Исследование распределения нагрузки по роликам планетарной передачи типа K-H-V
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-1-31-37Ключевые слова:
планетарная передача, ролик, механизм, коэффициент неравномерности распределения нагрузкиАннотация
Приведены результаты экспериментального исследования распределения нагрузки по роликам с учетом погрешностей изготовления планетарной передачи типа K-H-V.
Планетарные передачи типа K-H-V, по классификации Кудрявцева В. Н., имеют множество преимуществ по сравнению с аналогами, но их использование снижено из-за наличия механизма передачи момента. Конструкция планетарной передачи с роликовым механизмом передачи момента проще, чем с рычажным механизмом, и имеет более высокий КПД. Однако, несмотря на все преимущества роликовой планетарной передачи, она недостаточно широко представлена в опубликованных исследованиях.
Следует иметь в виду, что в процессе эксплуатации планетарной передачи типа K-H-V с роликовым механизмом передачи момента нагрузку воспринимает только половина роликов, другая половина работает на холостом ходу. При этом при увеличении числа роликов максимальная нагрузка на передаточный механизм может быть снижена. Также при определенном числе роликов снижается коэффициент неравномерности распределения нагрузки в зацеплениях передачи.
Неточности изготовления и сборки передачи могут привести к изменению соотношения между силами, оказывающими влияние на ролики и взаимодействующими с ними элементами механизма. Поэтому в аналитических зависимостях были учтены наиболее неблагоприятные в отношении распределения нагрузок случаи.
Дано описание экспериментальной установки, связанной с персональным компьютером. Установка предоставляет возможность менять угловую скорость вала электродвигателя, снимать и обрабатывать показания тензодатчиков с применением соответствующего программного комплекса. Исследовано влияние количества роликов на нагрузку в местах сопряжения звеньев механизма, определены наиболее оптимальные условия с точки зрения равнопрочности отдельных звеньев и осевого размера механизма. Полученные зависимости позволяют установить нагрузку, действующую на ролики эффективной планетарной передачи, и с достаточно высокой степенью точности осуществить расчет ее на прочность.Библиографические ссылки
Распределение нагрузки в зацеплениях колес рациональных конструкций планетарных передач и его влияние на технико-экономические показатели привода / Ф. И. Плеханов, Е. Ф. Вычужанина, И. А. Пушкарев, А. С. Сунцов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2017. № 2. С. 29–35.
Plekhanov F.I., Pushkarev I.A., Pushkareva T.A. Dynamics and strength of planetary gear with elements of increased flexibility at transient modes. 2020 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 709 044034. https://doi.org/10.1088/1757-899X/709/4/044034.
Plekhanov F., Goldfarb V. Rational designs of planetary transmission, geometry of gearing and strength parameters. Mechanisms and Machine Science, 2016, vol. 34, pp. 285-300. DOI: 10.1007/978-3-319-19740-1_13.
Plekhanov F.I. Influence of gear deformability in a planetary transmission on the load distribution in tooth engagement. Russian engineering research, 2015, vol. 35, no. 7, pp. 485-488. DOI: 10.3103/
S1068798X17120164.
Plekhanov F., Pushkarev A., Pushkarev I. Influence of layout features and parameters of planetary gear on its dynamics and strength characteristics. Mechanisms and Machine Science, 2018, vol. 51, pp. 481-494. DOI: 10.1007/978-3-319-60399-5.
Zhang A., Wei J., Qin D., Qin D. Analytical coupling characterization of multi-stage planetary gear free vibration considering flexible structure. Journal of Vibroengineering, 2017, vol. 19, is. 6. DOI: 10.21595/
jve.2017.17767.
Zhou W., Zuo Y., Zheng M. Analysis and Optimization of the Vibration and Noise of a Double Planetary Gear Power Coupling Mechanism. Shock and Vibration, 2018. DOI: 10.1155/2018/9048695.
Shao Y. The relationship between the engaging force of planetary gear train and the position correlated modal properties. The Journal of Engineering, 2019. DOI: 10.1049/joe.2018.8964.
Plekhanov F., Suntsov A., Molchanov S. Influence of planetary-gear structure on the load distribution. Russian Engineering Research, 2017, vol. 37, no. 12, pp. 1028-1032. DOI: 10.3103/S1068798X17120164.
Экспериментальное исследование динамических реакций в планетарных передачах с роликовым механизмом передачи момента / И. А. Пушкарев, Л. П. Перминов, И. В. Кузнецов, А. Э. Пушкарев // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 3. С. 26–32.
Сасковец К. В., Капитонов А. В., Лебедев М. В. Новые конструкции и методы оценки точности планетарных радиально-плунжерных передач // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П. О. Сухого. 2019. № 1 (76). С. 3–9.
Егоров О. В., Блинов Д. С., Носов А. С. Разработка беззазорной планетарной роликовинтовой передачи высокой точности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 5. С. 192–205.
Горгоц К. Г. Экспериментальное исследование распределения нагрузки между сателлитами в планетарных передачах типа 2К-Н с фиксированными центральными зубчатыми колёсами // Научно-технический вестник Поволжья. 2018. № 11. С. 122–125.
Овсянников А. В., Перминов Л. П., Главатских Г. Н. Исследование напряженно-деформированного состояния зубчато-роликовой передачи // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. Т. 19, № 3. С. 18–20.
Plekhanov F., Goldfarb V., Vychuzhanina E. Load distribution in meshing of planetary gearwheels and its influence on the technical and economic performance of the mechanism. Mechanisms and Machine Science, 2018, vol. 51, pp. 117-137. DOI: 10.1007/978-3-319-60399-5.
