Вынужденные колебания планетарных передач с элементами повышенной податливости

И А Пушкарев

doi:10.22213/2413-1172-2021-4-102-108

Авторы

И. А. Пушкарев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-4-102-108

Ключевые слова:

планетарная передача, податливость элементов, динамика, колебания

Аннотация

В статье продолжается исследование динамики планетарных передач с элементами повышенной податливости. Основой для расчетной схемы и исходных уравнений является полученная ранее система девяти дифференциальных уравнений динамики планетарного механизма. В обобщенных силах учтены момент двигателя, момент, обусловленный кручением упругого вала солнечной шестерни; упругие силы в зацеплении колес и в осях сателлитов. Допускается, что скорость водила постоянна. Жесткость оси сателлита в тангенциальном направлении значительно превышает жесткость оси в радиальном направлении, поэтому перемещение в тангенциальном направлении отсутствует. Момент двигателя изменяется по гармоническому закону. В этом случае вынужденные колебания солнечной шестерни и сателлита можно рассматривать отдельно от вынужденных колебаний сателлита в радиальном направлении вследствие податливости оси сателлита. Построены амплитудно-частотные характеристики этих колебаний. Характеристики колебательных процессов выражены через массогабаритные, кинематические и прочностные параметры планетарной передачи с учетом податливости ее элементов. Исследовано влияние относительной высоты сечения податливой оси, передаточного отношения механизма и модуля зацепления на амплитуду вынужденных колебаний и положение резонансной области. Сделаны выводы о пределах изменения указанных параметров и их влияния на конструкцию планетарных передач.

Биография автора

И. А. Пушкарев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант

Библиографические ссылки

Bostan I., Dulgheru V., Ciobanu R. Elaboration and research of planetary precessional multiplier type k-h-v. Proc. 7th International Conference on Advanced Concepts in Mechanical Engineering, 2016, p. 012002. DOI: 10.1088/1757-899X/147/1/012002.

Trubachev E., Savelyeva T., Pushkareva T. Practice of designe and production of worm gears with localized contact. Mechanisms and Machine Science, 2018, vol. 51, pp. 327-343. DOI: 10.1007/978-3-319-60399-5.

Wehrle E., Palomba I., Vidoni R. In-Operation Structural Modification of Planetary Gear Sets Using Design Optimization Methods. Proc. 4th IFToMM Symposium on Mechanism Design for Robotics (January 2019), pp. 395-405. DOI: 10.1007/978-3-030-00365-4_47.

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., Vychuzhanina E.F., Pushkarev I.A., Suntsov A.S. [Investigation of loading distribution in tooth contact of multi-row planetary gears and its influence on overall economics of the drive]. Vestnik IzhGTU imeni M. T. Kalashnikova, 2017, vol. 20, no. 2, pp. 29-35 (in Russ.). DOI: 10.22213/2413-1172-2017-2-29-35.

Plekhanov F.I., Kuznetsov V.S. Deformability of elements of planetary transmission. Russian Engineering Research, 2010, vol. 30, no. 6, pp. 557-560. DOI: 10.3103_s1068798x10060055.

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.I. Deformability of units of a planetary gear and its effect on load distribution in gear meshes. Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2015, vol. 44, no. 3, pp. 227-231. DOI: 10.3103/S1068798X17120164.

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.

Plekhanov F.I., Ovsyannikov A.V. Load capacity of planetary transmission with internal gear engagemen. Russian Engineering Research, 2011, vol. 31, no. 9, pp. 825-827. DOI: 10.3103/S1068798X11090218.

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, October 2017, 19 (6). DOI: 10.21595/ jve.2017.17767.

Nikolic-Stanojevic V., Dolicanin C., Veljovic L. A new model of the fractional order dynamics of the planetary gears. Mathematical Problems in Engineering, 2013, vol. 2013, pp. 932150. DOI: 10.1115/1.4002392.

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 (2):1-13. November 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, October 2018. DOI: 10.1049/joe.2018.8964.

Li S., Wu Q., Zhang Z. Bifurcation and chaos analysis of multistage planetary gear train. Nonlinear Dynamics, January 2014, 75(1-2). DOI: 10.1007/s11071-013-1060-z.

Batinic V.J. Planetary gear dynamic response to mesh. Vojnotehnicki glasnik, 2013, vol. 61, no. 1, pp. 58-68. DOI: 10.5937/vojtehg61-2006.

Grabsky A.A., Plekhanov F.I., Kantovich L.I., Pushkarev I.A. [Loading and deformability of multi-satellite planetary gear trains of mine shovels]. Gornyi zhurnal, 2018, no. 4, pp. 82-86 (in Russ.). DOI: 10.17580/gzh.2018.04.15.

Pushkarev I.A. [Modeling of dynamics of planetary gears with elements of the increased flexibility]. Vestnik IzhGTU imeni M. T. Kalashnikova, 2018, vol. 21, no. 2, pp. 43-48 (in Russ.). DOI: 10.22213/2413-1172-2018-2-43-48.

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.

Plekhanov F.I., Suntsov A.S., Molchanov S.M. Influence of planetary-gear structure on the load distribution. Russian Engineering Research, 2017, vol. 37, no. 12, pp. 1028-1032. DOI: 10.3103/S1068798X17120164.