Stress-Strain State of Non-Involute Tooth of the Planetary Gearwheel

Abstract

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.

Strength Calculation of Planetary Gear Elements with Swinging Rollers of the Mechanism for Torque Absorption from the Satellite

“…Вышеуказанные показатели обеспечиваются в конструкциях планетарных передач с внутренним зацеплением колес и небольшой разницей в числе их зубьев [6][7][8][9][10][11]. Достаточно простыми и эффективными из них являются передачи с роликовыми механизмами снятия движения с сателлита, выполненные в виде дисков с отверстиями, в которых установлены ролики [12][13][14].…”