Белорусская научная школа «Зубчатые передачи»

Формирование научного направления «Зубчатые передачи» в Беларуси, очевидно, датировано выходом в свет в 1960 году монографии [1] и последующих изданий [2, 3]. Одним из авторов этих публикаций был профессор Игорь Сергеевич Цитович, который фактически создал школу белорусских «зубчатников», являясь в 1945–1971 г.г. преподавателем, заведующим кафедрой «Автомобили» Белорусского политехнического института (БПИ, ныне – Белорусский национальный технический университет – БНТУ), директором и заместителем директора по науке в 1971–1985 г.г. Института надежности и долговечности машин Академии наук БССР (ИНДМАШ АН БССР, в настоящее время – Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси (ОИМ НАН Беларуси). Эта информация приведена в недавно вышедшей статье 2025 года [4], посвященной сайту «ogears».

Наиболее информативным источником по тематике «Зубчатые передачи», развиваемой в Беларуси, является монография [5], в которой представлены практически все научные и учебные организации в Беларуси, участвующие в указанных исследованиях. Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси (далее ОИМ), авторы В.Б. Альгин, В.Е. Антонюк, В.Л. Басинюк, А.И. Гоман, Н.Н. Ишин, Е.И. Мардосевич, С.П. Руденко, А.С. Скороходов; Белорусский национальный технический университет (далее БНТУ), автор М.М. Кане; Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого НАН Беларуси (далее ИММС), авторы А.Т. Кудинов, А.И. Свириденок*, В.Е. Старжинский, С.В. Шилько; Белорусско-Российский университет (далее БРУ), авторы П.Н. Громыко, А.М. Даньков, М.Е. Лустенков, А.Е. Науменко, С.Н. Хатетовский; Брестский государственный технический университет (далее БрГТУ), автор А.В. Драган.

Англоязычный читатель может ознакомиться с основными положениями данной монографии по источнику [6].

Для полноты сведений о вкладе белорусской школы зубчатых передач в мировую «копилку» знаний по данному направлению, упомянем здесь учебное пособие [7] и монографию [8], в подготовке которых принимали участие белорусские авторы с обзорами и результатами собственных исследований (авторы из Беларуси составили от 50 [7] до 73 % [8] авторских коллективов), а также монографии [9, 10], подготовленные авторами из ОИМа, в которых рассматриваются вопросы комплексного обеспечения качества проектирования и изготовления зубчатых передач [9]; расчета и проектирования трансмиссий мобильных машин на основе созданного комплекса ресурсно-функциональных моделей [10].

Как отмечено выше, основополагающим стало создание в 1960 году научной школы И.С. Цитовича (1917–1985 г.г.) по направлению «Надежность машин». В 1980 году в ОИМе сформировалось направление «Вибродиагностика технических систем», которое возглавил О.В. Берестнев [11], а в 2007 году оба направления интегрировались в научную школу «Надежность технических сложных изделий», которой в период 2014 – 2020 г.г. руководил В.Б. Альгин. История и современное состояние этой школы подробно описаны в главе 1 упомянутой монографии [5].

Этапы становления и развития металлополимерных зубчатых передач и зубчатых колес из полимерных композитов представлены в главах 2 и 3 [5] авторами из ИММС НАН Беларуси. Подтверждением дальнейшего развития тематики зубчатых колес из полимерных материалов явились публикации [12–14], в которых обсуждаются вопросы совершенствования методики расчета и технологии производства таких зубчатых колес (Старжинский В.Е., Шилько С.В.).

В разделе 2 монографии [5] изложены отдельные аспекты обеспечения качества зубчатых передач при проектировании и изготовлении: особенности проектирования и оценки нагруженности зубчатых колес планетарных передач (В.Е. Антонюк), обеспечение сопротивления усталости поверхностно-упрочненных зубчатых колес (С.П. Руденко), технологическое обеспечение качества высоконагруженных зубчатых колес (М.М. Кане).

Раздел 3 монографии [5] посвящен проблеме вибромониторинга, контроля и испытания зубчатых передач. Направление «Мониторинг качества, технического состояния и остаточного ресурса зубчатых передач мобильных машин на стадиях изготовления, сборки и эксплуатации» возглавляет Н.Н. Ишин, начальник НТЦ «Карьерная техника» (ОИМ) [14].

Авторами отдельных глав этого раздела являются сотрудники ОИМ (А.М. Гоман, А.С. Скороходов, глава 7; В.Е. Антонюк, глава 9; В.Л. Басинюк, Е.И. Мардосевич, глава 10), а также А.В. Драган (БрГТУ), автор главы 8 «Оценка качества зубчатых передач на основе анализа кинематической погрешности».

Особенности проектирования передач нестандартных типов (с промежуточными телами качения, прецессионных и планетарных с плавно регулируемым передаточным отношением), разрабатываемых в БРУ, рассмотрены в разделе 4 [5].

Результаты исследований передач с промежуточными телами качения представлены в монографии [16] и статьях [17, 18].

В главе 12 [5] рассматриваются вопросы проектирования, компьютерного моделирования и внедрения прецессионных передач. Подробную информацию о передачах данного типа можно получить из источника [19].

В главе 13 представлено складывающееся в соответствии с законами развития технических систем научное направление по созданию и исследованию зубчатых передач с плавно регулируемым передаточным отношением. В ней описана концепция, вариант конструкции и основы расчета на прочность зубчатой планетарной плавнорегулируемой передачи, созданной на основе описанных в [20, 21] условий и принципов и получившей дальнейшее развитие в [22].

Актуальные разработки, востребованные в производстве зубчатых передач потенциальными заказчиками, обозначены ниже, в том числе:

– повышение рабочих характеристик планетарных зубчатых передач на основе автоматизированного двухпрофильного контроля (селективная сборка) (ОИМ);

– технология и контроль высокоскоростных зубчатых передач скоростного железнодорожного транспорта (ОИМ);

– технология стабилизации зубчатых колес автоматических коробок передач (ОИМ);

– методы расчета зубчатых колес из полимерных композитов на прочность и износостойкость (ИММС).

Список источников:

  1. Цитович И.С. Расчет по предельным состояниям валов, шестерен и подшипников автомобиля / И.С. Цитович. – Минск : БПИ, 1960. – 122 с.
  2.  Цитович И.С. Зубчатые колеса автомобилей и тракторов : проектирование и расчет / И.С. Цитович, В.А. Вавуло, Б.Н. Хваль. – Минск : Изд-во Мин-ва высш., ср., проф. образования БССР. – 1962. – 396 с.
  3. Цитович И.С. Основы синтеза планетарных и гидромеханических передач / И.С. Цитович. – Минск : Изд-во Мин-ва высш., ср., проф. образования БССР, 1963. – 44 с.
  4. Старжинский В.Е., Шилько С.В., Ишин Н.Н. Белорусская научная школа «Зубчатые передачи» / Механика машин, механизмов и материалов. – 2025. – № 1 (70). – С. 80-83. DOI: https://doi.org/10.46864/1995–0470–2025–1–70–80–83.
  5. Альгин В.Б., Антонюк В.Е., Басинюк В.Л., Гоман А.М., Громыко П.Н., Даньков А.М., Драган А.В., Ишин Н.Н., Кане М.М., Кудинов А.Т., Лустенков М.Е., Мардосевич Е.И., Науменко А.Е., Руденко С.П., Свириденок А.И., Скороходов А.С., Старжинский В.Е., Хатетовский С.Н., Шилько С.В. Зубчатые передачи и трансмиссии в Беларуси: проектирование, технология, оценка свойств / под общ. ред. В.Б. Альгина, В.Е. Старжинского. – Минск: Беларуская навука, 2017. – 406 с.
  6. Paddubka S., Algin V., Starzhinsky V., Shil’ko S. Development of mechanism and machine science in Belarus by an example of gears and gear transmissions // KOD 2018 IOP Publishing Conf. Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 393. – 012043 doi:10.1088/1757–899X/393/1/012043.
  7. Технология производства и методы обеспечения качества зубчатых колес и передач. Учебное пособие / Под общей ред. В.Е. Старжинского и М.М. Кане. – СПб.: Профессия, 2007. – 832 с.
  8. Старжинский В.Е., Шалобаев Е.В., Шилько С.В., Антонюк В.Е., Басинюк В.Л., Благодарный В.М., Гольдфарб В.И., Капелевич А.Л., Мардосевич Е.И., Тимофеев Б.П., Ткачев А.А. Элементы привода приборов: расчет, конструирование, технологии. Научное издание / Под общей ред. член-корр. НАН Беларуси Ю.М. Плескачевского – Минск: Беларуская навука, 2012. – 769 с.
  9. Зубчатые передачи. Нормативно-методическое обеспечение точности зубчатых передач на этапе проектирования / В.Е. Антонюк [и др.]. – Минск: Беларуская навука, 2016. – 251 с. – ISBN 978-985-08-1989-5.
  10. Альгин В.Б., Поддубко С.Н. Ресурсная механика трансмиссий мобильных машин. – Минск : Беларуская навука, 2019. – 549с. – ISBN 978-985-08-2395-3.
  11. Цитович И.С. Пути повышения надежности машин / И.С. Цитович, О.В. Берестнев. – Минск : Наука и техника, 1979. – 88 с.
  12. Старжинский В.Е., Шилько С.В., Шалобаев Е.В. Технология производства зубчатых колес из термопластичных полимерных материалов (обзор) // Полимерные материалы и технологии. – 2018. – Т. 4, № 2. – С. 6–31.
  13. Starzhinsky Viktor E., Shilko Sergey V., Shalobaev Evgeniy V., Rackov M. Polymer gears: design, technology, application (review). Зубчатые колеса из пластмасс: расчет, технология, применение (обзор) // VIII Белор. конгресс по теор. и прикл. механике «МЕХАНИКА–2019», Минск, 18–20 сент. 2019 г. Акт. вопросы машиноведения. Сб. научн. тр., вып. 8, Минск: ОИМ НАН Беларуси. – 2019. – С. 195–198.
  14. Starzhinsky V., Shil’ko S., Shalobaev E., Rackov M., Algin V., Dubrovskii V. Plastic gears: State-of-the-art design and technology (review) // Int. Scientific J. Machines. Technologies. Materials. – 2020. – Year XIV, Issue 3. – Pp. 100–105. Web ISSN 1314–507X; Print ISSN 1313–0226. https://stumejournals.com/journals/mtm/2020/3/100.
  15. Ишин H.H. Динамика и вибромониторинг зубчатых передач / Минск : Беларуская навука, 2013. – 432 с. – ISBN 978-985-08-1577-4/
  16. Лустенков, М. Е. Планетарные шариковые передачи цилиндрического типа: монография / М. Е. Лустенков, Д. М. Макаревич. – Могилев: Бел.-Рос. ун-т, 2005. – 123 с.
  17. Lustenkov, М.Е. Strength calculations for cylindrical transmissions with compound intermediate rolling elements / M.E. Lustenkov // Int. J. of Mechanisms and Robotic Systems – 2015. – Vol.2. – No.2. – pp. 111–121.
  18. Лустенков M. E. Ключ для демонтажа ведущих колес грузовых автомобилей ЗИЛ и ГАЗ // Автомобильная промышленность. – 2003. – №5. – С. 24–25.
  19. Прецессионные редуцирующие механизмы для приводных устройств различного назначения / П.Н. Громыко [и др.]; под общ. ред. П.Н. Громыко. – Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2013. – 273 с.
  20. Даньков А.М. Сборка и регулировка основных модификаций плавнорегулируемой зубчатой передачи / А.М. Даньков // Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2005. – № 10. – С. 38–43.
  21. Даньков А.М. Три принципа в основе конструкции зубчатой планетарной плавнорегулируемой передачи, обеспечивающие ее потребительские свойства / А.М. Даньков // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2020. – № 4 (68). – С. 65–74.
  22. Даньков А.М. Беззазорное зацепление зубьев сателлита и центрального зубчатого колеса планетарной плавнорегулируемой передачи: особенности, достоинства и недостатки / А.М. Даньков // «Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова». – 2017. – Т. 20, № 1. – С. 27–34.

Информация предоставлена профессором Шилько С.В и профессором Старжинским В.Е.

Белорусская научная школа "Зубчатые передачи"