Экспериментальное исследование зазоров в зацеплениях планетарных передач

Рассмотрена проблема распределения нагрузок между сателлитами планетарных передач. Актуальность исследуемой проблемы заключается в повышении срока службы передач путем более равномерного распределения входного момента на все сателлиты. Исследованы модели трехсателлитных планетарных передач (редукторов), выпускаемых зарубежными компаниями Caterpillar, Komatsu и отечественной «Уралредуктор». Экспериментальным путем подтверждено отсутствие полного одновременного контакта между всеми зубчатыми колесами. Это свидетельствует о том, что работоспособность редукторов обеспечивают зазоры, введенные на этапе сборки. Ввиду неполного прилегания профилей зубьев колес предотвращается заклинивание. Полученные экспериментальные результаты соответствуют данным анализа подвижности, подтверждающим наличие избыточных связей в плоском движении. На основе результатов исследования разработан новый трехсателлитный планетарный редуктор с составным водилом, обеспечивающим переменное расстояние между некоторыми сателлитами, что способствует более равномерному распределению входного момента.
EDN: HZZTQV, https://elibrary/hzztqv

Литература

[1] Jelaska D.T. Gears and gear drives. Wiley, 2012. 464 p.

[2] Vullo V. Gears. Vol. 1. Geometric and kinematic design. Springer, 2020. 844 p., https://doi.org/10.1007/978-3-030-36502-8

[3] Glazunov V.A., Albagachiev A.Y., Erofeev M.N. et al. Development and investigation of a parallel-structure mechanism with toothed gears taking into account friction. J. Mach. Manuf. Reliab., 2022, vol. 51, no. 2, pp. 143–152, doi: https://doi.org/10.3103/S1052618822020042

[4] Laryushkin P., Antonov A., Fomin A. et al. Novel reconfigurable spherical parallel mechanisms with a circular rail. Robotics, 2022, vol. 11, no. 2, art. 30, doi: https://doi.org/10.3390/robotics11020030

[5] Fomin A., Antonov A., Glazunov V. Forward kinematic analysis of a rotary hexapod. In: ROMANSY 23 — Robot design, dynamics and control. Springer, 2021, pp. 486–494, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-58380-4_58

[6] Руденко Н.Ф. Планетарные передачи. Теория, расчет, применение и проектирование. Москва, Ленинград, Машгиз, 1947. 756 с.

[7] Chen Z., Shao Y. Dynamic features of planetary gear train with tooth errors. Proc. Inst. Mech. Eng. C J. Mech. Eng. Sci., 2015, vol. 229, no. 10, pp. 1769–1781, https://doi.org/10.1177/0954406214549503

[8] Li M., Xie L., Ding L. Load sharing analysis and reliability prediction for planetary gear train of helicopter. Mech. Mach. Theory, 2017, vol. 115, pp. 97–113, https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.05.001

[9] Jiang F., Ding K., He G. et al. Vibration fault features of planetary gear train with cracks under time-varying flexible transfer functions. Mech. Mach. Theory, 2021, vol. 158, art. 104237, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2020.104237

[10] Han H., Ma H., Tian H. et al. Sideband analysis of cracked planetary gear train considering output shaft radial assembly error. Mech. Syst. Signal Process., 2023, vol. 200, art. 110618, doi: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2023.110618

[11] Pan A.-X., Yang Z.-G. Cause analysis and countermeasure on premature failure of a driven gear for the high-speed train. Eng. Fail Anal., 2022, vol. 139, art. 106487, doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106487

[12] Liu X. Vibration modelling and fault evolution symptom analysis of a planetary gear train for sun gear wear status assessment. Mech. Syst. Signal Process., 2022, vol. 166, art. 108403, doi: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.108403

[13] Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. Москва, Машиностроение, 1966. 307 с.

[14] Дворников Л.Т., Герасимов С.П. Принципиальные проблемы многосателлитных планетарных зубчатых передач и возможные пути их разрешения. Фундаментальные исследования, 2017, № 12–1, с. 44–51.

[15] Герасимов С.П., Дворников Л.Т. Самоустанавливающийся трехсателлитный планетарный редуктор. Патент РФ 2541049. Заявл. 06.12.2013, опубл. 10.02.2015.