунжерами при их поступательном движении в пазах сепаратора, в отличие от гибких колес, в которых из-за наличия жесткой связи между зубьями это изменение незначительно.

Методика расчета, предлагаемая Д.П.Волковым и А.Ф.Крайневым [18], основана на том, что гибкое колесо рассматривается как жесткое колесо с эвольвентным профилем зубьев, а далее учитываются возникающие искажения ГЗК под нагрузкой и даются блокирующие контуры для выбора исходных расчетных параметров.

Анализ работ по геометрическому расчету волновых передач показывает, что графоаналитический метод, предложенный Ивановым М.Н. [33], основанный на использовании уравнений движения точек зуба гибкого колеса относительно зуба жесткого колеса, в котором оценка качества зацепления осуществляется по минимальным боковым зазорам на дуге возможного зацепления и глубине захода зубьев ГЗК, наиболее применим к анализу геометрии зацепления плунжерной передачи.

В связи с вышеизложенным становиться очевидной проблема разработки основ теории проектирования плунжерных передач, проведения комплексных аналитических, численных и экспериментальных исследований, создания конструкций и внедрения в промышленность редукторов на основе плунжерных передач.

Целью диссертационной работы является решение комплексной проблемы совершенствования плунжерных передач путём создания научных основ их проектирования, разработки методов синтеза их структуры и эффективной геометрии зацепления, построения математических моделей для анализа их кинематики и кинетостатики.

Основными задачами исследования являются:

1) анализ области применения плунжерных передач и определение их места среди аналогов;

2) разработка принципиальных основ структурного и параметрического синтеза плунжерных механизмов;

3) разработка методов анализа и синтеза геометрии зацепления плунжерных передач;

4) исследование кинематики и кинетостатики плунжерного зацепления;

5) анализ нагруженного плунжерного зацепления;

6) разработка методов и средств экспериментальных исследований плунжерных передач, разработка, изготовление и испытание опытных и опытно-промышленных образцов, промышленное внедрение плунжерных редукторов.

Научная новизна работы заключается в том, что разработаны научные основы проектирования и создания новых перспективных видов плунжерных передач, в том числе:

1) разработана принципиальная структура процесса проектирования плунжерных передач с выделением основных этапов процесса, разграничением групп входных и оценочных параметров передачи, определением очередности про---ектных процедур на каждом этапе;

2) предложена классификация плунжерных передач, во-первых, определяющая их место среди аналогов, во-вторых, содержащая признаки, использование которых позволяет решить задачу синтеза новых кинематических и структурных схем плунжерных передач, в том числе с новыми не только структурными, но и функциональными свойствами;

3) на основе принципов инверсии, объединения и комбинации разработан метод синтеза структурных схем плунжерных передач, отличающихся различными функциональными свойствами, в частности, способом замыкания высшей кинематической пары в зацеплении "плунжер-колесо", количеством ступеней и зон зацепления, видом зацепления (внешнее или внутреннее), комбинацией функционального назначения элементов передачи и другими;

4) разработан метод синтеза приближенного зацепления в плунжерной передаче с использованием математического аппарата теории зубчатых зацеплений и подходов, связанных с аппроксимацией расчетного профиля эвольвентным;

5) построены математические модели для анализа геометрии и кинематики плунжерной передачи, позволяющие осуществлять оценку ряда показателей качества передачи и выполнять комплексные аналитические и численные исследования влияния параметров передачи на указанные показатели;

6) разработаны математические модели для анализа кинетостатики плунжерных передач, оснащенных как механическим, так и газомеханическим волнообра-зователем, позволяющие, во-первых, оценивать потери мощности в зацеплении и направляющих, а, во-вторых, учитывать внешние механические воздействия для уточнения результатов синтеза передачи;

7) выполнены комплексные аналитические, численные и экспериментальные исследования нагруженности плунжерных передач, позволяющие, во-первых, определить предпочтительные интервалы параметров передачи при заданном уровне качественных показателей, а, во-вторых, являются научной основой для построения метода оценки нагрузочной способности плунжерных передач;

8) на основании результатов выполненных исследований показана область рационального промышленного применения плунжерных передач, редукторов и газомеханических приводов на их основе. Практическая ценность работы заключается в:

1) разработке алгоритма синтеза новых схем плунжерных передач, применение которого позволило получить ряд решений, защищенных патентами РФ на изобретение;

2) разработке конструкций приводов с плунжерной передачей и газомеханическим волнообразователем, нашедших применение в механизмах управления стендов испытания нефтегазового оборудования; приводов с механическим волнообразователем, нашедших применение в конструкции стенда обкатки двигателей, и защищенных патентами на изобретение РФ;

3) разработке практических рекомендаций по выбору параметров и режимов работы привода с плунжерной передачей, оснащенной механическим или газомеханическим волнообразователем;

4) создании комплекса программ для автоматизированного проектирования и исследования плунжерных передач, включающего в себя подсистемы расчета геометрических параметров при заданном наборе оценочных показателей, а так же программы регистрации и обработки результатов экспериментальных исследований.

Результаты работы внедрены на предприятиях: ФГУП "Боткинский завод" (г. Воткинск), ООО "Завод нефтегазового оборудования'Техновек"" (г. Вот-кинск), ООО "Уралреммаш" (г. Ижевск), ООО "Дизельтрансервис" (г. Ижевск), а также в учебный процесс на кафедре "Техническая механика" Боткинского филиала ГОУ ВПО "ИжГТУ".

В первой главе диссертационной работы приведен обзор существующих приводов и выделено место среди них приводов с волновыми и плунжерными передачами. Рассмотрена классификация аналогов плунжерных передач. Рассмотрены особенности кинематики и геометрии плунжерного зацепления, выделены их отличия от известных аналогов, рассмотрены области их эффективного использования.

Вторая глава посвящена разработке принципиальной структуры процесса проектирования плунжерных передач. Предлагаются основные принципы, положенные в основу процесса проектирования. Рассматриваются его основные этапы. Предлагаются принципы образования новых структур плунжерных передач на базе существующих.

Третья глава посвящена структурному и параметрическому синтезу плунжерной передачи. Рассматриваются методы геометрического синтеза плунжерного зацепления.

В четвертой главе приводятся результаты исследований кинематики зацепления и методы определения его основных качественных показателей. Рассматриваются вопросы кинетостатического взаимодействия элементов передачи.

В пятой главе рассмотрены вопросы, связанные с анализом нагруженного зацепления. Рассматриваются причины и критерии заедания в плунжерном зацеплении, предлагаются методы его количественной оценки. Проводится анализ влияния деформаций нагруженного плунжерного зацепления на распределение зазоров в передаче. Предлагаются методы определения сил в условиях одно- и многопарного плунжерного зацепления.

Шестая глава содержит описание метрологического обеспечения и результаты экспериментального определения качественных характеристик передач и экспериментальных исследований геометрии, выполненных в лабораторных условиях.

Седьмая глава содержит практические результаты работы. Приводится описание системы автоматизированного проектирования, конструкций созданных приводов и промышленных изделий на основе плунжерных передач.

Заключение диссертации по теме «Теория механизмов и машин», Каракулов, Максим Николаевич

Выбады

Анализ результата статистической обработки данных

АЦП I МДМ-усилитель

Программа упробления АЦП

ПЭВМ ^г-<

Устройство хранения данных

1 О I

1 Датчики

1 Тензостанция Г

Объект исследабания X данных Iдешифратор) JZ обработки донных

Аппаратная часть обеспечения зксперимента

Программная

часть обеспечения зксперимента I

Программа управления регистрацией и записью данных

Рис. 6.5. Структурная схема регистрации и обработки данных экспериментальных исследований ред запуском двигателя. Смазка плунжерной передачи ПВР-2 производилась методом окунания в масляную ванну редуктора.

Структурная схема сбора и обработки экспериментальных данных представлена на рис. 6.5. Основными задачами испытаний являлись:

1. подтверждение теоретических положений работы;

2. выявление дополнительных факторов, влияющих на качественные характеристики плунжерной передачи.

В реализации программы экспериментальных исследований использовались, главным образом, одно- и двухфакторные эксперименты и соответствующие им методики регрессионного и корреляционного анализа, для проведения которых использовались специализированные компьютерные программы.

6.2. Контрольные испытания изделий с плунжерной передачей

Основные задачи, которые решались при проведении контрольных испытаний, можно сформулировать следующим образом:

1. экспериментальное определение надежности срабатывания привода при запуске и сравнение полученных результатов с теоретическими положениями работы;

2. определение доминирующих факторов, лимитирующих нагрузочную способность передачи;

3. определение коэффициента перекрытия по пятну контакта и его сравнение с теоретическим значением.

Предварительно перед испытаниями привод проходил обкатку с нагрузкой на выходном валу 15% от номинальной (25 Нм) и частотой вращения золотника-распределителя 60 об/мин. в течение 25 часов, давление в сети составляло 2,5МПа. Результаты обкатки показали, что в начале работы привода отмечается заклинивание некоторых плунжеров в радиальном направлении при контакте с зубом колеса, которое к концу процесса притирания плунжеров к колесу после обкатки ликвидируются.

При проведении испытаний привод был нагружен крутящим моментом, составляющим 70% от номинального при данном давлении в сети (110 Нм), установленная частота вращения золотника составляла 150 об/мин, давление в сети составляло 6,0МПа, при этом общее суммарное время работы привода составило 120 часов, причем в течение работы непрерывное время наработки составляло 1 час, после чего ПГД останавливался и запускался заново. При этом каждый плунжер испытал 2,16 • 10б циклов нагружения.

Результаты пуска привода показали, что из 120 запусков утыкание плунжеров (отмечалось визуально) происходило в 11 случаях, которые не привели к потере работоспособности двигателя, что составляет вероятность появления этого эффекта для плунжерной передачи ПГД-1 9,16%.

После проведения испытаний ПГД подвергался разборке и детальному изучению.

Осмотр рабочей поверхности плунжеров и колеса показал, что на ней имеются характерные следы приработки. На поверхности плунжеров обнаружены незначительные следы задира. Осмотр показал, что рабочий эвольвентный профиль плунжеров (не подвергавшихся термообработке) больше подвержен износу, чем боковой профиль зубьев колеса. Также осмотру подвергались и пазы сепаратора. Изменение ширины пазов и плунжеров (по отношению к первоначальному размеру) вследствие износа в зависимости от времени работы графически представлены на рис. 6.6. t час

Рис. 6.6. Среднее изменение ширины плунжера (Ъ¡) и паза сепаратора (Ьг) в зависимости от времени наработки для ПГД-1

Анализ показывает, что износ контактирующих поверхностей плунжер-паз сепаратора незначителен и, следовательно, не является лимитирующим при определении ресурса привода. В то время как наличие следов задира на профильных поверхностях плунжера, которые приводят к ухудшению смазки зацепления, показывает, что лимитирующим фактором для определения ресурса плунжерной передачи служит противозадирная стойкость в высшей паре плунжер-зуб колеса.

При проведении испытаний для смазки ПГД была выбрана картерная система доставки масла к деталям. При горизонтальном расположении валов привода в масло погружалась 1/10 часть сепаратора. Одна зона зацепления смазывалась непосредственно окунанием в масляную ванну, а часть смазки, захватываемой вращающимся зубчатым колесом, доставлялась последним во вторую зону зацепления, при этом смазка, стекающая и разбрызгиваемая колесом, попадала в пазы сепаратора, смазывая контакт пары плунжер-сепаратор. Для смазки золотника использовалась консистентная смазка Литол-24, которая предварительно набивалась в установочную полость генератора.

Смазывающе-охлаждающая среда, присутствующая в картере, выступает посредником при передаче тепла от деталей привода к корпусу, а затем к атмосфере. Кроме того, известны и омывающие свойства смазывающей среды, благодаря которым продукты износа удаляются из зоны зацепления на дно картера, а затем сливаются при замене масла. Но одним из самых важных свойств масла является свойство уменьшения износа контактирующих поверхностей за счет создания между ними масляной пленки.

Эффективность охлаждения, обмывания и смазывания контактирующих поверхностей зацепления зависит от свойств применяемого масла. Так при большой нагрузке на привод рекомендуется использовать масла с высокой кинематической вязкостью, благодаря которой критическое удельное давление на масляную пленку увеличивается. Для передач, которые проектируются для получения больших скоростей (в целях уменьшения сопротивления движению звеньев) рекомендуется применять масла с низкой кинематической вязкостью.

Современная практика эксплуатации приводов показывает, что для увеличения эффективности смазки необходимо учитывать не только тепловой режим работы двигателя, но и при проектировании привода учитывать изменение свойств масла в зависимости от прогнозируемых внешних воздействий на привод: изменение плотности, теплоемкости и кинематической вязкости масла от температуры и давления окружающей и рабочей сред.

По результатам испытаний ориентировочно может быть определен коэффициент перекрытия плунжерной передачи.

Так в результате осмотра плунжеров экспериментального образца выявлена зона контакта плунжера и колеса на рабочем профиле плунжера (рис. 6.7) в виде приработанной части поверхности.

Косвенным методом коэффициент перекрытия определяется из сле

Рис. 6.7. Плунжер ПГД-1 после проведения испытаний а - пятно контакта после обработки изображения, б - необработанное изображение дующих соображений. Приработанная часть профиля плунжера показывает продолжительность контакта между плунжером и зубом колеса, т.е. время, которое определяется углом поворота золотника <рш, в течение которого плунжер находился в зацеплении с зубом. Принимая закон деформации гибкого элемента в виде г(ф) = е0 соб(А:2ф3), угол ср,а определяется из выражения: е0-е') = е0со з(£2ф,а). (6.1)

Тогда, проведя несложные преобразования, получим

Ф,а = агссо8((е0-е')/е0)/А;2 [рад.], (6.2) где е' - длина линии приработки, измеренная перпендикулярно оси симметрии плунжера.

Тогда, принимая во внимание зависимость (6.2), коэффициент перекрытия передачи с учетом многозонности зацепления определяется выражением: е = %ак21ап = 0,5^íaZnk2/TZ = 0,5Zn arccos((e0-e^/e^/n. (6.3)

При осмотре плунжеров ПГД-1 после испытаний, путем определения среднеарифметического значения по результатам измерения е' для всех плунжеров, был определен размер ет, который составил 2,7 мм. При вычислениях с помощью зависимости (6.3) получаем: arceos((е0 -ем)/е0) arccos(0,0043/0,007) с — Zn — 27 — 3,9.

77 271 2-3,1415

Полученный результат показывает, что теоретические зависимости обладают хорошей сходимостью с данными испытаний. Кроме того, по результатам испытаний можно сделать вывод о том, что фактический коэффициент перекрытия при работе передачи принимает большие значения по отношению к теоретическому в связи с упругими деформациями элементов передачи, которые приводят к увеличению угловой зоны активного зацепления за счет более раннего вхождения плунжера в контакт. Для ПГД-1 относительная разница между теоретическим и фактическим в составила лишь 25% .

Кроме того, полученные результаты испытаний позволяют сделать вывод о непродолжительности контакта плунжера с зубом колеса, что выражается в небольшой длине профиля, участвующего в работе. Например, в ПГД-1 в среднем только 38,5% профиля плунжера участвует в контакте. Полученный результат отличается от данных, полученных расчетным путем вследствие погрешности, вносимой расчетами и фактически меньшим номинального крутящим моментом, приложенным к выходному валу ПГД.

Осмотр и обмер деталей газомеханического генератора после прохождения контрольных испытаний показал, что износу, главным образом, подвержены поршни (рис. 6.8,а), в то время как осмотр и обмер цилиндров показал незначительность их износа.

Контрольные испытания проводились с двумя видами поршней: с латунными, оснащенными уплотнительным элементом в виде резинового кольца, и стальными шлифованными (рис. 6.8,6), прошедшими термообработку в виде поверхностного закаливания контактирующих с цилиндрами поверхностей. Предварительно перед установкой поршни смазывались консистентной смазкой

Литол-24, обладающей хорошими смазывающими свойствами в случае попадания в контакт влаги.

Осмотр показал, что поршни из латуни имеют значительный износ поверхности, прилежащей к пазу с установленным уплотнительным элементом (рис. 6.8,а), в то время как на стальных поршнях визуально последствия износа обнаружены не были.

Для проведения комплексной проверки работоспособности плунжерного редуктора ПВР-2, разработанного и созданного согласно методам, предложенным в данной работе, он подвергался натурным испытаниям.

Программа испытаний включает в себя следующие этапы:

- испытания без нагрузки;

- испытания под нагрузкой;

- внешний осмотр;

- разборка и осмотр элементов плунжерного зацепления.

Редуктор подвергался испытаниям без нагрузки путем вращения входного вала с помощью электродвигателя (рис. 6.9). Вращение вала реверсивное: 60 минут в одну сторону и 60 в другую. В картер редуктора заливалось масло

Рис. 6.8. Поршни газомеханического волнообразователя ПГД-1 после испытаний 2

Рис. 6.9. Привод общемашиностроительного применения на базе редуктора ПВР-2 трансмиссионное ТАД-17 ГОСТ 23652. При этом контролировались следующие параметры и характеристики:

- качество сборки - валы редуктора должны проворачиваться плавно, без заеданий;

- характер и уровень шума редукто

Заключение

В ходе выполнения исследований, направленных на решение проблемы проектирования плунжерных передач, получены следующие результаты:

1. Разработанная принципиальная структура процесса проектирования плунжерных передач позволяет повысить производительность и качество проектирования за счет выделения основных этапов процесса с возможностью принятия проектного решения на каждом из них, разграничения групп входных и оценочных параметров передачи, определения очередности проектных процедур на каждом этапе.

2. Предложенная классификация плунжерных передач, определяющая их место среди аналогов, содержит признаки (способ кинематического замыкания в паре плунжер-волнообразователь, расположение плунжеров по отношению к оси ведущего звена, тип волнообразователя), использование которых позволяет решить задачу синтеза новых разновидностей плунжерных передач, в том числе с новыми не только структурными, но и функциональными свойствами.

3. Разработанный метод синтеза структурных схем плунжерных передач позволяет создавать механизмы с различными функциональными свойствами, что способствует получению механизмов с заданными кинематическими и силовыми характеристиками. Две из синтезированных с помощью указанного метода схем плунжерных передач защищены патентами РФ на изобретение.

4. Получены математические модели зацеплений плунжерных передач с различной геометрией контактирующих поверхностей, позволяющие проводить геометрический синтез как сопряженного, так и приближенного плунжерного зацепления. На базе указанных моделей: (а) разработана методика геометрического расчета плунжерного зацепления, которая включает в себя определение основных геометрических параметров передачи, основных геометро-кинематических и силовых характеристик контакта зубьев; (б) разработан метод синтеза приближенного плунжерного зацепления, использующий как локальные, так и нелокальные характеристики контакта зубьев, и позволяющий создавать передачи с заданным уровнем качественных показателей.

5. Выполнены исследования геометрии и кинематики плунжерного зацепления, на основании которых установлено влияние геометрических параметров передачи на характер контакта, на кинематические и качественные характеристики зацепления, на опасность возникновения и величину интерференции.

6. Разработаны математические модели и выполнен анализ кинетостатики плунжерных передач с механическим и газомеханическим волнообразовате-лями, позволяющий определить характер силового взаимодействия элементов передачи и влияние на него геометрических параметров зацепления.

7. Разработанный метод определения распределения сил в многопарном плунжерном зацеплении с учетом деформативности его элементов, алгоритм анализа нагруженного зацепления с применением метода конечных элементов и методы количественной оценки опасности заедания позволяют найти пути снижения нагруженности контакта и увеличения нагрузочной способности передачи. В частности, увеличение диаметра вершин зубьев колеса с внутренним сопряженным зацеплением на 12-15% позволяет существенно (до 4-5 раз) уменьшить величину коэффициента удельного скольжения при входе плунжера в зацепление и соответственно на 20-30% снизить вероятность появления заедания и, как следствие, на 80-90% увеличить допускаемый крутящий момент на выходном валу при прочих равных условиях.

8. В результате проведенного комплекса экспериментальных исследований установлено: (а) КПД плунжерной передачи с газомеханическим волнообразо-вателем увеличивается с увеличением давления в магистрали и приближается к расчетному значению при его номинальной величине; (б) коэффициент перекрытия уменьшается с ростом частоты вращения вала золотника-распределителя, что позволяет выделить область наиболее эффективного использования механизмов этого вида.

-2669. В ходе проведения численных и экспериментальных исследований установлено: (а) основным критерием, регламентирующим нагрузочную способность передачи является заедание; (б) в связи с высоким уровнем скольжения в зацеплении исследуемые передачи рекомендуется применять в тихоходных приводах; (в) КПД передачи, оснащенной механическим волнообразователем в значительной мере зависит от коэффициента трения в паре плунжер-волнообразователь.

10. Применение созданного комплекса прикладных программ для проектирования и исследования плунжерных передач, позволяет значительно снизить трудоемкость проектирования исследуемых передач при одновременном улучшении их качественных характеристик путем увеличения количества вариантов исполнения привода, которые подвергаются анализу.

11. На основе плунжерных передач разработаны и внедрены рациональные конструкции приводов различного назначения и технологическая оснастка для их изготовления, защищенные патентами РФ на изобретение. Результатами внедрения являются: опытно-промышленный образец ПГД-1, примененный в качестве исполнительного механизма стендов испытания газонеф-тепроводной арматуры ФГУП "Боткинский завод" (г. Воткинск); плунжерный редуктор ПВР-2, нашедший применение в модернизированном стенде испытания двигателей внутреннего сгорания ООО "Уралреммаш" (г. Ижевск); технические предложения и рекомендации по эксплуатации плунжерных передач в составе приводов общемашиностроительного применения, использующиеся в проектно-конструкторской деятельности ООО "Завод нефтегазового оборудования "Техновек"" (г. Воткинск); разработанные методики проектирования и оценки качественных показателей плунжерных передач, преподаваемые в учебном процессе в ГОУ ВПО "Ижевский государственный технический университет" (г. Ижевск).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Каракулов, Максим Николаевич, 2012 год

1. Ан И-Кан, A.E. Беляев Планетарные передачи с приближенным зацеплением // Труды Международной конференции "Теория и практика зубчатых передач". Ижевск:ИМИ, 4-6.12.1996. - С. 393-400.

2. Александров М.П. и др. Грузоподъемные машины. М.: Машиностроение, 1986.-350 с.

3. Арнольд Э.Э., Добрынин С.А. Многоканальный измерительный информационный комплекс: Методы решения задач машиноведения на вычислительных машинах. М.: Наука, 1979. - 120 с.

4. Афонин А.Ф., Новоселов О.Н. Основы теории и расчета информационно измерительных систем. М.: Машиностроение, 1980. - 246 с.

5. Башта Н.И. Справочное пособие по гидравлике. М.: Машиностроение, 1975.-327 с.

6. Беляев А.Е. Кинематика промежуточного тела в плоской шариковой передаче // в сб. трудов Международной конференции "Теория и практика зубчатых передач"/ под. ред. д.т.н. В.И.Гольдфарба. Ижевск:ИМИ, 1998. -С. 148-154.

7. Беляев А.Е., Карякин A.B. Новые методы расчета сопряженных профилей //сб. трудов Межд. конференции "Теория и практика зубчатых передач"/под. ред. д.т.н. В.И.Гольдфарба. Ижевск:ИМИ, 1998. - С. 141-147.

8. Беляев А.Е. Вариаторы с промежуточными телами // Труды Международной конференции "Теория и практика зубчатых передач". Ижевск:ИМИ, 4-6.12.1996.-С. 423-429.

9. Болотовский И.А., Б.И. Гурьев и др. Цилиндрические эвольвентные зубчатые передачи внешнего зацепления. М.: Машиностроение, 1974. - 110 с.

10. Болотовский И.А., Васильева О.Ф., Гурьев Б.И., Жукова Т.В., Русак Л.Л. К вопросу о синтезе сложных планетарных механизмов // Вестник маши-но-строения.1997.№8- С. 6-11.

11. Болотовский И.А., Атрощенко Л.А., Васильева О.Ф., Гурьев Б.И., Жукова Т.В., Русак Л.Л. Двухрядные планетарные зубчатые механизмы с одно-венцовыми сателлитами // Вестник машиностроения. 1999. №6 С. 3-10.

12. Болотовский И.А., Атрощенко Л.А., Васильева О.Ф., Жукова Т.В., Русак Л.Л. Трехрядные планетарные механизмы с одновенцовыми сателлитами // Вестник машиностроения. 2000. №6 С. 3-6.

13. Болотовский И.А., Атрощенко Л.А., Васильева О.Ф., Жукова Т.В., Русак Л.Л. Трехрядные планетарные механизмы с одновенцовыми сателлитами (выбор схемы редуктора) // Вестник машиностроения. 2001. №1- С. 3-10.

14. Воднев В.Т. Математический словарь высшей школы. Минск: Высшая школа, 1984.-470 с.

15. Волновые зубчатые передачи /Под. ред. Д.П.Волкова и А.Ф.Крайнева. -Киев: Техника, 1976. 224 с.

16. Волков Д.П., Крайнев А.Ф. Волновые зубчатые передачи. М.: Машиностроение, 1976. - 230 с.

17. Волков А.Э. Компьютерное моделирование процессов формообразования поверхностей резанием // Труды конгресса КТИ-2000. Т.1.- М.: Изд-во "Станкин", 2000. - С. 122-126.

18. Власкин Ф.С. Теория и расчет кулачкового редуктора: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук, 1944.

19. Гавриленко В.А. Основы теории эвольвентной зубчатой передачи. М.: Машиностроение, 1969. - 432 с.

20. Гинзбург Е.Г. Волновые зубчатые передачи. Л.: Машиностроение, 1969. - 245 с.

21. Гольдфарб В.И. Некоторые аспекты современного состояния теории и практики зубчатых передач // в сб. трудов НТК с международным участием "Теория и практика зубчатых передач и редукторостроения". -Ижевск:ИМИ, 2008. С. 8-16.

22. Грин Ю.А. Определение потерь на трение в эвольвентном внутреннем зацеплении с разностью чисел зубьев равной единице // Труды Тульского механического института. вып. 6. - М.: Оборонгиз, 1953. - С. 127-134.

23. Гуляев К.И., Лившиц Г.А. Синтез приближенного зацепления по точкампересопряжения // Зубчатые и червячные передачи. Л.: Машиностроение, 1974.-С. 17-23.

24. Гуревич Д.Ф. Трубопроводная арматура: Справочное пособие. Л: Машиностроение, 1981. - 264 с.

25. Джонс Д. К. Инженерное и художественное конструирование. М.:Изд-во "МИР", 1976.-210 с.

26. Добролюбов А.И. Механизмы на гибких и упругих элементах. Минск: Наука и техника, 1984. - 180 с.

27. Дроздов Ю.Н., Арчегов В.Г., Смирнов В.И. Противозадирная стойкость трущихся тел. М.: Наука, 1981.- 320 с.

28. Елисеев A.B., Евграфов А.Н., Семенов Ю.А. О методе огибания в теории зацепления // Теория механизмов и машин. 2004. №1. Т.2. - С.-Пб.: СПБТУ. - С. 42-50.

29. Журавлев Г.А. О механизме снижения напряжений в контакте деталей типа зубчатых колес // Доклады Международной конференции "Прогрессивные зубчатые передачи". Ижевск:ИжГТУ, 1998. - С. 73-78.

30. Журавлев Г.А. О концепции оценки формы профиля зубьев в цилиндрических передачах // Вестник машиностроения. 1990. №8. С.23-25.

31. Иванов М.Н. Волновые зубчатые передачи. М.: Высшая школа, 1981. -192 с.

32. Иванов М.Н, Шувалов С.А. и др. Волновые зубчатые передачи // Изв. ВУЗов. Машиностроение. 1963. №8. С. 30-35.

33. Игнатищев P.M. Общие сведения о синусошариковых передачах // ВестIник машиностроения. 1986. №2. С. 24-28.

34. Истомин С.Н. и др. Кинематическая точность приборных волновых передач. -М.: Машиностроение, 1987. 169 с.

35. Иосилевич Г.Б. Детали машин. М.: Машиностроение, 1988. - 437 с.

36. Калабин С.Ф. Исследование плунжерных планетарных передач: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Ижевск, 1966. - Т.1. -147 с.

37. Калабин С.Ф. Кинематический и силовой расчет плунжерной передачи // Теория передач в машинах. -М.: Машиностроение, 1966. С. 48-53.

38. Калабин С.Ф. Силовой расчет и вопросы синтеза плунжерной передачи // Исследование и расчет механических передач. Ижевск:ИМИ, 1966. - С. 23-27.

39. Калабин С.Ф. Коэффициент перекрытия плунжерной передачи // Механические передачи. Ижевск: ИМИ, 1977. - С 16-19.

40. Калабин С.Ф. Плунжерная передача со свободным ротором // Механические передачи. Ижевск: ИМИ, 1977. - С. 27-32.

41. Карл LLL, Вереш М. Зубчатые передачи с неэвольвентным профилем зубьев // Доклады Международного симпозиума "Прогрессивные зубчатые передачи". Ижевск:ИМИ, 28-30.06.1994. - С 13-18.

42. Колчин Н.И. Новый тип планетарных редукторов прямого хода с большим передаточным отношением и высоким КПД // сб. докладов НТС в Ленинграде. Л:ЛОНИТОМАШ. - кн. 6, 1948. - 254 с.

43. Кареев В.Н. Пневмомеханический генератор волновой передачи // Волновые передачи. М.: СТАНКИН, 1970. - 240 с.

44. Кареев В.Н., Крахин О.И. Плунжерный пневмомеханический генератор волновых передач // Волновые передачи. М.: СТАНКИН, 1975. - 256 с.

45. Кирдяшев Ю.Н. Многопоточные передачи дифференциального типа Д.: Машиностроение, 1982.-223 с.

46. Крейнес М.А., Розовский М.С. Зубчатые механизмы. Математические основы выбора оптимальных схем.- М.: изд-во МГУ, 1965.-334 с.

47. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991. - 319 с.

48. Колчин H.H. Зубчатые и червячные передачи: некоторые вопросы геометрии, кинематики, динамики, расчета и производства. JL: Машиностроение, 1974.-358 с.

49. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 560 с.

50. Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. М.: Машиностроение, 1966. -436 с.

51. Кудрявцев В.Н. Зубчатые передачи. Л:Машгиз, 1957. - 237 с.

52. Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. изд-е 2-е, переработ, и доп. - М.-JL: Машиностроение, 1966. - 380 с.

53. Кухлинг X. Справочник по физике. М.: Мир, 1982. - 380 с.

54. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988. - 263 с.

55. Лотар 3. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. - 190 с.

56. Левин М.Б., Мамонова Л.А., Одуло А.Б., Розенберг Д.Е. Система обработки экспериментальных данных для ЭВМЕС1010. М.: Наука,1983. - 160 с.

57. Левин М.Б., Одуло А.Б., Розенберг Д.Е. Пакеты прикладных программ как составная часть автоматизации научных исследований. М.: Наука, 1986.- 195 с.

58. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теория упругости. Т.VII. - М.: Наука. Главнаяредакция физико-математической литературы, 1987. 300 с.

59. Литвин Ф.Л. Теория плоских зацеплений. М.: Наука, 1968. - 370 с.

60. Логвинова А.В, Игнатенко М.А., Пашкевич A.M. Малогабаритные кулач-ково-плунжерные передачи для приводов машин и механизмов, эл. журнал БРУ, Октябрь 2005, Могилев. Электронный ресурс. - URL: http://www.bm.mogilev.by Сдата обращения: 17.05.2008).

61. Матвеев В.В. Внутреннее зацепление с малой разницей чисел зубьев // Вестник машиностроения. 1968. №3. С. 30-35.

62. Мелкозеров П.С. Приводы в системах автоматического управления. М.: Энергия, 1966.-210 с.

63. Павлов Б.И. Механизмы приборов и систем управления. Москва, 1972. -216 с.

64. Пашкевич М.Ф. Торцовые шариковые редукторы и их кинематика // Вестник машиностроения. 1985. №7. С. 23-26.

65. Панкратов Э.Н., Ефременков Е.А., Ан И-Кан Передача с промежуточнымизвеньями, заявка на патент RU 99127942 F16H 25/08, 2001.

66. Петрусевич А.И. Роль гидродинамической масляной пленки в стойкости и долговечности поверхностей контакта деталей машин // Вестник машиностроения. 1963. №1,. С. 16-20.

67. Писаренко Г.С. и др. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Научная мысль, 1988. - 327 с.

68. Плеханов Ф.И. Синтез приближенного внутреннего зацепления безво-дильной планетарной передачи // Вестник машиностроения. 1988. №2. С. 14-17.

69. Плеханов Ф.И. Синтез планетарной передачи с плоским приближенным зацеплением сателлита // Тез. Докладов НТК "Развитие перспективных типов зубчатых передач". Свердловск:УПИ, 1990. С. 40-43 с.

70. Плеханов Ф.И., Ефимова М.М. Геометрия плоского приближенного зацепления нетрадиционной планетарной передачи // в сб. трудов Международной конференции "Теория и практика зубчатых передач"/ под. ред. д.т.н. В.И.Гольдфарба Ижевск:ИМИ, 1998. - С. 177-181.

71. Плеханов Ф.И. Синтез плоского приближенного зацепления по условию изгибной прочности // Труды Международной конференции "Теория и практика зубчатых передач". Ижевск:ИМИ, 4-6.12.1996. - С. 171-175.

72. Попков И.Ф. Разработка и исследование конструкции и технологии изготовления волнового газового двигателя: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Ижевск:ИМИ, 1994. - 21 с.

73. Попков Е.Ф., Попков И.Ф. Планетарная передача 2К-Н с радиальными пазами в сателлитах // Механические передачи. Ижевск: Изд-во ИМИ, 1977. - С. 43-48.

74. Попков Е.Ф., Каракулов М.Н., Ефимова М.М. Проектирование волновых плунжерных передач: монография. Екатеринбург-Ижевск: Издательство института экономики УрО РАН, 2007. - 140 с.

75. Попков Е.Ф., Попков И.Ф. Исследование динамики камер пневмогенера-тора ВГД // Техника: Тезисы докладов. Ижевск: ИМИ, 1980. - С. 25-26.

76. Попков Е.Ф., Попков И.Ф. Разработка ВГД для привода угла качания механизма штамповочного пресса // Ученые ИМИ производству. -Ижевск:ИМИ, 1992. - С. 42-45.

77. Попков Е.Ф., Попков И.Ф. Волновой газогидродвигатель, заявка на патент № 4904749 П6Н 1/00, 1991.

78. Планетарные передачи: справочник./ Под ред. В.Н. Кудрявцева, Ю.Н. Кирдяшева.-Л.: Машиностроение, 1977 536 с.

79. Руденко Н.Ф. Планетарные передачи. Теория, применение, расчет и проектирование. 3-е изд., испр. и доп. - М.: Машгиз, 1947. - 343 с.

80. Руденко Н.Ф. и др. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. -М.: Машиностроение, 1971. 459 с.

81. Самсонович C.J1. Управление расхода рабочего тела для многоплунжерных двигателей // Математические модели цифровых следящих систем и элементов. М.: МАИ, 1983. - С. 47-53.

82. Саяпин В.В., Самсонович C.JI. Механические характеристики волнового пневмодвигателя с плунжерным волнообразователем // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. Вып. 6. - М.: Машиностроение, 1979.-С. 92-100.

83. Спиридонов A.A., Васильев Н.Г. Планирование эксперимента. Свердловск: Изд-во УПИ, 1975.- 140 с.

84. Стобецкий В.Н., Сулига C.B. Высокомоментные пневматические шаговые двигатели для тяжелых условий эксплуатации // Вестник машиностроения. 1988.№5. С. 23-26.

85. Силич A.A., Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Беляев А.Е. О развитии зацепления Новикова // Редукторы и приводы. 2006. № 5(07). Изд-во: НТЦ «Редуктор». - С. 47-52.

86. Скворцова H.A. Внутреннее зубчатое эвольвентное зацепление при разности чисел зубцов равной единице // Труды семинара по ТММ. том VII, вып. 25. - М:изд. АН СССР, 1949. - С. 50-53.

87. Скворцова H.A. Внутреннее эвольвентное зацепление, для случая, когда разность чисел зубьев колес равна единице // Расчеты на прочность в машиностроении. 1950. №11.-М:МВТУ. С. 40-44.

88. Скворцова H.A. Определение коэффициента полезного действия передачи при малой разнице зубьев // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1959. №10.-С. 24-27.

89. СНиП 2.05.06-85: Строительные нормативы и правила. Магистральные газопроводы.

90. Справочник машиностроителя / Прочность при переменных напряжениях. Т. 3. - М.: Машгиз, 1963. - 410 с.

91. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / под ред. Б.Б.Некрасова. изд. второе, дополненное. - Минск: Высшая школа, 1985.-370 с.

92. Система трехмерного твердотельного моделирования KOMIIAC-3D V10, номер продукта 104, номер лицензии 7, ФГУП "Боткинский завод".

93. Трубин Г.К. Экспериментальное исследование усталостного выкрашиваниязубьев прямозубых колес // Передачи в машиностроении. М.: Машгиз, 1951.-С. 40-44.

94. Таблицы для расчета на прочность зубчатых и червячных передач. -М:ЭНИМС, СКБ-1, Отдел научно-технической информации, 1963. 84 с.

95. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением: справочник / под. ред. С.И.Косых-Л.: Машиностроение, 1982. 168 с.

96. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Машиностроение, 1986. - 224 с.

97. Трение, изнашивание и смазка: справочник. /Под ред. Крагельского И.В., Алисина В.В. кн. 1- М.: Машиностроение, 1978. - 400 с.

98. Хён Б.Р. Современный расчет зубчатых передач // Передачи и трансмиссии. 2002. №1. Ижевск: изд-во Института механики ИжГТУ. - С. 24-44.

99. Хён Б.Р. Направление исследований и развития зубчатой промышленности в Германии // Передачи и трансмиссии. 2002. №1. Ижевск: изд-во Института механики ИжГТУ. - С. 14-24.

100. Цейтлин Н.И., Цукерман Э.М. Волновые передачи. Машиностроительныематериалы, конструкции и расчет деталей машин. Гидропривод. -М:Машиностроение, 1972. 310 с.

101. Часовников Л.Д. Передачи зацеплением: зубчатые и червячные. М.: Машиностроение, 1969. -485 с.

102. Шевелева Г.И. Теория формообразования и контакта движущихся тел: монография (ISBN 5-7028-0086-9). Москва, 1999. - 490 с.

103. Широбоков В.В., Дроздов Ю.Н., Пашков А.И. Исследование процесса смазки тяжелонагруженных тел качения со скольжением при использовании пластичного смазочного материала // Вестник машиностроения. 1984. №11.-С. 27-30.

104. Шувалов С.А., Волков А.Д. Деформация гибкого зубчатого колеса волновой передачи двумя дисками // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1971. №10.-С. 24-27.

105. Шувалов С.А. Графо-аналитический метод анализа геометрии зацепления в волновой зубчатой передаче // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1965. №2.-С. 32-35.

106. Шустер Л.Ш., Прокшин С.С. Оценка по критерию заедания несущей способности зубчатых передач в условиях отсутствия смазки // Труды Международного симпозиума "Развитие теории зубчатых зацеплений". -Ижевск:ИМИ, 15-18.06.1993. С. 47-48.

107. Ш.Ястребов В.М. Теоретическое исследование плунжерной передачи // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1962. №8. С. 27-31.

108. Янченко Т.А. Исследование планетарных передач типа 2К-Н с двумя внутренними зацеплениями одновенцового сателлита: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Ижевск, 1970. -20 с.

109. SU 124262 Способ коррекции цилиндрических зубчатых колес внутреннего эвольвентного зацепления, Матвеев В.В., 1970.

110. SU 371365 Пневмомеханический генератор, Кареев В.Н., 1973.

111. SU 461258 Следящий привод, Костин С.В., Саяпин В.В., 1975.

112. SU 620653 Планетарно-роторный двигатель, Ерасов Ф.Н., 1976.

113. SU 582416 Рулевая машина, Кондрашев Н.Д., 1977.

114. SU 564436 Пневматический двигатель, Паршутин Ю. С., 1977.

115. SU 861259 Пневмодвигатель, Паршутин Ю. С., 1979.

116. SU 885654 Газогидродвигатель, Галашевский А.Н., 1980.

117. SU 885642 Волновой газогидродвигатель, Галашевский А.Н. и др., 1980.

118. SU 842306 Пневмогидродвигатель, Полетучий Н.В. и др., 1981.

119. SU 1020667 Планетарная прецессионная передача, Глушко К.Б., Бостан И.А. и др., 1983.

120. SU 1110966 Синусошариковая передача, Игнатищев P.M., 1984.

121. SU 1160092 Радиально-поршневой пневмогидродвигатель, Дьячков Б.И., 1984.

122. SU 1276869 Планетарная передача, Игнатищев P.M., 1986.

123. SU 1260604 Синусошариковая передача, Игнатищев P.M. и др., 1986.

124. SU 1714249 Планетарная прецессионная передача, Бостан И.А., Дулгеру В.Е., 1986.

125. SU 1257331 Торцовая шаровая планетарная передача, Пашкевич М.Ф. и др., 1986.

126. SU 1240980 Шаровая планетарная передача, Пашкевич М.Ф., 1986.

127. SU 1490362 Торцовая шаровая планетарная передача, Макаревич Д.М., 1987.

128. SU 1285234 Двухступенчатая прецессионная передача, Бостан И.А., 1987.

129. SU 1511495 Шаровая передача, Довженко В.И. и др., 1987.

130. SU 1359524 Синусошариковая передача, Громыко П.Н., 1987.

131. SU 1357633 Шаровая планетарная передача, Пашкевич М.Ф., 1987.

132. SU 1368546 Передача, Игнатищев P.M., 1988.

133. SU 1409805 Планетарная передача, Игнатищев P.M., 1988.

134. SU 1368545 Шаровая планетарная передача, Пашкевич М.Ф. и др., 1988.

135. SU 1647191 Планетарная передача, Пашкевич М.Ф., 1989.

136. SU 1594329 Планетарная прецессионная передача, Бостан И.А., Дулгеру В.Е., 1990.

137. SU 1618940 Планетарная шаровая передача, Пашкевич М.Ф., Пашкевич В.М., 1991.

138. SU 1645679 Планетарная передача, Пашкевич М.Ф., 1991.

139. SU 1663277 Синусошариковая передача, Игнатищев P.M. и др., 1991.

140. SU 1776899 Привод, Бостан И.А. и др., 1992.

141. SU 1716227 Передача с промежуточными звеньями, Бакалов С.И., 1992.

142. RU 2123627 Редуктор с циклоидальным зацеплением, Коньшин А.С., 1997.

143. RU 2179272 Дифференциальный преобразователь скорости «Редуктор -подшипник», Становской В.В. и др., 2001.

144. RU 2278979 Плунжерный газогидравлический двигатель, Попков Е.Ф., Попков И.Ф., Каракулов М.Н., 2004.

145. RU 2330161 Плунжерный планетарный газогидродвигатель, Каракулов М.Н., Каракулова Е.В. и др., 2007.

146. RU 2330196 Плунжерный газогидродвигатель, Каракулов М.Н., Каракулова Е.В. и др., 2007.

147. RU 2370692 Плунжерный редуктор, Каракулов М.Н. и др., 2008.

148. Baxter M.L. Basic Geometry and Tooth Contact of Hypoid Gears // Industrial Mathematics. 1961. vol. 11. pp. 19-42.

149. Baxter M.L. Second-Order Surface Generation // Industrial Mathematics.1973. vol. 23 (part 2). pp. 85-106.

150. Blok H. Theoretical study of temperature rise at surfaces of actual contact under oilness lubrications // Proc. of the General Discussion on Lubrication and Lubricants in London. London:The IofME, 1937. - p. 222.

151. Cao Cunchang A new method of calculating and measuring the hub profile of cycloidal gear // International Conference on Mechanical Transmission and Mechanisms (MTM'1997). Tianjin, China, 01.07.1997. - pp. 355-360.

152. Danica Josifovic, Lozica Ivanovic Analysis and synthesis of external cycloidal spur gearing // IX World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. vol. 1. - Milan, Italy, 29.08.1995. - pp. 710-714.

153. Doroftei loan The influence of the geometrical parameters on the continuity and the interferences of the internal gear // IX World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. vol. 1. - Milan, Italy, 29.08.1995. - pp. 120-123.

154. Fujita K., Yoshida A. Effects of Case Depth and Relative Radius of Curvature on Surface Durability of Case-Hardened Chromium Molybdenum Steel Roller // Journal of The American Society of Mechanical Engineers (ASME). 1981.№2(v. 103). pp. 101-107.

155. Goldfarb V. I. The nondifferential method of the geometrical modeling of the enveloping process // IX World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. vol. 1. - Milan, Italy, 29.08.1995. - pp. 90-96.

156. Goldfarb V. I., Trubachev V.S. Peculiarities of nonorthoganal spiroid gearing parametric synthesis // International Conference on Mechanical Transmission and Mechanisms (MTM'1997). Tianjin, China, 01.07.1997. -pp. 400-407.

157. Goldfarb V. I., Tkachev A. A. Some theoretical and practical aspects of developing CAD-systems for spur and helical gears design // X World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. vol. 5. - Finland, 20.06.1999. - pp. 240-245.

158. Goldfarb V. I., Lunin S.V. Modeling in gear design // XI World Congress in Mechanism and Machine Science. Tianjin, China, 15.02.2004. - pp. 590-596.

159. Hidetsugu Terada Motion analysis of a axial output type precession motion ball reducer // XI World Congress in Mechanism and Machine Science. Tianjin, China, 15.02.2004. - pp. 323-327.

160. Hidetsugu Terada Fundamental analysis of a cycloid ball reducer motion principle // Journal of the Japan Society for precision Engineering. 1998. №54(11). -pp. 2101-2106.

161. Hangbing Xiu Several problems in circular-arc profile design of harmonic drive // International Conference on Mechanical Transmission (ICMT'2001). -Chougqing, China, 9.04.2001. pp. 230-233.

162. Karakulov M.N. Geometrical synthesis of a plunger transmission// Proceedings of JSME International Conference on Motion and Power Transmissions (MPT2009-Sendai)/ No. 09-203. - 13-15.05.2009, Matsushima (Japan). - pp. 98-103.

163. Koller R. Konstructionsmethode fur den Mashinen // Gerate- und Apparatebau. -Berlin:Springer-Verlag, 1976.-pp. 120-140.

164. Liangang Yao, Huamin Li Research and progress of the toroidal drive // XI World Congress in Mechanism and Machine Science. Tianjin, China, 15.02.2004.-pp. 570-574.

165. Litvin F.L., De Donno M., Lian Q., Lagutin S.A. Alternative Approach for Determination of Singularities of Envelopes to a Family of Parametric Surfaces // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1998. № 167. pp. 130-135.

166. Lixing Li, Tianmin Goan, Weidong He The new optimum tooth profile on the cycloidal gear and the computer aided design of cycloid drive // IX World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. vol. 1. - Milan, Italy, 29.08.1995.-pp. 430-435.

167. Lixing Li, Xin Li Study on double crank ring-plate-type cycloid drive // X World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. vol. 5. -Finland, 20.06.1999. -pp. 330-334.

168. Niemann G., Winter H. Maschinenelemente. Bd.2. Zweite, vollig neubearbeitete Auflage. Zweiter berichtiger Nachdruck. - Berlin: Springer-Verlag, 1989. - p. 244.

169. Popov K. Pavel Russian concept of wave gear production // Proceedings of the International Conference on Mechanical Transmissions. Chongqin University (China), 26-30.09.2006. - pp. 310-315.

170. Qu Jifang Transmission Theory of sliding tooth. Beijing:Mechanical Industrial Press, 1994.-290 p.

171. Qu Zhingang, Research on cycloid roller planetary reducer // International Conference on Mechanical Transmission and Mechanisms (MTM'1997). Tianjin, China, 01.07.1997.-pp. 303-308.

172. Shutting Li Stress analysis and strength design methods af a trochoidal gear reducer // XI World Congress in Mechanism and Machine Science. Tianjin, China, 15.02.2004. - pp. 575-580.

173. Takeshi Abe et al. Advanced methods for automotive drivetrain system gear whine optimization // Proceedings of JSME International Conference on Motionand Power Transmissions (MPT2009-Sendai)/ No. 09-203. - 13-15.05.2009, Matsushima (Japan). - pp. 1-5.

174. Vetadzokoska E. Application of signal flow graphs to the kinematics analysis of the planetary gear trains // The international conference of power transmissions. Belgrad, 1998. - pp.66-68.

175. Vetadjokoska E. Multicriterian optimization of planetary gear trains // IX World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. vol. 1. - Milan, Italy, 29.08.1995. - pp. 470-476.

176. Xutang Wu, Zongtao Zhoa Study on a yew type of swing link speed reducer // IX World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. vol. 1. - Milan, Italy, 29.08.1995. - pp. 476-480.

177. Yan H., Hsien L. Conceptual design of gear differential for automotive vehicles // Journal of Mechanical Design. 1994. №116(2). pp. 565-576.

178. Yano T. An application of graph theory to the kinematics analyses of power transmissions trains / T. Yano, T. Yada. JSME, 1984. - pp.116-119.

179. Zhou Jianjun, Chen Ziehen Creative design of movable tooth gear drive // XI World Congress in Mechanism and Machine Science. Tianjin, China, 15.02.2004.-pp. 410-416.

180. Zhon Youqiang The tooth load capacity of planetary gearing with small tooth difference // IIX World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. -Prague, Czechoslovakia, 26.08.1991. pp. 150-155.

181. Zhuravlev G. A. About Influence of Hydrodynamic Factors to Choice of a Pressure Angle // Proceedings of International Conf. «Mechanical Transmissions and Mechanisms».- Tianjin, China, 1997. p. 554-558.

182. EP 0048593 Motion transmitting devices, Carden John Craven, 1982.

183. EP 0670017 Epicyclic roller gear with two round bodies provided with teeth and segments which may be successively pressed on the teeth, V. Ifrim, 1994.

184. US 2106733 Speed changing mechanism, Thaddeus Goldsborough R., 1938.

185. US 3058372 Harmonic drive, Robinson Hugh A., 1962.

186. US 3192799 Transmission drive elements, James B. Pamplin, 1965.

187. US 3227005 Gearless transmission, Allan Johnson S.1966.

188. US 3468175 Transmission, J.W.Rabek, 1969.

189. US 4050331 Cycloidal gears, Braren J., 1977.

190. US 4078454 Screw extruder, Kenkichi Murakami, 1978.

191. US 4271726 Planetary transmission, Henry Ryffel, 1981.

192. US 4282777 Pancake planetary drive, Henry Ryffel, 1981.

193. US 4554846 Two-piece retainer for epicyclic transmission, Jr. Distin,1985.

194. US 4552037 Retainer for epicyclic transmission, Jr. Distin, et al., 1985.

195. US 4553451 Pin controlled retainer for epicyclic transmission, Jr. Distin, 1985.

196. US 4621543 Planetary torque converter, Gabilondo F., 1986.

197. US 4584904 Epicyclic transmission having free rolling roller driving elements, Jr.Distin R.G., Shaffer J.E., 1986.

198. US 4838741 Method for making an epicyclic speed reducer, Murray S., 1989.

199. US 4841810 Dual orbiting gear planetary drive, Lew S., 1989.

200. US 4884473 Dual epicyclic speed changer, Lew S., 1989.

201. US 5183443 Speed Reducer, Murakami H., Sakaida T., 1993.

202. US 5312306 Speed converter, Folino, 1994.

203. US 5954615 Speed converter, Folino, 1994.

204. US 5607370 Variable output speed converter, Maslow, et al., 1997.

205. US 5600999 Speed converter with reversed output, Folino, 1997.

206. US 5873800 Variable output speed converter, Maslow, et al., 1999.

207. US 5893813 Speed Reducer, Haruhisa Yamamoto, 1999.

208. US 6068573 Pancake motor nested within cam speed converter, Folino,2000.

209. US 6125711 Multi-stage speed converter with idler, Bursal, et al., 2000.

210. Технических предложений по выполнению конструктивных схем редукторов с волновой плунжерной передачей.

211. Экспериментальных данных по исследованию влияния термодинамических процессов, происходящих в газомеханическом генераторе волновой плунжерной передачи, на ее тепловой режим работы.

212. Методик расчета и моделирования плунжерных передач.

213. Рекомендаций к проектированию плунжерных передач.

214. Внедрения опытно-промышленного образца ПГД-1 с плунжерной передачей, в качестве исполнительного механизма привода управления арматурой испытательного стенда.

215. По результатам совместных разработок получены патенты на изобретение:- "Плунжерный газогидравлический двигатель", патент РФ №2278979 от 22.11.2004;- "Плунжерный редуктор", патент РФ №2370692 от 30.05.2008.

216. Председатель комиссии: Члены комиссии:

217. Туранин Ю.В. / Жалымов Ю.П.1. Ларин П.А.1. УТВЕРЖДАЮ"

218. Технических предложений по выполнению конструктивных схем лебедки, входящей в состав оборудования депарафинизации скважины скребками, оснащенной редуктором с плунжерной передачей.

219. Экспериментальных данных по исследованию силовых характеристик плунжерных редукторов.

220. Методик прочностных расчетов основных элементов плунжерных передач.

221. Рекомендаций к проектированию плунжерных передач с механическим волно-образователем.

222. По результатам совместных разработок получен патент на изобретение: Патент РФ на изобретение №2330196: "Плунжерный газогидродвигатель", приоритет 9.03.2007 (Россия).

223. Использование указанных результатов позволяет- повысить качество проектирования и эффективность приводов, оснащенных плунжерной передачей; сократить затраты на проведение опытно-конструкторских работ и натурных испытаний.

224. Результаты внедрялись при выполнении НИР и ОКР по темам: 1. "Разработка плунжерного волнового редуктора с механическим генератором (ПВР-2)", протокол от 20.02.2008г.

225. Председатель комиссии:/ Куимов В.Б.1. Члены комиссии:1. Суббогин В.Ф.1. Савельев В.М.ш

226. УТВЕРЖДАЮ" Генеральный,директор ООО "Уралреммаш"

227. Технических предложений по выполнению конструктивных схем стендов для испытаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС), оснащенных нагрузочным устройством на базе редуктора с плунжерной передачей.

228. Методик холодной обкатки ДВС с помощью стенда, оснащенного плунжерной передачей.

229. Рекомендаций к разработке программ испытаний на стендах, оснащенных редуктором с плунжерной передачей.

230. Внедрения в конструкцию стенда испытаний ДВС редуктора с плунжерной передачей ПВР-2, позволившего проводить холодную обкатку двигателей более эффективно.

231. По результатам совместных разработок получен патент на изобретение:- Патент РФ на изобретение №2370692: "Плунжерный редуктор", приоритет 30.05.2008 (Россия);

232. Использование указанных результатов позволяет: повысить качество и достоверность испытаний; сократить затраты на проведение натурных испытаний; повысить производительность труда при испытаниях ДВС.

233. Председатель комис Члены комиссии:

234. Методов увеличения эффективности холодной обкатки двигателей внутреннего сгорания за счет применения в конструкции стенда редуктора с плунжерной передачей ПВР-2.

235. Рекомендаций к модернизации программ испытаний на стендах, оснащенных редуктором с плунжерной передачей, позволяющих увеличить производительность.

236. По результатам совместных разработок получен патент на изобретение: Патент РФ на изобретение №2334601: " Способ профилирования элементов плунжерного эвольвентного зацепления", приоритет 09.03.2007 (Россия);

237. Использование указанных результатов позволило: повысить качество и эффективность испытаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС); сократить затраты на проведение натурных испытаний; повысить производительность труда при испытаниях ДВС.

238. Председатель комиссии: Член комиссии:1. Пиков С.Н. Елькин В.Н.

239. УТВЕРЖДАЮ" ^ Гене.5альный директор1. Елькин В.В.

240. Подтеки масла Незначительные в месте уплотнения выходного вала

241. Посторонние шумы и стуки Отсутствуют

242. Максимальная температура масла в картере редуктора (при контрольных испытаниях) +60иС

243. Заедания выходного и входного валов Отсутствуют

244. Покрытие корпуса редуктора Без изменений

245. Ослабление момента затяжки резьбовых соединений Отсутствует

246. Председатель комиссии Мельников Д.С.

247. Члены комиссии: / Решин А.П.7 Досмухамедов А.К.

248. СОГЛАСОВАНО" Главный инженер ООО "Завод нефтегазового оборудо-ания "Техновек""и,л£ 4'//f ■pf/A1. УТВЕРЖДАЮ"1. Генеральный директор

249. P0t) "Уралреммаш"-/ . ^—"—"""" " '/ / Елькин В.В.1/9