RUDN Journal of Engineering ResearchRUDN Journal of Engineering ResearchВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования2312-81432312-8151Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)1862910.22363/2312-8143-2018-19-1-46-58Mechanical engineering and power-plantМашиностроение и материаловедениеResearch ArticleTechnique for conducting experimental studies on stress-strain state of P-3 profile interference fitsМетодика проведения экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния профильных соединений с натягомRozhkovaElena AРожковаЕлена Александровна

Candidate of Technical Sciences, associate professor at “The rolling stock of the railroads” department, Irkutsk state transport university. Research interests: machine science, drive systems, machine parts

кандидат технических наук, доцент кафедры подвижного состава железных дорог Иркутского государственного университета путей сообщения филиала Забайкальского института железнодорожного транспорта. Область научных интересов: машиноведение, системы приводов и детали машин

helenuys@mail.ruChetverikovSergey VЧетвериковСергей Владимирович

Candidate of Technical Sciences, associate professor at “The rolling stock of the railroads” department, Irkutsk state transport university. Research interests: machines, units and processes.

кандидат технических наук, доцент кафедры подвижного состава железных дорог Иркутского государственного университета путей сообщения филиала Забайкальского института железнодорожного транспорта. Область научных интересов: Машины, агрегаты и процессы.

helenuys@mail.ruIrkutsk state transport universityИркутский государственный университет путей сообщенияTransbaikal Institute of Railway TransportЗабайкальский институт железнодорожного транспорта15122018191VOL 19, NO1 (2018)ТОМ 19, №1 (2018)465803062018Copyright ©; 2018, Rozhkova E.A., Chetverikov S.V.Copyright ©; 2018, Рожкова Е.А., Четвериков С.В.2018Rozhkova E.A., Chetverikov S.V.Рожкова Е.А., Четвериков С.В.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/engineering-researches/article/view/18629

In mechanical engineering the following profile connections are applied most often: with three sides (P-3); with three cut off sides (PC-3); with four cut off sides (PC-4) and with five sides (P-5 and PC-5). Despite considerable results, in the field of studying of stresses and deformations at contact interaction of solid bodies of various forms there is an unresolved number of tasks, which are of scientific and practical value. As the analysis of theoretical and experimental studies of motionless detachable and non-detachable connections (cylindrical, profile) has shown, there are unresolved tasks, in particular regarding the choice of geometrical form of contour curves, the magnitude of interference fit of motionless, non-detachable profile connections with equiaxial contour. The working capacity and reliability polygon profile connections with interference fit is defined by their strength, that is ability of elements to resist strain when in use. For the purpose of determination of working capacity of polygon profile connections with interference fit with respect to strength, stresses and deformations arising in hub with polygon profile opening from the action of polygon profile shaft installed in a nave with interference fit. The article considers the technique of conducting experimental studies by strain-gauging method for the purpose of assessing the influence of structural parameters and external loadings on stress-strain state of parts of the connection. Based on the experimental results tables of comparative characteristics of the recommended types of interference fits for P-3 profile connections and also the recommended interference fits for the corresponding n values of P-3 profile shaft-nave connections applied for tooth gearings were composed.

В машиностроении наиболее часто применяются следующие профильные соединения: с тремя гранями (РК-3); с тремя срезанными (РКс-3); с четырьмя срезанными (Кс-4) и с пятью гранями (РК-5 и РКс-5). Несмотря на значительные результаты, в области изучения напряжений и деформаций при контактном взаимодействии твердых тел разнообразных форм остается нерешенным ряд задач представляющих научную и практическую ценность. Как показал анализ теоретических и экспериментальных исследований неподвижных разъемных и неразъемных соединений (цилиндрических, профильных) остаются нерешенными задачи, в частности по выбору геометрической формы контурных кривых, величины натяга профильных неподвижных, неразборных соединений с равноосным контуром. Работоспособность и надежность РК-профильных соединений с натягом определяется их прочностью, т.е. способностью элементов сопротивляться их относительному смещению в процессе эксплуатации. В целях определения работоспособности РК-профильного соединения с натягом по критерию прочности необходимо вычислять напряжения и деформации, возникающие во втулке с РКпрофильным отверстием от действия РК-профильного вала, установленного в ступицу с натягом. В статье рассмотрена методика проведения экспериментальных исследований методом тензометрии для оценки влияния конструктивных параметров и внешних нагрузок на напряженно - деформированное состояние деталей соединения. По результатам исследований были составлены таблицы сравнительных характеристик рекомендуемых типов посадок с натягом для РК-3 профильных соединений, а также рекомендуемых посадок с натягом при соответствующих значениях n РК-3 профильных соединений вал-ступица применительно к зубчатым передачам.

polygon profile shaftpolygon profile openinginterference fitstructural parametersРК-профильный валРК-профильное отверстиенатягконструктивные параметрыGrigorieva O.A. Tehnologicheskoe obespechenie prochnosti profil’nyh nepodvizhnyh soedinenii uprogoplasticheskim deformirovaniem elementov soedineniya [Technological provision of strength of motionless profile connections by elasto-plastic deformation of elements of connection]. Cand. of Science in Engineering (Dissertation). Omsk: Ohm of GTU, 2004. (in Russ).Григорьева О.А. Технологическое обеспечение прочности профильных неподвижных соединений упругопластическим деформированием элементов соединения: дисс. … канд. техн. наук. Омск, 2004. 138 с.Ilinykh V.A. Raschet i vybor konstruktivnyh parametrov profil’nyh soedinenii s ravnoosnym konturom [Calculation and choice of structural parameters for profile connections with equiaxial contour]. Author’s thesis. … Cand.Tech.Sci. Moscow: MVTU publ., 1987. P. 10—15. (in Russ).Ильиных В.А. Расчет и выбор конструктивных параметров профильных соединений с равноосным контуром: автореф. дисс. … канд. техн. наук. М., 1987. С. 10-15.Rozhkova E.A. linIykh V.A. Sample fabrication and experimental stand development for testing RK-3 profile join toughness. Modern technologies. System analysis. Modeling. Scientific journal. Irkutsk: IrGUPS publ., 2011. No. 3(31). 246 p. (in Russ).Рожкова Е.А., Ильиных В.А. Изготовление образцов и разработка экспериментального стенда для испытания РК-3 профильного соединения на прочность // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. Иркутск: ИрГУПС, 2011. 3(31). 246 с.Rozhkova E.A., Ilinyh V.A. The calculation on toughness of rk-profile connection. Sovremennye tehnologii. Sistemnyj analiz. Modelirovanie. 2012. No. 2 (34). P. 17—21. (in Russ).Рожкова Е.А., Ильиных В.А. Расчет на прочность РК-3 профильных соединений с натягом // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2012. № 2 (34). С. 17-21.Rozhkova E.A., Ilinykh V.A. Eksperimental’nye issledovaniya RK-3 profil’nyh soedinenii s natyagom [Experimental studies of P-3 profile connections with interference fit]. Transport infrastructure of the Siberian region: Materials of the fourth All-Russian scientific and practical conference with the international participation, on May 13—17, 2013 Irkutsk: In 2 t. Irkutsk: IrGUPS publ., 2013. (in Russ).Рожкова Е.А., Ильиных В.А. Экспериментальные исследования РК-3 профильных соединений с натягом. Транспортная инфраструктура Сибирского региона / Материалы четвертой всеросс. науч.-практ. конф. с междунар. участием, 13-17 мая 2013 г. Иркутск: ИрГУПС, 2013. T. 2. С. 349-352.Rozhkova E.A. Choosing design parameters of the profile connections with three-edged equiaxed shape for different working conditions. Systems. Methods. Technologies. Bratsk: BRGU, 2014. No. 1(21). P. 40—45. (in Russ).Рожкова Е.А. Выбор конструктивных параметров РК-3 профильных соединений для различных условий эксплуатации // Системы. Методы. Технологии. Братск: БрГУ, 2014. № 1(21). С. 40-45.Rozhkova E.A., Ilinykh V.A., Yarilov V.E. Analiz napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya vzaimodeistviya detalei RK-3 profil’nogo soedineniya s natyagom metodom konechnyh elementov (MKE) [Stress-strain state analysis of interaction of parts of P-3 profile connection with interference fit by finite element method (FEM)]. The messenger of SAMGUPS, Samara: SamGUPS publ., 2016. No. 4. P. 35—41. (in Russ).Рожкова Е.А., Ильиных В.А., Ярилов В.Е. Анализ напряженно-деформированного состояния взаимодействия деталей РК-3 профильного соединения с натягом методом конечных элементов (МКЭ) // Вестник СамГУПС. Самара: СамГУПС, 2016. № 4. С. 35-41.Tenzometriya v mashinostroenii [Strain-gauging in mechanical engineering]. Handbook. Under the editorship of Cand.Tech.Sci. R.A. Makarov. Moscow: Mechanical engineering publ., 1975. 288 p. (in Russ).Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие / под ред. канд. техн. наук Р.А. Макарова. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.