Опыт прочностных расчетов элементов высокодинамичных рулевых электроприводов

Вячеслав [Vyacheslav] Владимирович [V.] Ишутинов [Ishutinov]; Анна [Anna] Николаевна [N.] Русских [Russkikh]

doi:10.24160/1993-6982-2020-1-32-38

Вячеслав [Vyacheslav] Владимирович [V.] Ишутинов [Ishutinov]
Анна [Anna] Николаевна [N.] Русских [Russkikh]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-1-32-38

Ключевые слова: высокодинамичные рулевые электроприводы, прочностные расчеты, шарико-винтовая передача, контактные напряжения, циклическая усталость

Аннотация

Представлены требования, предъявляемые к высокодинамичным рулевым электроприводам. Показана важность прочностных расчетов еще на этапе научно-исследовательских работ. Описан объект исследования с точки зрения прочностных расчетов. В качестве объекта выступает механизм электропривода, включающий в себя редуктор с зубчатыми колесами и шарико-винтовую передачу. Показаны преимущества применения шарико-винтовых передач в данного вида электроприводах. Приведен ряд ее геометрических параметров. Проведены аналитический расчет шарико-винтовой передачи на контактные напряжения, прочностный (расчет напряжений на штифтах и зубцах зубчатых колес) и усталостный расчеты прочности в соответствии с режимом и продолжительностью работы электропривода, расчет на циклическую усталость. Разработана документация и изготовлен опытный образец электропривода. Выполнены практические исследования и испытания, которые подтвердили правильность проведенных расчетов электромеханизма электропривода во всех режимах работы.

Сведения об авторах

Вячеслав [Vyacheslav] Владимирович [V.] Ишутинов [Ishutinov]

кандидат технических наук, руководитель проекта АО «ЛЕПСЕ», доцент кафедры электрических машин и аппаратов Вятского государственного университета, e-mail: yufereva@lepse.kirov.ru

Анна [Anna] Николаевна [N.] Русских [Russkikh]

инженер-конструктор АО «ЛЕПСЕ», магистрант Вятского государственного университета

Литература

1. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В. Подшипники качения. М.: Машиностроение, 1975.
2. Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. Проектирование электрических машин. М.: Высшая школа, 2002.
3. Павлов Б.И. Шарико-винтовые механизмы в приборостроении. Л.: Машиностроение, 1968.
4. Беляев Н.М. Сборник задач по сопротивлению материалов. М.: Наука, 1968.
5. Ицкович Г.М. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Машиностроение, 1970.
6. Берендеев Н.Н. Методы решения задач усталости в пакете Ansys Workbench. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского ун-та, 2012.
7. Берендеев Н.Н. Сопротивление усталости. Основы. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского ун-та, 2010.
8. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984.
9. Горский А.И. Определение допускаемых напряжений при расчетах на прочность. М.: НИИМАШ, 1974.
10. Иванов М.Б., Колобов Ю.Р., Голосов Е.В. Механические свойства наноструктурного титана серийного производства // Российские нанотехнологии. 2011. Т. 6. № 5 — 6. С. 108—114.
11. Туманов А.Т. Авиационные материалы. Конструкционные стали. Т. 1. М.: Научно-исследовательский институт авиационных материалов, 1975.
12. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Киев: Наукова думка, 1987.
13. ГОСТ 23.207—79. Обеспечение износоустойчивости изделий. Метод испытаний машиностроительных материалов на ударно-абразивное изнашивание.
14. ГОСТ 25.504—82. Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости.
--
Для цитирования: Ишутинов В.В., Русских А.Н. Опыт прочностных расчетов элементов высокодинамичных рулевых электроприводов // Вестник МЭИ. 2020. № 1. С. 32—38. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-1-32-38.
#
1. Beyzel'man R.D., Tsypkin B.V. Podshipniki Kacheniya. M.: Mashinostroenie, 1975. (in Russian).
2. Kopylov I.P., Klokov B.K., Morozkin V.P., Tokarev B.F. Proektirovanie Elektricheskikh Mashin. M.: Vysshaya Shkola, 2002. (in Russian).
3. Pavlov B.I. Shariko-vintovye Mekhanizmy v Priborostroenii. L.: Mashinostroenie, 1968. (in Russian).
4. Belyaev N.M. Sbornik Zadach po Soprotivleniyu Materialov. M.: Nauka, 1968. (in Russian).
5. Itskovich G.M. Kursovoe Proektirovanie Detaley Mashin. M.: Mashinostroenie, 1970. (in Russian).
6. Berendeev N.N. Metody Resheniya Zadach Ustalosti v Pakete Ansys Workbench. Nizhniy Novgorod: Izd-vo Nizhegorodskogo Un-ta, 2012. (in Russian).
7. Berendeev N.N. Soprotivlenie Ustalosti. Osnovy. Nizhniy Novgorod: Izd-vo Nizhegorodskogo Un-ta, 2010. (in Russian).
8. Gallager R. Metod Konechnykh Elementov. Osnovy. M.: Mir, 1984. (in Russian).
9. Gorskiy A.I. Opredelenie Dopuskaemykh Napryazheniy pri Raschetakh na Prochnost'. M.: NIIMASH, 1974. (in Russian).
10. Ivanov M.B., Kolobov Yu.R., Golosov E.V. Mekhanicheskie Svoystva Nanostrukturnogo Titana Seriynogo Proizvodstva. Rossiyskie Nanotekhnologii. 2011;6; 5 — 6:108—114. (in Russian).
11. Tumanov A.T. Aviatsionnye Materialy. Konstruktsionnye Stali. T. 1. M.: Nauchno-issledovatel'skiy Institut Aviatsionnykh Materialov, 1975. (in Russian).
12. Troshchenko V.T., Sosnovskiy L.A. Soprotivlenie Ustalosti Metallov i Splavov. Kiev: Naukova Dumka, 1987. (in Russian).

13. GOST 23.207—79. Obespechenie Iznosoustoychivosti Izdeliy. Metod Ispytaniy Mashinostroitel'nykh Materialov na Udarno-abrazivnoe Iznashivanie. (in Russian).
14. GOST 25.504—82. Raschety i Ispytaniya na Prochnost'. Metody Rascheta Kharakteristik Soprotivleniya Ustalosti. (in Russian).
--
For citation: Ishutinov V.V., Russkikh A.N. Experience Gained from Strength Numerical Analyzes of High-Dynamic Steering Electric Drive Elements. Bulletin of MPEI. 2020;1:32—38. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-1-32-38.