Теоретическая оценка коэффициента полезного действия сферической шариковой передачи, работающей в мультипликаторном режиме

Рассмотрены вопросы создания мультипликаторов для ветрогенераторов средней мощности. Предложена принципиальная кинематическая схема мультипликаторного механизма на основе сферической шариковой передачи. В процессе работы передачи сателлит совершает сферическое движение, а установленные на нем в два ряда промежуточные тела качения перемещаются по беговым дорожкам ведущего вала и корпусной втулки. Исследованная передача позволяет реализовывать большие передаточные отношения и коэффициенты мультипликации скорости при малых габаритных размерах и массе соответственно. Разработан алгоритм теоретического определения среднего коэффициента полезного действия передачи в редукторном и мультипликаторном режимах в зависимости от ее геометрических параметров и коэффициентов трения. Исследовано влияние передачи коэффициента мультипликации, разницы чисел шариков в рядах сателлита и коэффициента трения на коэффициент полезного действия. В системе NX получены результаты компьютерного моделирования работы передачи, подтвердившие полученные теоретические зависимости.

Литература

[1] Shi W., Kim C.W., Chung C.W. et al. Dynamic model and analysis of a wind turbine drivetrain using the torsional dynamic model. Int. J. Precis. Eng. Manuf., 2013, vol. 14, no. 1, pp. 153–159, doi: https://doi.org/10.1007/s12541-013-0021-2

[2] Höhn B.-R. Future transmissions for wind turbines. In: Power transmissions. Springer, 2012, pp. 99–111, doi: https://doi.org/10.1007/978-94-007-6558-0_6

[3] Shankar N., Stanley D., Manikandan A.A. et al. Design and fabrication of horizontal axis wind turbine. Proc. Int. Conf. on Mechanical, Materials and Manufacturing Engineering, 2016, vol. 52, pp. 1–5.

[4] Jaliu C., Diaconescu D., Saulescu R. Speed multipliers for renewable energy systems — hydro and wind. RE&PQJ, 2008, vol. 1, no. 6, pp. 650–653, doi: http://dx.doi.org/10.24084/repqj06.398

[5] Bergula R., Jove J., Echarte J. Pure torque drivetrain design: a proven solution for increasing the wind turbine reliability. Brazil Windpower Conf. and Exhibition, 2014. URL: https://www.researchgate.net/publication/304247504_Pure_Torque_Drivetrain_Design_A_Proven_Solution_for_Increasing_the_Wind_Turbine_Reliability (дата обращения: 15.12.2022).

[6] Лустенков М.Е. Оценка технических характеристик мультипликаторов на основе передач с составными промежуточными телами качения. Вестник Белорусско-Российского университета, 2015, № 1, с. 15–22.

[7] Nam W.K., Shin J.W., Oh S.H. Design of thin plate-type speed reducers using balls for robots. J. Mech. Sci. Technol., 2013, vol. 27, no. 2, pp. 519–524, doi: https://doi.org/10.1007/s12206-012-1242-5

[8] Shibinskiy K.G., Efremenkov E.A., Galin N.E. Development of energy efficient mechatronic module for alternative energy. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 795, art. 012026, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/795/1/012026

[9] Jaliu C., Diaconescu D.V., Neagoe M. et al. Features of a cycloid speed increaser with double satellite gear for small mechatronic wind and hydro systems. RE&PQJ, 2009, vol. 1, no. 7, pp. 795–802, doi: https://doi.org/10.24084/repqj07.506

[10] Bostan I., Dulgheru V., Ciobanu R. Cinetostatic analysis of planetary precessional multiplier. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, vol. 514, art. 012026, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/514/1/012026

[11] Ciobanu R. Elaboration and research of planetary precessional multiplier. Meridian Ingineresc., 2011, no. 2, pp. 87–91.

[12] Bostan I. Planetary precessional transmissions: synthesis and generation technologies. In: Power transmissions. Springer, 2012, pp. 21–44, doi: https://doi.org/10.1007/978-94-007-6558-0_2

[13] Wang G., Li L., Guan H. et al. Modeling and simulation for nutation drive with rolling teeth. Adv. Mat. Res., 2012, vol. 538–541, pp. 470?473, doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.538-541.470

[14] Lustenkov M.E., Lustenkova E.S. Load capacity of spherical roller transmission with double-row pinion. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020, vol. 795, art. 012020, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/795/1/012020

[15] Кудрявцев В.Н., Кирдяшев Ю.Н., ред. Планетарные передачи. Ленинград, Машиностроение, 1977. 536 с.

[16] Лустенков М.Е. Определение КПД передач с составными промежуточными телами качения. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2014, № 6, с. 9–14, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2014-6-9-14