Визначення якісних та навантажувальних показників передачі з HCR зачепленням при його застосуванні в елементах трансмісій існуючих машин

Abstract

Стаття присвячена оцінці застосування евольвентного прямозубого зубчастого зачеплення з підвищеним коефіцієнтом перекриття (HCR зачеплення) у колісному планетарному редукторі трактора Т-150К, який є аналогічним бортовій передачі гусеничного трактора Т-150. Головним критерієм при проєктуванні нових зубчастих коліс з HCR зачепленням є отримання коефіцієнта перекриття більше 2,03. Враховуючи, що завдання полягає в заміні існуючих зубчастих коліс планетарного редуктора на нові, такі параметри як міжосьова відстань, ширини вінців зубчастих коліс та кількість сателітів були незмінними. Допускалася зміна передавального числа нового планетарного редуктора в межах 3% порівняно з базовим, проте в першу чергу розглядалися комбінації зубчастих коліс планетарної передачі, у якої цей параметр був максимально близький до існуючого. Розглядалися передачі з декількома стандартними модулями, які з одного боку дозволяють реалізувати коефіцієнт перекриття більше 2,03, а з іншого боку згинальні напруження в корені зубця не перевищать межу плинності матеріалу. Всі розрахунки проводилися у програмному пакеті KISSsoft, який дає комплексну оцінку якісних та міцністних показників планетарної передачі з урахуванням одночасної роботи всіх сателітів та пружної деформації зубців. У якісних показниках оцінюватимуться коефіцієнт перекриття, питоме ковзання та товщина вершин зубців всіх зубчастих коліс з метою недопущення загострення. Показники міцності будуть представлені графіками контактних тисків у парах «сонячна шестерня-сателіт» та «сателіт-епіцикл» і згинальними напруженнями для всіх зубчастих коліс. Всі результати розрахунків порівнювалися з аналогічними у існуючої передачі з метою визначення доцільності застосування HCR зачеплення в представленому колісному редукторі.

The article is devoted to the evaluation of the use of an involute spur gear with an increased overlap ratio (HCR engagement) in the wheel planetary gearbox of the T-150K tractor, which is similar to the on-board transmission of the T-150 crawler tractor. The main criterion for the design of new gears with HCR engagement is to obtain an overlap ratio greater than 2.03. Given that the task is to replace the existing gears of the planetary gearbox with new ones, such parameters as the center distance, the widths of the crowns of the gears and the number of satellites were unchanged. It was allowed to change the gear ratio of the new planetary gearbox within 3% compared to the basic one, but first of all, combinations of gear wheels of the planetary gear were considered, in which this parameter was as close as possible to the existing one. Transmissions with several standard modules were considered, which, on the one hand, allow to realize an overlap ratio of more than 2.03, and on the other hand, the bending stresses in the root of the tooth will not exceed the yield strength of the material. All calculations were carried out in the KISSsoft software package, which provides a comprehensive assessment of the quality and strength indicators of the planetary transmission, taking into account the simultaneous operation of all satellites and the elastic deformation of the teeth. In the qualitative indicators, the overlap ratio, specific slip and thickness of the tops of the teeth of all gears will be evaluated in order to prevent sharpening. Strength indicators will be presented by graphs of contact pressures in "solar gear-satellite" and "satellite-epicycle" pairs and bending stresses in all gears. All the results of the calculations were compared with those of the existing transmission in order to determine the feasibility of using the HCR clutch in the presented wheel gearbox.