Создание самоустанавливающихся многосателлитных планетарных передач

Цель – выявление недостатков в работе многосателлитных планетарных редукторов и обоснование новых структур планетарных самоустанавливающихся механизмов, в которых возможна передача крутящего момента через все установленные сателлиты. Объектами исследования явились отечественный планетарный трехсателлитный редуктор МПЗ, установленный на магнитном сепараторе, предназначенном для мокрого разделения сильномагнитных руд и материалов на магнитные и немагнитные продукты, и планетарный редуктор особой структуры. Построение трехмерной модели классического трехсателлитного и одноподвижного самоустанавливающегося редукторов осуществлялось с помощью программного комплекса T – Flex в модуле «3D». Работоспособность механизмов оценивалась с точки зрения структурного анализа и формулы подвижности П.Л. Чебышева. На построенных трехмерных моделях изучен процесс зацепления классического трехсателлитного и одноподвижного самоустанавливающегося редуктора, отличающегося тем, что в нем помимо трех сателлитов дополнительно введены два рычага. При проведении исследования боковой зазор между парами зубьев сателлитов и центральных колес принят соответственно требованию ГОСТ 1643-81. Согласно проведенному анализу контактов при повороте центрального ведущего колеса на 30°, 110°, 200° и 310° доказано, что дальнейшее проектирование применяемых планетарных передач нецелесообразно в силу невозможности осуществления передачи мощности одновременно через все сателлиты. Установлено, что основным недостатком работы многосателлитных редукторов является требование к выбору бокового зазора, который должен обеспечить работоспособность передачи в момент передачи движения. Показано, что для создания многосателлитных одноподвижных самоустанавливающихся планетарных механизмов необходимо вводить в структуру дополнительные рычаги, количество которых должно равняться числу сателлитов. Таким образом, применение самоустанавливающихся планетарных передач дает возможность уменьшить габариты за счет равномерного распределения передаваемого крутящего момента, так как величина момента при расчете может быть уменьшена на число сателлитов, адаптироваться зубчатым колесам в условиях рабочего нагружения, что существенно улучшает работу всей машины или агрегата.

1. Дворников Л.Т., Герасимов С.П. Принципиальные проблемы многосателлитных планетарных зубчатых передач и возможные пути их разрешения // Фундаментальные исследования. 2017. № 12-1. С. 44–51. EDN: ZXPVQT.

2. Miladinović S., Gajević S., Stojanovic B., Milojević S. Optimization of Ravigneaux planetary gear set // Conference on Mechanical Engineering Technologies and Applications: 4th international scientific conference COMETa (Sarajevo, 27–30 November 2018). Sarajevo, 2018. P. 366–373.

3. Плеханов Ф.И., Грахов В.П., Сунцов А.С. Рациональные конструкции планетарных передач строительных и дорожных машин и их технико-экономические показатели // Механизация строительства. 2016. Т. 77. № 4. С. 22–25. EDN: VTYZKZ.

4. Веденеев С.А. Ошибки теории расчета планетарных передач // Портал научно-практических публикаций. Режим доступа: https://portalnp.snauka.ru/2016/03/3323 (дата обращения: 26.11.2023).

5. Плеханов Ф.И., Молчанов С.М. Вопросы проектирования высоконагруженной планетарной передачи с роликовым механизмом снятия движения // Интеллектуальные системы в производстве. 2012. № 2. С. 45–47. EDN: PJPJCJ.

6. Пивоваров А.О. Разработка конструкции планетарной передачи без избыточных связей // Фундаментальные исследования. 2013. № 6-3. С. 556–560. EDN: PZQFHB.

7. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т., Ткаченко В.Н. К вопросу проектирования планетарных передач // Современные методы проектирования машин: республиканский межведомственый сборник научных трудов: в 7 т. / под общ. ред. П.А. Витязя. Минск: Технопринт, 2004. Т. 3. Вып. 2. С. 42–43.

8. Дворников Л.Т., Жуков И.А Обоснование начал единой теории планетарных передач // Вестник машиностроения. 2022. № 3-1. С. 24–32.

9. Дворников Л.Т., Жуков И.А. Обоснования начал единой теории планетарных передач // Вестник машиностроения. 2022. № 3. С. 3–9. https://doi.org/10.36652/0042-4633-2022-3-3-9. EDN: NMBHMG.

10. Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. М.: Машиностроение, 1966. 307 с.

11. Руденко Н.Ф. Планетарные передачи. Теория, расчет, применение и проектирование. 3-е изд. испр. и доп. М.; Л.: Машгиз, 1947. 756 с.

12. Яглинский В.П., Гутыря С.С., Чанчин А.Н. Частотный анализ колебаний планетарного колесного редуктора // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого. 2015. № 2. С. 3–10. EDN: UAOMET.

13. Шеломов В.Б. Структурный синтез кинематических схем планетарных коробок передач // Теория механизмов и машин. 2010. Т. 8. № 15. С. 52–61. EDN: MOUFWL.

14. Алюшин Ю.А., Вержанский П.М. Кинематика планетарных передач // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № S16. С. 463–473. EDN: MDWYTJ.

15. Серебряков И.А., Гудимова Л.Н. Решение проблемы распределения сил по сателлитам в многосателлитных планетарных передачах // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: тр. Всерос. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Новокузнецк, 16–17 мая 2023 г.). Новокузнецк: Сибирский государственный индустриальный университет. 2023. С. 80–84. EDN: SSBVQK.

16. Абрамчук М.В. Рекомендации по организации контроля бокового зазора в зубчатых передачах // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2006. № 28. С. 206–210. EDN: JURYVX.

17. Дворников Л.Т., Жуков И.А. Принципиальные уточнения понятия перекрытия зацепления эвольвентных зубчатых передач // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2022. № 16. С. 37–45. https://doi.org/10.26160/2658-3305-2022-16-37-45.

18. Hu Yong, Talbot D., Kahraman A. A load distribution model for planetary gear sets. In: Proceedings of the ASME 2017 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference (Cleveland, 6–9 August 2017). Cleveland: ASME, 2017. Vol. 10. Р. DETC2017-68354; V010T11A008. https://doi.org/10.1115/DETC2017-68354.

19. Гудимова Л.Н., Серебряков И.А. Исследование плавности хода зубчатого одноподвижного плоского планетарного механизма при применении уравновешенной конструкции водила // Черные металлы. 2023. № 10. С. 49–54. https://doi.org/10.17580/chm.2023.10.08. EDN: FDRYXY.

20. Vullo V. Gear trains and planetary gears // Gears. Springer Series in Solid and Structural Mechanics. Cham: Springer, 2020. Vol. 10. P. 695–772. https://doi.org/10.1007/978-3-030-36502-8_13.