Кинематический анализ планетарной передачи с овальными зубчатыми колесами

Механические передачи с некруглыми зубчатыми колесами вызывают интерес исследователей, изобретателей и инженеров благодаря компактности и реализации широкого спектра передаточных функций. Выполнен кинематический анализ планетарной передачи с овальными зубчатыми колесами, которая в зависимости от их размеров позволяет получать различные виды движения выходного вала: возвратно-вращательное, прерывистое и одностороннее неравномерное вращательное. Предложена кинематическая модель механизма, определен закон движения в виде аналога скорости и функции положения выходного звена. Разработан экспериментальный стенд для планетарной передачи, на базе которого исследованы четыре варианта механизма с различными кинематическими параметрами. Построена функция положения путем измерения углов поворота входного и выходного валов механизма с помощью абсолютных энкодеров. Результаты статистического анализа ошибок измерения свидетельствуют об адекватности построенной кинематической модели, что позволяет ее использовать при динамических, силовых исследованиях и проектировании машин на базе предложенной планетарной передачи.
EDN: HZWKZJ, https://elibrary/hzwkzj

Литература

[1] Addomine M., Figliolini G., Pennestrì E. A landmark in the history of non-circular gears design: The mechanical masterpiece of Dondi’s astrarium. Mech. Mach. Theory, 2018, vol. 122, pp. 219–232, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.12.027

[2] Пожбелко В.И., Шагиахметов А.И., Ахметшин Н.И. Новый способ регулирования угла выстоя и классификация регулируемых зубчато-рычажных механизмов периодического поворота. Вестник ЮУрГУ. Сер. Машиностроение, 2005, № 1, с. 181–184.

[3] Тарабарин В.Б., Тарабарина З.И. Модели зубчатых передач с переменным передаточным отношением в коллекции МГТУ им. Н.Э. Баумана. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2014, № 12, с. 84–91, doi: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2014-12-84-91

[4] Zheng F., Hua L., Han X. et al. Synthesis of indexing mechanisms with non-circular gears. Mech. Mach. Theory, 2016, vol. 105, pp. 108–128, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2016.06.019

[5] Figliolini G., Angeles J. Synthesis of the base curves for N-lobed elliptical gears. J. Mech. Des., 2005, vol. 127, no. 5, pp. 997–1005, doi: https://doi.org/10.1115/1.1901707

[6] Ottaviano E., Mundo D., Danieli G.A. et al. Numerical and experimental analysis of non-circular gears and cam-follower systems as function generators. Mech. Mach. Theory, 2008, vol. 43, no. 8, pp. 996–1008, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2007.07.004

[7] Литвин Ф.Л. Некруглые зубчатые колеса. Москва, Ленинград, Машгиз, 1956. 312 с.

[8] Jang H.S., Lee C.H., Park G.Y. et al. Study on design of non-circular gears for speed control of the squid belly opening and gutting machine (SBOGM). Appl. Sci., 2021, vol. 11, no. 7, art. 3268, doi: https://doi.org/10.3390/app11073268

[9] Doege E., Hindersmann M. Optimized kinematics of mechanical presses with noncircular gears. CIRP Annals, 1997, vol. 46, no. 1, pp. 213–216, doi: https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)60811-7

[10] Doege E., Meinen J., Neumaier T. et al. Numerical design of a new forging press drive incorporating non-circular gears. Proc. Inst. Mech. Eng. B: J. Eng. Manuf., 2001, vol. 215, no. 4, pp. 465–471, doi: https://doi.org/10.1243/0954405011518430

[11] Prikhod’ko A.A. Kinematics of a two-stage transmission with elliptical gears for nonuniform motion. Russ. Eng. Res., 2022, vol. 42, no. 10, pp. 1033–1036, doi: https://doi.org/10.3103/S1068798X22100264

[12] Prikhodko A.A. Experimental kinematic analysis of an intermittent motion planetary mechanism with elliptical gears. J. Meas. Eng., 2020, vol. 8, no. 3, pp. 122–131, doi: https://doi.org/10.21595/jme.2020.21583

[13] Litvin F.L., Fuentes A. Gear geometry and applied theory. Cambridge University Press, 2004. 800 p.

[14] Киреев С.О., Ершов Ю.В., Падалко Н.А. Определение параметров центроид овальных шестерен. Известия высших учебных заведений. Северо-кавказский регион. Технические науки, 2009, № 6, с. 90–91.

[15] Бараш В.Я. Неопределенность и погрешность в современной метрологии. Законодательная и прикладная метрология, 2009, №. 5, с. 15–20.

[16] Hall B.D., White D.R. An introduction to measurement uncertainty. Measurement Standards Laboratory of New Zealand, 2020. 50 p.

[17] Possolo A., Meija J. Measurement uncertainty: a reintroduction. Montevideo, Sistema Interamericano de Metrologia, 2022. 107 p.