Investigation of Loading Distribution in Tooth Contact of Multi-Row Planetary Gears and Its Influence on Overall Economics of the Drive

Abstract

Ошим технико-экономическим показателям: высокой нагрузочной способности при небольших габаритах и массе, малым потерям мощности на трение, большому передаточному отношению в одной ступени. Существенным недостатком этих передач является неравномерность распределения нагрузки в зацеплениях колес, что вызвано неизбежными погрешностями изготовления и деформациями их звеньев. Однако податливость отдельных элементов передачи (осей и подшипников сателлитов, щек водила) способствует выравниванию нагрузки как по сателлитам, так и их рядам при многорядном исполнении механизма. В связи с этим важно установить степень влияния деформации элементов планетарной передачи на распределение нагрузки в зацеплениях колес и на такой важный технико-экономический показатель, как отношение массы к моменту на выходном валу. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по сателлитам определялся из решения системы уравнений совместности перемещений с учетом деформации щек водила, подшипников и осей сателлитов. Причем ось сателлита в местах ее сопряжения со щеками водила и кольцом подшипника качения рассматривалась как балка на упругом основании, а щеки водила выполнены с пазами для снижения их жесткости. Таким образом было установлено, что выполнение щек водила податливыми позволяет снизить коэффициент неравномерности распределения нагрузки по сателлитам на 8-11 %, что благоприятно сказывается на несущей способности привода и его массогабаритных показателях. При ограниченном радиальном размере передачи ее целесообразно выполнить многорядной. Однако в этом случае деформация кручения солнечной шестерни ведет к неравномерному распределению нагрузки по рядам сателлитов. Для предотвращения этого негативного явления предлагается водило выполнить с разными по ширине перемычками, размеры которых подобрать так, чтобы их деформация соответствовала деформации кручения шестерни. Таким образом, использование предложенных конструкций многопоточных планетарных передач при рациональном выборе их параметров позволяет существенно снизить неравномерность распределения нагрузки в зацеплениях колес и улучшить технико-экономические показатели привода.