Использование полимерных композиционных материалов в цилиндрических зубчатых передачах
https://doi.org/10.17586/0021-3454-2024-67-10-878-886
Аннотация
Проанализированы особенности применения полимерных композиционных материалов (ПКМ) в конструкциях цилиндрических зубчатых передач. Рассмотрены различные виды композиционных материалов, их свойства, варианты наполнителей и базы данных полимерных композитов. Описаны характеристики ПКМ, используемых в зубчатых звеньях цилиндрических передач, включая зубчатые колеса с несимметричными профилями зубьев, а также оболочковые формообразующие матрицы для изготовления их из ПКМ. Также рассмотрены вопросы обеспечения точности зубчатых передач из ПКМ и предложены методы оценки их уровня качества, включая вероятностный метод расчета точности. Приведены примеры изготовления нестандартных зубчатых передач из полимерных композиционных материалов.
Об авторах
В. М. Медунецкий
Университет ИТМО
Россия
Россия
Виктор Михайлович Медунецкий — д-р техн. наук, профессор; факультет систем управления и робототехники; профессор
Санкт-Петербург
М. В. Абрамчук
Университет ИТМО
Россия
Россия
Михаил Владимирович Абрамчук — канд. техн. наук; факультет систем управления и робототехники; доцент
Санкт-Петербург
С. Ю. Перепелкина
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Россия
Россия
Светлана Юрьевна Перепелкина — канд. техн. наук; Высшая школа автоматизации и робототехники; доцент
Санкт-Петербург
М. Х. Цветкова
Университет ИТМО
Россия
Россия
Мадина Хасановна Цветкова — канд. техн. наук; факультет систем управления и робототехники; доцент
Санкт-Петербург
С. Ю. Ловлин
Университет ИТМО
Россия
Россия
Сергей Юрьевич Ловлин — канд. техн. наук; факультет систем управления и робототехники; доцент
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Ghosh R., Ghosh S., Srivastava T., Barman R. N. Design and Manufacturing of Laminated Spring: A New Approach Based On Composites // Intern. Journ. of Engineering and Technology. 2017. Vol. 9, N 2. P. 438–451. DOI: 10.21817/ijet/2017/v9i2/170902285.
2. Chatterjee S., Gupta K. A comparative analysis on two gear tooth materials for low speed and high torque transmission // Advances in Modelling and Analysis C. 2018. Vol. 73, N 3. P. 79–83. DOI: 10.18280/ama_c.730301.
3. Pawar P. B., Abhay A. U. Analysis of Composite Material Spur Gear under Static Loading Condition // Materials Today: Proc. 2015. Vol. 2, N 4-5. P. 2968–2974. DOI: 10.1016/j.matpr.2015.07.278.
4. Thirugnanam A., Sathish J., Rakesh L. Contact analysis of spur gear using composite material (NYLO CAST) // Middle-East Journal of Scientific Research. 2014. N 20(8). P. 966–968. DOI: 10.5829/idosi.mejsr.2014.20.08.114144.
5. Mao K., Greenwood D., Ramakrishnan R., Goodship V., Shrouti C., Chetwynd D., Langlois P. The wear resistance improvement of fibre reinforced polymer composite gears // Wear. 2019. N 426. P. 1033–1039. DOI: 10.1016/j.wear.2018.12.043.
6. Catera P. G., Mundo D., Gagliardi F., Treviso A. A comparative analysis of adhesive bonding and interference fitting as joining technologies for hybrid metal-composite gear manufacturing // Intern. Journ. on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM). 2020. P. 1–16. DOI: 10.1007/s12008-020-00647-y.
7. Catera P. G., Mundo D., Treviso A., Gagliardi F., Visrolia A. On the design and simulation of hybrid metal-composite gears // Applied Composite Materials. 2019. N 26(3). P. 817–833. DOI: 10.1007/s10443-018-9753-6.
8. Gauntt S. M., Campbell R. L. Characterization of a Hybrid (Steel-Composite) Gear with Various Composite Materials and Layups // AIAA Scitech 2019 Forum. 2019. P. 0146. DOI: 10.2514/6.2019-0146.
9. Singh A. K., Yadav S., Singh P. K. A Comparative Study for Transmission Efficiency of ABS, POM, and HDPE Spur Gears // Advances in Engineering Design. 2019. P. 269–277. DOI: 10.1007/978-981-13-6469-3_24.
10. Что такое полимерный композиционный материал [Электронный ресурс]: <https://vec-v.ru/chto-takoe-polimernyy-kompozit>.
11. Total Materia. The most extensive database of materials in the world [Электронный ресурс]: <https://www.totalmateria.com/page.aspx?ID=Home&LN=RU>.
12. Material Data Center. Data on materials and their applications [Электронный ресурс]: <https://www.materialdatacenter.com/mb>.
13. База полимерных материалов [Электронный ресурс]: <https://plastinfo.ru/polyglobe>.
14. Кряжев Ю. А., Андреев М. В., Шитюк А. А. Формирование базы данных полимерных композитов // Инновации в машиностроении: сб. тр. IX Междунар. науч.-практ. конф. 2018. С. 491–497.
15. González-Henríquez C. M., Sarabia-Vallejos M. A., Rodriguez-Hernandez J. Polymers for additive manufacturing and 4D-printing: Materials, methodologies, and biomedical applications // Progress in Polymer Science. 2019. Vol. 94. P. 57–116. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2019.03.001.
16. Goh G. D., Yap Y .L., Tan H. K. J., Sing S. L., Goh G. L., & Yeong W. Y. Process–structure–properties in polymer additive manufacturing via material extrusion: A review // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2020. N 45(2). P. 113–133. DOI: 10.1080/10408436.2018.1549977.
17. Structure and Properties of Additive Manufactured Polymer Components / Ed. by K. Friedrich, R. Walter. Woodhead Publishing, 2020. 458 р. DOI: 10.1016/C2018-0-03664-6.
18. Directory of polymers. Polymer materials: products, equipment, technologies [Электронный ресурс]: <http://www.polymerbranch.com/catalogp.html>.
19. Karapetyan A. N., Scharr G. The choice of polymeric materials in the design of gear wheels // Proc. of the NAS RA and SEUA: Technical Sciences. 2007. N 60(2). P. 266–271.
20. Старжинский В. Е., Шалобаев Е. В., Шилько С. В. Элементы привода приборов: расчет, конструирование, технологии. Минск: Белорусская наука, 2012. 769 с.
21. Старжинский В. Е., Шалобаев Е. В., Шилько С. В. Технология производства зубчатых колес из термопластичных полимерных материалов (обзор) // Полимерные материалы и технологии. 2018. Т. 4, № 2. С. 6–31.
22. Старжинский В. Е., Шалобаев Е. В. Проектирование прессформ для точных пластмассовых колес с использованием технологии быстрого прототипирования // Прогрессивные технологии в машиностроении и приборостроении. 2005. С. 28–29.
23. Виткалова И. А., Торлова А. С., Пикалов Е. С. Технологии получения и свойства фенолформальдегидных смол и композиций на их основе // Науч. обозр. Техн. науки. 2017. № 2. С. 15–28.
24. Абрамчук М. В. Совершенствование расчетов параметров точности зубчатых колес, зубчатых передач и многозвенных зубчатых механизмов: Дис. ... канд. техн. наук. СПб, 2014. 183 с.
25. Абрамчук М. В. Расчет параметров точности эвольвентных цилиндрических зубчатых передач // Изв. вузов. Приборостроение. 2018. Т. 61, № 2. С. 118–122.
Рецензия
Для цитирования:
Медунецкий В.М., Абрамчук М.В., Перепелкина С.Ю., Цветкова М.Х., Ловлин С.Ю. Использование полимерных композиционных материалов в цилиндрических зубчатых передачах. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2024;67(10):878-886. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2024-67-10-878-886
For citation:
Medunetsky V.M., Abramchuk M.V., Perepelkina S.Yu., Tsvetkova M.H., Lovlin S.Yu. Use of Polymer Composite Materials in Spur Gear. Journal of Instrument Engineering. 2024;67(10):878-886. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2024-67-10-878-886
Просмотров:
19
Послать статью по эл. почте 