Duplex Scheme of the Technological Impact of the Provision of Operational Properties of a Hardened Large Module Gears

The two-level circuit of technological influence of providing of operating properties of hard-tempered large module gears is offered on basis division of tasks of technologist and designer with regulation of complex parameters on each of these stages and subsequent decision of task of choice of optimum value of operating properties

Duplex Scheme of the Technological Impact of the Provision of Operational Properties of a Hardened Large Module Gears

The two-level circuit of technological influence of providing of operating properties of hard-tempered large module gears is offered on basis division of tasks of technologist and designer with regulation of complex parameters on each of these stages and subsequent decision of task of choice of optimum value of operating properties

ПРИКЛАД БАГАТОКРИТЕРІАЛЬНОЇ ОПТИМІЗАЦІЇ ДВОСТУПІНЧАСТОГО РЕДУКТОРА ЗА ДОПОМОГОЮ МОДИФІКОВАНОГО ЕВОЛЮЦІЙНОГО АЛГОРИТМУ

The work is devoted to solving the problem of selecting optimal geometric parameters of gears of a two-stage cylindrical reducer using a modified evolutionary algorithm (EA). The statement of the problem is considered, design parameters, objective functions, limitations on design parameters are determined. This allowed us to propose a modification of EA. To generate the initial test points, it was proposed to use the LP-τ sequence, this allowed us to reduce the initial population of test points and bring EA closer to a truly «random» process. The scheme of the proposed algorithm is considered, which gives an idea of the sequence of operations that are carried out with populations of test points at each stage of the evolutionary process. The solution of the specific problem of selecting optimal parameters for a serial reducer is given. The input data, numerical and functional limitations are determined, the objective functions are formed. The results of the solution are shown in several presentation formats: tabular and graphical, which allows to qualitatively interpret and analyze the results. The approach of transition from many criteria to one is proposed by introducing the scale of importance by the designer and assigning the importance of each of the criteria, finding the desired solution for each trial point of relative bias, which is proposed to be used as a unifying criterion. Conclusions are made about testing the proposed algorithm for solving a specific problem of optimal design. Further ways of improving this methodology are proposed.Робота присвячена розв’язанню задачі вибору оптимальних геометричних параметрів зачеплень двоступеневого циліндричного редуктора у випадку багатьох критеріїв при використанні модифікованого еволюційного алгоритму (ЕА). Розглядається актуальність задачі, записано параметри проектування, цільові функції, обмеження на параметри проектування. Виходячи з окресленої постановки задачі, було запропоновано модифікований ЕА. Для створення початкових тестових точок було запропоновано використовувати LP-τ послідовність, це дає змогу зменшити початкову популяцію точок і наблизити ЕА до справді «випадкового» процесу. Розглянута схема запропонованого алгоритму, яка дає уявлення про послідовність операцій, які проводяться з популяціями тестових точок на кожному етапі еволюційного процесу. Пропонується підхід, який дає змогу перейти від багатьох критеріїв до одного шляхом введення конструктором шкали важливості та присвоєння важливості кожного з критеріїв, пошуку зміщення розв’язання для кожної пробної точки відносно бажаного, яке пропонується використовувати як об'єднуючий критерій. Наведено розв’язання конкретної задачі вибору оптимальних параметрів для редуктора. Для наданої задачі визначаються вхідні дані, числові та функціональні обмеження, формуються цільові функції. Результати розв’язання показані у кількох форматах презентації: табличному та графічному, що дає змогу якісно інтерпретувати та аналізувати результати. Зроблено висновки щодо тестування запропонованого алгоритму для розв’язання конкретної задачі оптимізації конструкції. Запропоновано подальші шляхи вдосконалення цієї методології

Совершенствование математической и логической модели теоретического синтеза зубчатых звеньев плоских систем зубчатых зацеплений

The article presents an analysis of existing structural schemes for the synthesis of flat systems of toothed gears. On the basis of this analysis a generalized structural scheme of the synthesis of flat systems of toothed gears is proposed. It is shown that the generalizing structural scheme of the synthesis includes the initial data, the elements of the initial profile (basic point coordinates, lines of lines and circles) of the links (initial form-forming profile, initial contour, initial shaping contour, workpieces of shaped contours, contour of conjugate gear wheels, set of initial producing contours ), as well as connections, constraints and conditions that ensure the task and shaping of the toothed contours. The article also presents a generalized geometrickinematic scheme for the shaping of a flat gearing, which includes a number of possible initial shaping contours, a number of possible contours of the preforms of the forming elements, many possible options for the relative installation of the links of the system, and a multitude of possible movements of the initial shaping link relative to the workpiece of the toothed gear. The structural generalized unified mathematical and logical models of the formation of flat gear units are developed and presented in a matrix form. Examples and features of formation of flat gear units are given.В статье представлен анализ существующих структурных схем синтеза плоских систем зубчатых зацеплений. На основании этого анализапредложена обобщающая структурная схема синтеза плоских систем зубчатых зацеплений. Эта схема включает возможные варианты синтеза плоских зубчатых контуров и плоских исходных формообразующих контуров. На конкретном примере раскрыты особенности обобщенной структурной унифицированной математической модели прямого и обратного формообразования сложнопрофильних цилиндрическихзубчатых передач с использованием теории отображения аффинного пространства

Scientific Basis for the Substantiation of Process Regulations for the Micro-Cutting of Hardened Gears

The paper considers scientific principles of technological procedure development for the selection and assignment of parameters of velocity machining by blade tool at gear milling with due regard to the required parameters of the gear surface layer. Optimum micro-cutting conditions are determined when full participation in stock removal of all mill teeth is provided. Technological regulation of selection and setting of machining parameters is spread for gear hobbing of the spur gear wheels with fine-modular and coarse-modular hardness (220...320 HV) and after heat treatment (HRC46...63). Correlation with essential parameters of the surface layer, cutting depth, feed, speed and radius of rounding of the cutting edge of milling cutters’ teeth is established. It is scientifically grounded, tested, and proved at what modes of cutting, the radius of rounding of cutting edge of the cutting tool is made metal removal at oncoming and passing high-speed micro milling. The process of determining of minimal sliding angle, or maximum value (without the use of coolant and with coolant), in which there is no micro-cutting process taking into account variation of variable parameters of cutting conditions and geometrical parameters of hobbing cutters is modelled. For the first time, we ascertained the relation between the sliding angle and the maximum contact angle of the mill tooth with the work surface, which allowed determine the efficiency of the shaping process through coefficient (without coolant and with coolant)