Ссылка 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 // Изв. вузов. Приборостроение. 2024. Т. 67, № 10. С. 878–886. DOI: 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.

Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, зубчатые колеса, оболочковые формообразующие матрицы, точность зубчатых передач

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]: .
11. Total Materia. The most extensive database of materials in the world [Электронный ресурс]: .
12. Material Data Center. Data on materials and their applications [Электронный ресурс]: .
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. Directory of polymers. Polymer materials: products, equipment, technologies [Электронный ресурс]: .
18. 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.
19. Старжинский В. Е., Шалобаев Е. В., Шилько С. В. Элементы привода приборов: расчет, конструирование, технологии. Минск: Белорусская наука, 2012. 769 с.
20. 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.
21. 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.
22. 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.
23. Абрамчук М. В. Совершенствование расчетов параметров точности зубчатых колес, зубчатых передач и многозвенных зубчатых механизмов: Дис. ... канд. техн. наук. СПб, 2014. 183 с.
24. Абрамчук М. В. Расчет параметров точности эвольвентных цилиндрических зубчатых передач // Изв. вузов. Приборостроение. 2018. Т. 61, № 2. С. 118–122.