Structural Analysis of a Planetary Gear Mechanism with Two Floating Links

Abstract

Проектирование современных механизмов и машин-очень сложный и многогранный процесс. Одним из его первых этапов является структурный анализ механизмов, за ним следует кинематический, динамический, кинетостатический и др. Современное машиностроение ставит перед учеными такие задачи, для решения которых необходимо создавать принципиально новые и сложные пространственные механизмы. При этом многие механизмы имеют избыточные связи, вызывающие у разработчиков большие проблемы. Они требуют большой точности изготовления многих деталей, что значительно повышает стоимость машины, а иногда делает ее сборку невозможной. Избыточные связи снижают нагрузочную способность и КПД машины, увеличивают ее габаритные размеры и массу. Поэтому создание механизмов машин без избыточных связей является предметом внимания многих исследователей. Проведен структурный анализ планетарного механизма методом графов, позволяющим формализовать его структурную модель, используя теорию графов, и исследовать ее. Ключевые слова: структурный анализ, планетарный механизм, избыточные связи, метод графов. Design of modern mechanisms and machines is a very complex and multifaceted process. One of the first steps in this process is structural analysis of mechanisms, followed by kinematic, dynamic, kinetostatic and other types of analyses. In modern mechanical engineering, designers are faced with tasks that require creating fundamentally new and complex 3D mechanisms. At the same time, numerous mechanisms have redundant links that cause considerable problems to engineers. These mechanisms involve manufacturing high-precision parts that increases the cost of the machine and, occasionally, makes machine assembly impossible. Redundant links reduce bearing capacity and efficiency of the machine, and increase its dimensions and weight. Therefore, the problem of creating machines without redundant links draws attention of a large number of engineers. The authors conducted a structural analysis of a planetary gear mechanism using the method of graphs, which made it possible to formalize and study the structural model based on the theory of graphs.