Синтез профілю зубчатих коліс малошумного шестеренного насоса з низькою пульсацією
Loading...
Files
Date
2023
Authors
Скібінський, О. І.
Гнатюк, А. О.
Годунко, М. О.
Богатирьов, Д. В.
Селєхова, В. М.
Skibinskyi, О.
Gnatuk, A.
Hodunko, M.
Bohatyrov, D.
Seliekhova, V.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
Розроблено математичний апарат для побудови робочих профілів шестерень малошумних
насосів синусоїдального зачеплення з довільними геометричними параметрами і кількістю зубців, що дає
можливість широкого впровадження перспективного виду зачеплення в конструкції гідравлічних машин.
Встановлено, що застосування прямозубих шестерень із синусоїдальним зачепленням не забезпечує
нерозривності контакту і приводить до зниження експлуатаційних показників шестеренних насосів, а
використання косозубих шестерень забезпечує постійність контакту плоского зачеплення в будь-якому
поперечному перерізі. Встановлено мінімальне значення кута нахилу зубців для забезпечення
нерозривності контакту в зачепленні, надійного перекриття та відсутності зазорів. Low-noise gear pumps with non-involute gear profiles, which have undeniable advantages over pumps
with involute gear profiles (low noise characteristics, low pressure and volumetric pulsation, inseparability of
gear contact), have not gained wide popularity due to difficulties in designing and manufacturing the working
profiles of the gears. Companies manufacturing low-noise pumps provide only promotional information, while
information about the meshing geometry, profile, and manufacturing technology is practically absent.
The aim of the research is to obtain universal formulas for calculating the complex sinusoidal profile of
gears for low-noise pumps. This will allow designing sinusoidal meshings with different input parameters
(number of teeth, center distance, etc.). Additionally, for the helical sinusoidal meshing, it is necessary to derive
a formula for determining the minimum tooth helix angle that ensures inseparability of contact in the meshing.
Several stages are involved in obtaining the universal formulas. In the first stage, the construction of a
base sinusoidal curve is performed. The obtained profile is not mutually enveloping, meaning that when
positioning the gears at the center distance and forming the meshing, there is interference of curves. Hence the
need for forming a unified profile where both gears have identical profiles and can be processed by the same
tool. In the second stage, the generation of the conjugate gear profile is performed as an enveloping family of
circular sine waves, by rolling a dividing circle of the sine wave around the generating circle of the formed gear.
Segments of this profile will be further involved in forming the final gear profile. In the third stage, the circular
sine wave and its enveloping positions are overlaid to a common center of coordinates. As a result, the conjugate
profile points lying on the dividing circle are formed. The unification of the gear profile is achieved by removing
certain sections of the curve within the dedendum and addendum, while the remaining sections that have a
common tangent at the end points of the conjugation form the final gear profile.
As a result of the conducted research, a mathematical apparatus has been developed that allows building
gear tooth profiles for low-noise gear pumps with arbitrary geometric parameters and number of teeth. The
minimum value of the tooth helix angle required to ensure contact inseparability and absence of clearances has
been determined.
Description
Keywords
малошумний шестеренний насос, синусоїдальне зачеплення, колова синусоїда, нерозривність, контакту зачеплення, low-noise gear pump, sinusoidal meshing, circular sine wave, inseparability of meshing contact
Citation
Синтез профілю зубчатих коліс малошумного шестеренного насоса з низькою пульсацією / О. І. Скібінський, А. О. Гнатюк, М. О. Годунко [та ін.] // Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. - Кропивницький : ЦНТУ, 2023. - Вип. 7(38). - Ч. 2. - С. 43-50.