Розмір шрифту:
Експлуатаційні характеристики модифікованої моделі кривошипно-планетарного редуктора
Остання редакція: 2021-05-24
Анотація
Планетарні передачі широко використовуються у високонавантажених і відповідальних механічних приводах, в авіа- і суднобудуванні, де вони практично не мають альтернативи [1]. Одним з видів планетарних редукторів є кривошипно-планетарні редуктори, які є більш компактними, в них може бути реалізований широкий діапазон значень передатних відношень, вони характеризуються низьким рівнем шуму і вібрацій, мають високу навантажувальну здатність, тощо [2, 3]. Разом з тим такі редуктори не отримали до цього часу широкого розповсюдження через притаманні їм недоліки – низький ККД, високі вимоги до точності виготовлення деталей та якості їх збирання, нерівномірний крутний момент на вихідному валі. Тому актуальною проблемою залишається модифікація класичної конструкції кривошипно-планетарного редуктора з метою усунення зазначених вище недоліків чи покращення експлуатаційних показників редуктора в цілому.
Подана робота присвячена розробці альтернативного виконання кривошипно-планетарного редуктора та розрахунку його експлуатаційних характеристик. Запропонована модифікація полягає у зміні кута між ексцентриситетами вхідного валу, що, припускається, дозволить як вирівняти значення крутного моменту, так і збільшити кількість сателітів для збільшення навантажувальної здатності редуктора.
На першому етапі дослідження методом перетворення систем координат був отриманий аналітичний розв’язок задачі про розташування контактних отворів відносно зубчастого вінця на допоміжних сателітах за умови, що положення контактних отворів на основному (першому) сателіті є відомими. Був визначений кут повороту центрів отворів другого сателіту, що є визначальним для виконання умови збирання кривошипно-планетарного редуктора і залежить від кількості сателітів, куту повороту ексцентриситетів вхідного колінчастого валу, кількості зубців як сателітів, так і опорного зубчастого колеса.
На другому етапі з використанням принципу можливих переміщень будуть встановлені залежності контактних сил у циліндричних контактних парах [3] від куту повороту кривошипного валу та побудовані відповідні циклограми. За допомогою методів аналітичної геометрії будуть обчислені кути тиску у зазначених контактних парах, які впливають на значення ККД редуктора. На підставі отриманих результатів можуть бути розглянуті питання покращення експлуатаційних показників модифікованої версії кривошипно-планетарного редуктора через оптимізацію окремих його геометричних параметрів.
Подана робота присвячена розробці альтернативного виконання кривошипно-планетарного редуктора та розрахунку його експлуатаційних характеристик. Запропонована модифікація полягає у зміні кута між ексцентриситетами вхідного валу, що, припускається, дозволить як вирівняти значення крутного моменту, так і збільшити кількість сателітів для збільшення навантажувальної здатності редуктора.
На першому етапі дослідження методом перетворення систем координат був отриманий аналітичний розв’язок задачі про розташування контактних отворів відносно зубчастого вінця на допоміжних сателітах за умови, що положення контактних отворів на основному (першому) сателіті є відомими. Був визначений кут повороту центрів отворів другого сателіту, що є визначальним для виконання умови збирання кривошипно-планетарного редуктора і залежить від кількості сателітів, куту повороту ексцентриситетів вхідного колінчастого валу, кількості зубців як сателітів, так і опорного зубчастого колеса.
На другому етапі з використанням принципу можливих переміщень будуть встановлені залежності контактних сил у циліндричних контактних парах [3] від куту повороту кривошипного валу та побудовані відповідні циклограми. За допомогою методів аналітичної геометрії будуть обчислені кути тиску у зазначених контактних парах, які впливають на значення ККД редуктора. На підставі отриманих результатів можуть бути розглянуті питання покращення експлуатаційних показників модифікованої версії кривошипно-планетарного редуктора через оптимізацію окремих його геометричних параметрів.
Ключові слова
кривошипно-планетарний редуктор; модифікація; контактні сили; кут тиску; крутний момент; аналітичний розв’язок
Посилання
1. Планетарные передачи. Справочник / Под ред. В.Н. Кудрявцева и Ю.Н. Кирдяшева. – Л.: Машиностроение, 1977. – 536 с.
2. Macovei S., Doroftei I. An overview on internal geared mechanisms with small difference between teeth number // IOP Conf. Ser.: Mater Sci. Eng. – 2015. – Vol. 95. – P. 012053. DOI: 10.1088/1757-899X/95/1/012053
3. Янчевський І.В., Комада П., Стельмах Н.В., Литвиненко Д.М. Контактна задача для кривошипно-планетарного редуктора // Наукові вісті НТУУ КПІ. Сер. Приладобудування та інформаційно-вимірювальна техніка. – 2018. – № 1. – С. 73-80. DOI: 10.20535/1810-0546.2018.1.121166
2. Macovei S., Doroftei I. An overview on internal geared mechanisms with small difference between teeth number // IOP Conf. Ser.: Mater Sci. Eng. – 2015. – Vol. 95. – P. 012053. DOI: 10.1088/1757-899X/95/1/012053
3. Янчевський І.В., Комада П., Стельмах Н.В., Литвиненко Д.М. Контактна задача для кривошипно-планетарного редуктора // Наукові вісті НТУУ КПІ. Сер. Приладобудування та інформаційно-вимірювальна техніка. – 2018. – № 1. – С. 73-80. DOI: 10.20535/1810-0546.2018.1.121166