Влияние параметров планетарной передачи с внутренними зацеплениями колес на ее технико-экономические показатели
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-2-46-52Ключевые слова:
планетарная передача, нагрузочная способность, коэффициент полезного действияАннотация
Конструкции зубчатой планетарной передачи, содержащей эксцентриковое водило, один-два сателлита и неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, отличающиеся роликовым исполнением механизма снятия движения с сателлитов, обладают высокой нагрузочной способностью и высоким коэффициентом полезного действия при большом передаточном отношении в одной ступени (конструкции защищены патентами на изобретения). Для оптимизации параметров указанных планетарных механизмов и улучшения их технико-экономических показателей получена зависимость, определяющая соотношение между допускаемыми нагрузками в зацеплении колес, соответствующими контактной и изгибной прочности зубьев, от их числа и передаточного отношения. Установлено, что при больших передаточных отношениях (более 17) нагрузочная способность передач этого типа лимитируется изгибной прочностью зубьев колес. На основании этого определялся допускаемый момент на выходном валу передачи и отношение его к объему неподвижного центрального колеса, от которого зависят масса и объем передачи в целом. Показано, что наибольшей нагрузочной способностью при заданном передаточном отношении и объеме неподвижного центрального колеса (следовательно, и объеме передачи в целом) обладает планетарная передача с разницей чисел зубьев сателлита и центрального колеса, равной единице. Коэффициент полезного действия (КПД) планетарной передачи с роликовым исполнением механизма снятия движения с сателлитов определялся экспериментальным путем на специально созданной установке, содержащей электромагнитное нагружающее устройство и тензометрические датчики крутящего момента (при рациональных параметрах передачи, ее передаточном отношении, не превышающем 60, и наиболее распространенной степени точности изготовления (7-8) КПД равен 85…90 %). КПД аналогичной передачи с традиционным цевочным механизмом снятия движения с сателлитов примерно на 5 % ниже КПД зубчато-роликовой передачи. С ростом передаточного отношения КПД зубчато-роликовой планетарной передачи изменяется так же, как и КПД традиционной передачи (падает).Библиографические ссылки
Сызранцев В. Н., Пазяк А. А Прецессирующая передача для приводов запорной арматуры нефтегазопроводов и редукторных вставок насосов для добычи тяжелых нефтей // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. № 2. С. 15-27.
Volkov G., Kurasov D. Planetary Rotor Hydraulic Machinewith Two Central Gearwheels Having Similar Tooth Number. Mechanisms and Machine Science, 51. Springer International Publ. Switzerland, 2018, pp. 289-303.
Drewniak J., Kądziołka T., Zawiślak S. Kinematics of Bevel Biplanetary Gear. Mechanisms and Machine Science, 51. Springer International Publ. Switzerland, 2018, pp. 435-446.
Исследование нагруженности и деформативности элементов многосателлитной планетарной передачи карьерного комбайна / Ф. И. Плеханов, А. А. Грабский, Л. И. Кантович, И. А. Пушкарев // Горный журнал. 2018. № 4. С. 82-86.
Плеханов Ф. И., Грахов В. П. Совершенствование конструкции и параметров привода запорной трубопроводной арматуры // Нефтяное хозяйство. 2019. № 4. С. 110-112.
Sondkar P., Kahraman A. A Dynamic Model of a Double-helical Planetary Gear Set. Mechanism and Machine Theory, 70. Springer International Publ. Switzerland, 2013, pp. 157-174.
Синицына Ю. В. Исследование влияния точности изготовления на надежность планетарно-цевочного редуктора // Известия вузов. Машиностроение. 2020. № 9. С. 19-23.
Приходько А. А. Силовой анализ планетарного механизма возвратно-вращательного движения с эллиптическими зубчатыми колесами // Вестник машиностроения. 2021. № 2. С. 14-18.
Ражиков В. Н., Беляев А. Н. Методика ускоренных ресурсных испытаний планетарной зубчатой передачи k-h-v, работающей с небольшой частотой вращения // Вестник машиностроения. 2017. № 1. С. 40-43.
Ермолаев М. М., Захаров М. Н. Экспериментальная проверка методик расчета распределения сил в планетарно-цевочных редукторах // Вестник машиностроения. 2020. № 12. С. 12-15.
An I-Kan. Force distribution within a KHV planetary mechanism. Russian Engineering Research, 2016, vol. 36, no. 8, pp. 640-642.
Кудрявцев В. Н. Планетарные передачи. М. ; Л. : Машиностроение, 1986. 307 с.
Plekhanov F.I., Goldfarb V.I. Rational Designs of Planetary Transmissions, Geometry of Gearing and Strength Parameters. Theory and Practice of Gearing and Transmissions. Mechanisms and Machine, 34. Springer International Publ. Switzerland, 2016, pp. 285-300.
Goldfarb V.I., Plehanov F.I., Vychuzhanina E.F. Load Distribution in Meshing of Planetary Gearweels and Its Influence on the Technical and Economic Performance of the Mechanism. Mechanisms and Machine Science, 51. Springer International Publ. Switzerland, 2018, pp. 117-137.
Drewniak I., Kopek I., Zawislak S. Kinematical and Efficiency Analysis of Planetary Gear Trains by Means of Various Graph-Based Approaches. Theory and Practice of Gearing and Transmissions. Mechanisms and Machine, 34. Springer International Publ. Switzerland, 2016, pp. 263-284.
