Напряженно-деформированное состояние неэвольвентного зуба колеса планетарной передачи

Аннотация

Многосателлитные планетарные передачи широко распространены в приводной технике благодаря высокой нагрузочной способности и хорошим массогабаритным характеристикам. Конструкции таких передач предусматривают наличие солнечной шестерни и центрального колеса с внутренними зубьями и толщиной обода не ниже трех модулей, установленного неподвижно в корпусе планетарного механизма. В созданных в ИжГТУ имени М. Т. Калашникова передачах неподвижное центральное колесо выполнено в виде барабана с неэвольвентными зубьями-перемычками, что позволяет уменьшить радиальный размер передачи на толщину обода колеса. Кроме того, повышенная податливость зубьев-перемычек положительно сказывается на распределении нагрузки в зацеплениях колес. Однако они имеют более низкую изгибную прочность, нежели стандартные эвольвентные зубья, так как радиус кривизны переходной кривой неэвольвентного профиля оказывается близким к нулю. Для определения напряжения изгиба зуба-перемычки в месте его заделки в обод колеса элемент обода представлен в виде балки на упругом основании, для которого составлено уравнение связи силовых факторов и деформаций изгиба и сдвига. Полученное дифференциальное уравнение напряженно-деформированного состояния решалось аналитическим методом Эйлера. Из выполненных расчетов следует, что напряжения в основании зуба-перемычки существенно больше напряжений в основании эвольвентного зуба. В связи с этим колеса с неэвольвентными зубьями-перемычками целесообразно использовать в сравнительно малонагруженных планетарных передачах, рассчитанных на длительный срок службы, несущая способность которых лимитируется контактной прочностью зубьев колес.