Порівняльний аналіз несучої здатності планетарних механізмів, утворених на базі двох простих планетарних механізмів Джеймса, за послідовною безконтурною і замкненою з одним контуром кінематичною схемою

Abstract

У статті представлена методика порівняльного аналізу несучої здатності планетарних механізмів різних кінематичних схем з використанням декількох програмних середовищ CAD/CAE. Для реалізації методики порівняльного аналізу були використані програмні середовища КОМПАС-3D і SolidWorks. У першому середовищі виконувалися розрахунки за методикою стандарту ГОСТ 21354-87. Початкові дані і результати розрахунків, виконані комплексом програм КОМПАС-GEARS, зберігаються у відповідних файлах. У другому середовищі створювалася параметрична 3D геометрична твердотільна модель кінематичної схеми планетарного механізму. По цій моделі визначалися такі характеристики зубчастих коліс, як маса і осьовий момент інерції. Ці характеристики використовуються для виконання оптимізаційних розрахунків маси і швидкодії проєктованого планетар ного механізму. Дослідження швидкодії планетарного механізму може бути проведене в SolidWorks Motion. Габаритні розміри моделі дозволяють конструктору виконати оцінку прийнятності заданим вимогам конструктивних обмежень на ці розміри. За методикою проведено дослідження придатності конструкцій зубчастих коліс, які були спроєктовані для замкнутого планетарного механізму в якості зубчастих коліс ступенів незамкнутого – послідовного безконтурного планетарного механізму. Замкнутий планетарний механізм утворений двома простими планетарними механізма ми Джеймса. Безконтурний планетарний механізм утворений послідовним з'єднанням тих самих простих планетарних механізмів. Досліджувалися два випадки навантаження зубчастих коліс для даної кінематичної схеми планетарного механізму.

The article presents a method for comparative analysis of the bearing capacity of planetary mechanisms of various kinematic schemes using several CAD/CAE software environments. To implement the method of comparative analysis, the KOMPAS-3D and SolidWorks software environments were used. In the first environment, calculations were performed according to the method of the GOST 21354-87 standard. The initial data and results of calculations performed by the KOMPAS-GEARS software package are stored in the appropriate files. In the second environment, a parametric 3D geometric solid model of the kinematic scheme of the planetary mechanism was created. According to this model, such characteristics of gears as mass and axial moment of inertia were determined. These characteristics are used to perform optimization calculations of the mass and speed of the designed planetary mechanism. The study of the speed of the planetary mechanism can be carried out in SolidWorks Motion. The overall dimensions of the model allow the designer to assess the acceptability of the design constraints for given dimensions to the specified requirements. According to the method, a study was made of the suitability of gear designs that were designed for a closed planetary mechanism as gears of an open-loop sequential planetary mechanism. The closed planetary gear is formed by two simple James planetary gears. The circuities planetary gear is formed by the series connection of the same simple planetary gears. Two cases of loading gears for a given kinematic scheme of the planetary mechanism were studied.