Ваш браузер устарел.

Для того, чтобы использовать все возможности сайта, загрузите и установите один из этих браузеров.

скрыть

Article

  • Title

    EXPERIMENTAL RESEARCH OF FORCE WAVE PRECESSION GEARS WITH ROLLING ELEMENT

  • Authors

    Margulies M.
    Gordienko Y.

  • Subject

    MACHINE BUILDING. PROCESS METALLURGY. MATERIALS SCIENCE

  • Year 2020
    Issue 1(60)
    UDC 621.83
    DOI 10.15276/opu.1.60.2020.02
    Pages 14-20
  • Abstract

    The main task of modern mechanical engineering is to improve the quality and reliability of machinery and mechanisms while reducing their overall dimensions and increasing cost-effectiveness. Wave gears with rolling element are known to be the most efficient type of wave gears in terms of weight, dimensions and efficiency factor. This is achieved by replacing the wave gearing with the spherical engagement which eliminates sliding friction and increases the efficiency factor (due to the exclusion of losses in the wave gearing and wave generator) and gear reliability (due to the exclusion of flexible links). The purpose of the work is to perform experimental research of the new industrial prototype of wave precession gear with rolling element in order to confirm the importance of the performed theoretical studies and practical recommendations developed for the rational engineering of new wave precession gears with rolling element. On the basis of the developed recommendations for the production of wave precession gears with rolling element, a mechanism with optimized design and technological parameters has been engineered and manufactured; it has successfully passed bench tests, during which the efficiency of the mechanism has been confirmed, its efficiency, temperature, vibration and noise tests as well as performance tests have been performed. The use of the design developed for wave precession gears with rolling element allows: (a) reduce material consumption of gears in comparison with traditional gears up to 2.7 times; (b) provide more reliable performance in comparison with wave gears by eliminating the flexible link; (c) ensure the increase of the load- carrying capacity of the mechanism by up to 30 % in comparison with existing wave gears with rolling element. On the basis of the results of experimental research for wave precession gears with rolling element, further strength calculations of wave precession gears with rolling element has been developed with optimization of design parameters according to the criteria of minimum contact stresses and uniform motion of rolling element along the periodic roller path. The experimental research of the developed mechanism with wave precession gears with rolling element confirmed the proper use of the developed recommendations on design and manufacturing technology in terms of serial production of similar drives with high technical and economic indicators.

  • Keywords harmonic drive, periodic race groove, rolling element, nutation angle, sliding motion, optimization, precession
  • Viewed: 248 Dowloaded: 7
  • Download Article
  • References

    Література

    1. Маргулис М. В. Пути совершенствования приводов машин различного назначения. Вестник Приазовского гос. техн. ун-та. Серия: Техн. науки. 2000. Вып.10. С. 133–138.

    2. Янгулов В. С. Волновые передачи с промежуточными телами (состояние, результаты и задачи). Известия Томского политехнического университета. 2007. Т. 311. № 2. С. 14–18.

    3. Бубенчиков А. М., Щербаков Н. Р. Математическое моделирование работы эксцентриковой передачи с промежуточными телами качения и самоторможением. Доклады ТУСУРа. 2009. № 1 (19). Часть 1. С. 65–71.

    4. Черемнов А. В., Ан И-Кан, Ивкина О. П. Синтез пространственной передачи с промежуточными телами качения с улучшенным качественными характеристиками. Известия Томского политех- нического университета. 2012. Т. 321. № 2. С. 26–30.

    5. Ефременков Е. А. Разработка и проектирование передач с промежуточными телами качения но- вого вида. Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. № 1. С. 131–135.

    6. Янгулов В. С. Силовой расчёт волновых передач с промежуточными телами качения с адаптивным генератором. Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 312. № 2. С. 28–31.

    7. Янгулов В. С. Кинематическая погрешность волновой передачи с промежуточными телами ка- чения. Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 314. № 2. С. 49–54.

    8. Янгулов В. С. Геометрические и конструктивные соотношения в волновых передачах с промежуточными телами качения. Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 312. № 2. С. 24–27.

    9. Янгулов В. С., Беляев А. Е. Элементы расчета жесткости волновой передачи с промежуточными телами качения. Известия Томского политехнического университета. 2008. Т. 313. № 3. С. 69–73.

    10. Беляев А. Е., Ан И – Кан, Гурин В. В. Механические передачи с промежуточными телами: методические. рекомендации / под общ. ред. А. Е. Беляева. Томск : ТПИ им. С. М. Кирова, 1984. 163 с.

    11. Игнатищев Р. М. Синусошариковые редукторы. Минск : Высшая школа, 1983. 107 с.

    12. Бостан И. А. Зацепление для прецессионных передач. Кишинев : Штиинца, 1988. 132 с.

    13. Передаточный механизм: пат. 92297 Украина. № a200913223; заявл. 18.12.2009; опубл. 11.10.2010, Бюл.№ 19. 3 с.

    14. Маргулис М. В., Гордиенко Я. О. Разработка оптимизированной методики расчета волновых пре- цессионных передач с телами качения. Збір-ник наукових праць Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Проблеми механічного приводу. – 2016. № 23 (1195). С. 92–96.

    15. Маргулис М. В., Гордиенко Я. О. Разработка прогрессивной высокоэкономичной технологии из- готовления волновых прецессионных передач с телами качения. Збірник наукових праць Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Мишинознавство та САПР. 2018. Вип. 25. С.93–97.

    16. Передаточный механизм: пат. 109707 Украина: МПК7 F16H 1/02, F16H 25/06, F16C 3/04, F16C 3/18, F16H 1/28. № a201313359; заявл. 18.11.2013; опубл. 25.09.2015, Бюл. № 18. 6 с.

     

    References

    1. Margulies, M. V. (2000). Ways of improvement of different machine-drives. Messenger of Pryazovskyi state technical university. Series: Technical sciences, 10, 133–138.

    2. Yangulov, V. S. (2007). Harmonic drives with intermediate rolling elements. Bulletin of the Tomsk polytechnic university, 311 (2), 14–18.

    3. Bubenchikov, A. M., & Scherbakov, N. R. (2009). Mathematical modeling of the operation of eccentric gearing with intermediate rolling elements and self-braking. Proceedings of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, 1 (19), 65–71.

    4. Cheremnov, A. V., An, I-Kan, & Ivkina, O. P. (2012). Synthesis of the spatial drives with intermediate rolling elements with improved performance. Bulletin of the Tomsk polytechnic university, 321 (№2), 65–71.

    5. Efremenkov, E. A. (2005). Development and design new drives with intermediate rolling elements. Bul- letin of the Tomsk polytechnic university, 308 (1), 131–135.

    6. Yangulov, V. S. (2008). Force calculation of harmonic drives with intermediate rolling elements with adaptive generator. Bulletin of the Tomsk polytechnic university, 312 (2), 28–31.

    7. Yangulov, V. S. (2009). Kinematic error of harmonic drives with intermediate rolling elements. Bulletin of the Tomsk polytechnic university, 314 (№2), 49–54.

    8. Yangulov, V. S. (2008). Geometric and structural correlation in harmonic drives with intermediate rolling elements. Bulletin of the Tomsk polytechnic university, 312 (№2), 24–27.

    9. Yangulov, V. S., & Belyaev, A. E. (2008). Calculation of inflexibility harmonic drives with intermediate rolling elements. Bulletin of the Tomsk polytechnic university, 313 (№3), 69–73. 10. Belyaev, A. E., An, I-Kan,, & Gurin, V. V. (1992). Mechanical transmissions with intermediate ball elements. A. E. Belyaev (Ed.). Tomsk: Tomsk polytechnic university.

    11. Ignatischev, R. M. (1983). Sinusoid ball drives. Minsk: Vyisshaya shkola.

    12. Bostan, I. A. (1988) Zaceplenie dlja precessionnyh peredach. Kishinev: Shtiinca.

    13. Margulis, M. V., & Mitin, V. V. (2010). Transmission mechanism. Patent 92297, Ukraine.

    14. Margulies, M. V., & Gordienko, Y. O. (2015). The development of optimized methodics of calculation of harmonic precessional drives with rolling elements. Bulletin of NTU “KhPI”, 55 (1097), 17–22.

    15. Margulies M. V., & Gordienko Y. O. (2018). The development of the high-efficiency process of manufacturing of harmonic processional drives with rolling elements. Bulletin of NTU “KhPI”, 25 (1301), 93–97.

    16. Gordienko, Y. O., & Margulis, M. V. (2015). Transmission mechanism. Patent 109707, Ukraine.

  • Creative Commons License by Author(s)