Распределение нагрузки в зацеплениях колес многорядной планетарной передачи и его влияние на технико-экономические показатели механизма

При ограниченном радиальном размере планетарной передачи сложно расположить в сателлитах подшипники требуемой грузоподъемности, поэтому такие передачи обычно выполняют многорядными. Однако деформация кручения солнечной шестерни, имеющей в этом случае большую ширину, приводит к неравномерному распределению нагрузки по рядам сателлитов, что снижает эффект многопоточности передачи. В связи с этим исследование распределения нагрузки в зацеплениях колес и выработка мер, направленных на снижение ее неравномерности, являются актуальными задачами. К важным проблемам, требующим решения, относятся установление степени влияния параметров передачи на распределение нагрузки по рядам сателлитов, разработка рациональной конструкции водила и оптимизация параметров механизма. Для определения коэффициента неравномерности распределения нагрузки, вызванной деформацией солнечной шестерни, найдены углы ее кручения в сечениях, проходящих через плоскости симметрии венцов сателлитов, и составлена система уравнений совместности перемещений элементов передачи. Выполнение водила с разной шириной перемычек способствует выравниванию нагрузок в зацеплениях колес, поэтому размеры перемычек были подобраны так, чтобы их деформация соответствовала деформации кручения солнечной шестерни и изгибу осей сателлитов. Отношение массы передачи к моменту на выходном валу определено из расчета внешнего зацепления на прочность. Установлено, что при числе рядов сателлитов, равном трем и более, коэффициент неравномерности распределения нагрузки в зацеплениях колес недопустимо велик. Использование предложенной конструкции водила и выбор его рациональных параметров позволяют минимизировать указанную неравномерность, уменьшить массу передачи, а следовательно, и ее себестоимость.

Литература

[1] Плеханов Ф.И. Зубчатые планетарные передачи. Типы, основы кинематики, геометрии и расчета на прочность. Ижевск, Удмуртия, 2003. 200 с.

[2] Тимофеев Г.А., Самойлова М.В. Силовой расчет комбинированного планетарно-волнового механизма с генератором волн внешнего деформирования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2010, № 4, с. 17–22.

[3] Talbot D., Li.S., Kahraman A. Prediction of mechanical power loss of planet gear roller bearings under combined radial and moment loading. Journal of mechanical design, 2013, vol. 135, is. 12, article no. 121007.

[4] Kissling U., Dinner H. A procedure to determine the optimum flank line modification for planetary gear configurations. International gear conference, 26–24 august 2014, France, Lyon–Villeurbanne, pp. 65–76.

[5] Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы. Справочник. Москва, Машиностроение, 1991. 288 с.

[6] Плеханов Ф.И., Тонких А.С., Вычужанина Е.Ф. Особенности проектирования и технико-экономические показатели планетарных передач буровых установок. Нефтяное хозяйство, 2015, № 6, с. 44–46.

[7] Волков Г.Ю., Ратманов Э.В., Курасов Д.А. Адаптивная система коррекции погрешностей наклона зубьев в зубчатых передачах. Вестник машиностроения, 2013, № 3, с. 14–16.

[8] Parker R., Wu X. Parametric instability of planetary gears with elastic continuum ring gears. Journal of vibration and acoustics, 2012, vol. 134, is. 4, article no. 041011.

[9] Boduski B., Kahraman A., Nishino T. A new method to measure planet load sharing and sun gear radial orbits of planetary gear sets. Journal of mechanical design, 2012, vol. 134, is. 7, article no. 071002.

[10] Плеханов Ф.И., Плеханов А.Д. Многорядная планетарная передача. Пат. 2581222 РФ, МПК F16H 1/32, 2015, Бюл. № 30.

[11] Talbot D., Kahraman A., Singh A. An experimental investigation of the efficiency of planetary gear sets. Journal of mechanical design, 2012, vol. 134, is. 2, article no. 021003.