Experience Gained from Strength Numerical Analyzes of High-Dynamic Steering Electric Drive Elements
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-1-32-38Keywords:
high-dynamic steering electric drives, strength analyses, ballscrew, contact stresses, cyclic fatigueAbstract
The requirements posed to high-dynamic steering electric drives are presented. The importance of carrying out strength analysis already at the scientific research stage is shown. The study object is described from the viewpoint of strength analysis. An electric drive mechanism including a reduction gear and a ballscrew is considered as the study object.
The advantages of using ballscrews in electric drives of this type of are shown. A number of ballscrew geometric parameters are presented. Analytical calculation of the ballscrew for contact stresses, its strength calculation (for determining the stresses in gear pins and teeth) and fatigue strength calculation in accordance with the electric drive operating mode parameters and duration, and calculation for its cyclic fatigue are carried out. Electric drive design documentation has been elaborated, and the drive prototype sample has been made. Practical studies and tests were carried out, the results of which have confirmed the correctness of the accomplished calculations of the electric drive electrical mechanism in all drive operation modes.
References
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.
