Влияние погрешностей изготовления планетарной передачи и деформативности ее элементов на распределение нагрузок в зонах их сопряжения

Многосателлитные планетарные передачи нашли широкое распространение в технике благодаря своим технико-экономическим показателям: высокой несущей способности при небольших габаритных размерах и массе, малым потерям мощности на трение и хорошим виброакустическим характеристикам. Для обеспечения равномерного распределения нагрузки в зацеплениях колес таких передач их солнечная шестерня соединена с ведущим валом посредством зубчатой муфты, а сателлиты расположены на сферических подшипниках. Однако при ограниченном радиальном размере передачи невозможно подобрать подшипник сателлита требуемой нагрузочной способности. Расположение же сателлита на двух подшипниках ведет к неравномерному распределению нагрузки по ширине его венца, поэтому сателлит целесообразно выполнить в виде двух зубчатых колес, установленных с помощью сферических подшипников на одной оси. Тогда нагрузка распределяется по ширине каждого венца сателлита равномерно, а по отдельным венцам неравномерно. В связи с этим важной задачей является исследование рациональной конструкции планетарной передачи, в которой щека водила расположена между рядами сателлитов, что позволяет повысить деформативность оси и сопрягаемой с ней щеки водила, а также в значительной степени компенсировать неизбежные погрешности механизма и отрицательное влияние деформации кручения солнечной шестерни на распределение нагрузки по венцам сателлита и на технико-экономические показатели привода. При решении задачи ось сателлита в местах ее сопряжения со щекой водила рассматривалась как балка на упругом основании. Таким образом, определен закон распределения нагрузки по толщине щеки, оказывающий большое влияние на податливость оси и распределение нагрузки в зацеплениях колес. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по венцам двухрядного сателлита определялся из решения уравнений совместности перемещений, включающих в себя податливость элементов передачи (солнечной шестерни, зубьев колес, оси и подшипников сателлита, щеки водила) и начальное неприлегание зубьев. Для определения напряжений в зоне сопряжения оси сателлита со щекой водила использовалась компьютерная модель этого узла, позволяющая осуществить его расчет на прочность.

Литература

[1] Syzrantsev V.N., Golofast S.L. Drives of Pipelines Block Valve based on the Pan Precess Gear. Global journal of researches in engineering, 2014, vol. 14, no. 2, pp. 15–17.

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

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

[4] Singh A. Epicyclic load sharing map–development and validation. Mechanism and machine theory, 2011, pp. 632–646.

[5] Kraynev A., Salamandra K., Raghavan M. Synthesis of the Two-Stream Transmissions. Power Transmissions Proceedings of the 4th International Conference, Sinaia, Romania, June 20–23, 2012, pp. 335–345.

[6] Kahraman A., Ligata H., Singh A. Influence of ring gear rim thickness on planetary gear set behavior. Journal of Mechanical Design, Transactions of the ASME, 2010, vol. 132, is. 2, pp. 0210021–0210028.

[7] 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, p. 071002.

[8] Плеханов Ф.И. Деформативность элементов планетарной передачи и ее влияние на распределение нагрузки в зацеплениях колес. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2015, № 3, c. 43–49.

[9] Нахатакян Ф.Г. Аналитическое определение контактной податливости роликовых подшипников. Приводы и компоненты машин, 2013, № 5, c. 21–22.

[10] Черменский О.Н., Федотов Н.Н. Подшипники качения. Справочник-каталог. Москва, Машиностроение, 2003. 575 с.