Details

Цель работы: является разработка практических рекомендаций по совершенствованию технологии изготовления спирально-конических зубчатых колес методом селективного лазерного плавления с использованием сетчатой структуры, Таким образом, масса зубчатых колес уменьшается на 40% при сохранении механических свойств, необходимых для выполнения требуемой работы. Образцы для испытаний на растяжение (согласно ГОСТ_1497_84, тип IV) были напечатаны (Использование трехмерной печатной машины 3DLAM) из порошка Ti-6Al-4V (мощность лазера 200 Вт, скорость сканирования 1200 мм/с, толщина слоя 30 мкм, расстояние между штриховками120 мм) и подвергнуты термообработке (при температуре 1050°c в атмосфере вакуума и выдержки в течение 2 часов), а затем провели стандартный испытания на растяжение (использовался тестер на растяжение Zwick Z100/SN5A) для получения свойств материала при растяжении, которые могут быть использованы при моделировании с использованием программы Ansys. Десять различных форм ячеек сетчатой структуры (Cube - bcc - bcc.z- bcc.xyz- f2cc- f2cc.z- f2cc.xyz- f2bcc- f2bcc.z- f2bcc.xyz) были изучены и смоделированы с использованием свойств материала, полученных ранее и с использованием программы Ansys, а затем выбрана наилучшая форма ячейки сетки (f2bcc.z), которая может выдержать различные силы, действующие на шестерню. зубчатое колесо и ведущая шестерня спроектированы (цельная и с сетчатой структурой) с помощью программы solidworks, затем выполнен сборочный чертеж и сохранен в формате (stp) для моделирования в Ansys. Были проведены статические и динамические испытания зубчатых колес (цельных и с сетчатой прослойкой), и оказалось, что значительного снижения механических свойств и возможности механических колес выдерживать все напряжения и крутящие моменты, которые будут приложены, не произошло, несмотря на уменьшение их массы на 47%. В ходе изучения и анализа предыдущей конструкции было установлено, что благодаря использованию технологии СЛП для печати зубчатых колес с сетчатой структурой можно уменьшить массу зубчатого колеса почти  на 47% и тем самым повысить его эффективность и улучшить эксплуатационные характеристики содержащих его редукторов.

Purpose of work: is the development of practical recommendations for improving the technology of manufacturing spiral bevel gears by selective laser melting with the use of lattice structure, Thus, the mass of gears is reduced by 40% while maintaining the mechanical properties necessary to perform the required work. Specimens for tensile tests (according to GOST_1497_84, type IV) were printed (Using 3DLAM 3D printing machine) from Ti-6Al-4V powder (laser power 200 W, scanning speed 1200 mm/s, layer thickness 30 μm, hatch spacing120 mm) and heat-treated (at 1050°c in vacuum atmosphere and held for 2 hours), and then performed a standard tensile test (Zwick Z100/SN5A tensile tester was used) to obtain the tensile properties of the material, which can be used in modelling using Ansys software. Ten different lattice structure cell shapes (Cube - bcc - bcc.z- bcc.xyz- f2cc- f2cc.z- f2cc.xyz- f2bcc- f2bcc.z- f2bcc.xyz) were studied and modelled using the material properties obtained earlier and using Ansys software, and then the best lattice cell shape (f2bcc.z) that can withstand the different forces acting on the gear was selected. the gear  and pinion are designed (solid and lattice structure) using solidworks, then an assembly drawing  saved in (stp) format for modelling in Ansys. Static and dynamic tests were carried out on the gears (solid and with lattice interlayer) and it turned out that there was no significant decrease in the mechanical properties and the possibility of mechanical gears to withstand all the stresses and torques that will be applied, despite a decrease in their mass by 47%. Through the study and analysis of the previous design, it was found that by using SLP technology to print lattice gears, it was possible to reduce the weight of the gear by nearly 47%, thereby increasing its efficiency and improving the performance of the gearboxes containing it.