Исследование напряженно-деформированного состояния оси сателлита многопоточной планетарной передачи

Планетарные передачи при многопоточном (многосателлитном) исполнении обладают высокой нагрузочной способностью. Однако неизбежные погрешности их изготовления приводят к неравномерному распределению нагрузки в зацеплениях колес. Деформация элементов планетарной передачи (особенно оси сателлита) способствует выравниванию нагрузки, но при неблагоприятных значениях параметров передачи может привести к появлению недопустимо больших напряжений и выходу из строя оси и сопрягаемых с ней деталей. В связи с этим важно установить влияние деформации оси сателлита на распределение нагрузки и напряжений в зонах ее сопряжения со щекой водила и кольцом подшипника. Приведены результаты исследования напряженно-деформированного состояния оси сателлита планетарной передачи с учетом податливости сопрягаемых с ней элементов (щеки водила и кольца подшипника). Рассмотрена многосателлитная конструкция планетарной передачи, в которой водило выполнено в виде двух щек, жестко соединенных между собой перемычками. Задача о напряженно-деформированном состоянии решена с помощью дифференциальных уравнений изогнутой оси сателлита, представленной в виде балки на упругом основании. Полученные выражения и выполненные по ним расчеты позволяют определить коэффициенты неравномерности распределения нагрузки и напряжений в зонах сопряжения оси сателлита с элементами планетарной передачи и спроектировать ее рационально.
EDN: EXXEAH, https://elibrary/exxeah

Литература

[1] Drewniak I., Kopek I., Zawislak S. Kinematical and efficiency analysis of planetary gear trains by means of various graph-based approaches. In: Theory and practice of gearing and transmissions. Springer, 2016, pp. 263–284, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-19740-1_12

[2] Sondkar P., Kahraman A. A dynamic model of a double-helical planetary gear set. Mech. Mach. Theory, 2013, vol. 70, pp. 157–174, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2013.07.005

[3] Тимофеев Г.А., Панюхин В.В., Сащенко Д.В. Исследование самотормозящихся планетарных передач с одновенцовыми сателлитами. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2020, № 4, с. 44–50, doi: https://doi.org/10.31857/S0235711920040148

[4] Kahraman A., Ding H. A methodology to predict surface wear of planetary gears under dynamic conditions. Mech. Based Des. Struct. Mach., 2010, vol. 38, no. 4, pp. 493–515, doi: https://doi.org/10.1080/15397734.2010.501312

[5] Сидоров П.Г., Пашин А.А., Плясов А.В. Многопоточные зубчатые передачи: структура, образование, кинематические и силовые взаимосвязи, классификация и перспективы применения. Приводная техника, 2010, № 4, с. 25–30.

[6] Грабский А.А., Плеханов Ф.И., Грабская Е.П. и др. Обоснование стратегии совершенствования конструкции и параметров многосателлитной планетарной передачи горной машин. Горный журнал, 2022, № 3, с. 54–57, doi: https://doi.org/10.17580/gzh.2022.03.08

[7] Inalpolat M., Kahraman A. A theoretical and experimental investigation of modulation sidebands of planetary gear sets. J. Sound Vib., 2009, vol. 323, no. 3–5, pp. 677–696, doi: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2009.01.004

[8] Плеханов Ф.И., Овсянников А.В., Сунцов А.С. и др. Многосателлитная планетарная передача. Патент РФ 2799777. Заявл. 27.03.2023, опубл. 11.07.2023.

[9] Гончаров Ю.А., Баранова И.А. Рациональное проектирование планетарных передач. Вестник машиностроения, 2019, № 7, с. 3–7.

[10] Кудрявцев В.Н., Кирдяшев Ю.Н., Гинзбург Е.Г. Планетарные передачи. Ленинград, Машиностроение, 1977. 536 с.

[11] Plekhanov F.I., Goldfarb V.I., Vychuzhanina E.F. Load distribution in meshing of planetary gearwheels and its influence on the technical and economic performance of the mechanism. In: Advanced gear engineering. Springer, 2018, pp. 117–137, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-60399-5_6

[12] Дворников Л.Т., Жуков И.А. Обоснования начал единой теории планетарных передач. Вестник машиностроения, 2022, № 3, с. 3–9.

[13] Boguski B., Kahraman A., Nishino T. A new method to measure planet load sharing and sun gear radial orbit of planetary gear sets. J. Mech. Des., 2012, vol. 134, no. 7, art. 071002, doi: https://doi.org/10.1115/1.4006827

[14] Плеханов Ф.И., Вычужанина Е.Ф. Исследование податливости элементов рациональной конструкции многосателлитной планетарной передачи и ее влияния на распределение нагрузки по потокам мощности. Вестник машиностроения, 2020, № 11, с. 3–7, doi: https://doi.org/10.36652/0042-4633-2020-11-3-7

[15] Plekhanov F.I., Molchanov S.M., Suntsov A.S. Study of Influence of element deformation and manufacturing errors of an epicyclic gear train on the load distribution among satellites. Russ. Engin. Res., 2024, vol. 44, no. 4, pp. 493–497, doi: https://doi.org/10.3103/S1068798X24700643