10.14489/hb.2026.04.pp.021-027

2026, 04 апрель (April)

DOI: 10.14489/hb.2026.04.pp.021-027

Волков Г. Ю., Алексеева Ю. В.
МОДИФИКАЦИЯ ПРОФИЛЕЙ ЦЕНТРАЛЬНЫХ КОЛЕС ПЛАНЕТАРНОГО МЕХАНИЗМА С ПЛАВАЮЩИМИ САТЕЛЛИТАМИ ПО ЦЕНТРОИДНОМУ ШАГУ
(c. 21-27)

Аннотация. Работа направлена на совершенствование объемных пневмомашин (компрессоров и вакуумных насосов), построенных на базе планетарного механизма с некруглыми зубчатыми колесами и плавающими сателлитами. Целью данной статьи является исследование возможностей и разработка методических подходов к управлению параметрами планетарных пневмомашин в результате использования переменного центроидного шага их зубчатых колес. При синтезе контуров зубчатых венцов использованы аналитические решения и методы машинной графики. Установлено, что варьирование центроидного шага солнечной шестерни и эпицикла при сохранении их «правильного» зацепления с сателлитом возможно до 10 – 15 %. Предложена методика расчета контуров некруглых зубчатых колес планетарного механизма с переменным центроидным шагом. Эта методика будет использована для повышения степени сжатия среды в рабочих камерах компрессоров и вакуумных насосов.

Ключевые слова: объемная пневматическая машина; планетарный механизм; некруглые зубчатые колеса; плавающие сателлиты; переменный центроидный шаг; геометрическая степень сжатия.

Volkov G. Yu., Alekseeva Yu. V.
MODIFICATION OF THE PROFILES OF THE CENTRAL WHEELS OF THE PLANETARY MECHANISM WITH FLOATING SATELLITES ACCORDING TO THE CENTROID PITCH
(pp. 21-27)

Abstract. This work aims to improve positive displacement pneumatic machines (compressors and vacuum pumps) based on a planetary mechanism with non-circular gears and floating planet gears. The purpose of this article is to explore the capabilities and develop methodological approaches to controlling the parameters of planetary pneumatic machines by using variable centroid pitch of their gears. Analytical solutions and computer graphics methods were used to synthesize the gear ring contours. It was established that the centroid pitch of the sun gear and epicycle can be varied by up to 10 – 15 % while maintaining proper engagement with the planet gear. A method for calculating the contours of non-circular gears in a planetary mechanism with variable centroid pitch is proposed. This method will be used to increase the compression ratio of the medium in the working chambers of compressors and vacuum pumps.

Keywords: Volumetric pneumatic machine; Planetary mechanism; Non-circular gears; Floating satellites; Variable centroid pitch; Geometric compression ratio.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Г. Ю. Волков, Ю. В. Алексеева (Курганский государственный университет, Курган, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

G. Yu. Volkov, Yu. V. Alekseeva (Kurgan State University, Kurgan, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Ding H. Application of non-circular planetary Gear mechanism in the Gear Pump. // Adv. Mater. Res. 2012; Vols. 591–593. P. 2139–2142.
2. Biao Zhang, Shikuan Song, Chenghu Jing, and Dong Xiang. Displacement Prediction and Optimization of a Non-Circular Planetary Gear Hydraulic Motor // Advances in Mechanical Engineering 2021, Vol. 13(11). P. 1–13. DOI: 10.1177/16878140211062690
3. Sliwinski P. Theoretical background of the operating parameters of the satellite working mechanism of the hydraulic positive displacement machine // Archives of Civil and Mech. Eng. 2026. Vol. 26. P. 369–380.
4. Ан И-Кан. Синтез, геометрические и прочностные расчеты планетарных механизмов с некруглыми зубчатыми колесами роторных гидромашин: автореф. дисc. ... д-ра техн. наук. Томск, 2001. 35 с.
5. Ан И-Кан. Синтез центроид планетарной передачи с некруглыми колесами // Механика и машиностроение: сб. тр. ТПУ. Томск: ТПУ, 2000. С. 288–290.
6. Алексеева Ю. В. Контроль и коррекция параметров зацепления некруглых зубчатых колес в процессе их графоаналитического синтеза // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2025. Т. 26, № 2. С. 83–87. DOI: 10.36652/0202-3350-2025-26-2-83-87
7. Волков Г. Ю., Курасов Д. А., Горбунов М. В. Инженерный метод геометрического синтеза планетарного механизма роторной гидромашины // Вестник машиностроения. 2017. № 10. С. 10–15.
8. Волков Г. Ю., Смирнов В. В., Горбунов М. В. Методика геометрического расчета и профилирования зубчатых венцов планетарной роторной гидромашины // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2018. № 9. С. 32–37.
9. Волков Г. Ю., Алексеева Ю. В. Особенности задачи синтеза некруглых зубчатых колес планетарных механизмов с плавающими сателлитами // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2024. № 9(774). С. 10–18.

Eng

1. Ding, H. (2012). Application of non-circular planetary gear mechanism in the gear pump. Advanced Materials Research, 591–593, 2139–2142.
2. Zhang, B., Song, S., Jing, C., & Xiang, D. (2021). Displacement prediction and optimization of a non-circular planetary gear hydraulic motor. Advances in Mechanical Engineering, 13(11), 1–13. https://doi.org/10.1177/16878140211062690
3. Sliwinski, P. (2026). Theoretical background of the operating parameters of the satellite working mechanism of the hydraulic positive displacement machine. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 26, 369–380.
4. An, I-K. (2001). Synthesis, geometric and strength calculations of planetary mechanisms with non-circular gears for rotary hydraulic machines [Abstract of Doctoral dissertation]. Tomsk Polytechnic University. [in Russian language].
5. An, I-K. (2000). Synthesis of centroids of planetary gear trains with non-circular gears. In Mechanics and machine building: Proceedings of Tomsk Polytechnic University (pp. 288–290). Tomsk Polytechnic University. [in Russian language].
6. Alekseeva, Yu. V. (2025). Control and correction of non-circular gear meshing parameters in the process of their graph-analytical synthesis. Sborka v mashinostroenii, priborostroenii, 26(2), 83–87. [in Russian language]. https://doi.org/10.36652/0202-3350-2025-26-2-83-87
7. Volkov, G. Yu., Kurasov, D. A., & Gorbunov, M. V. (2017). Engineering method for geometric synthesis of a planetary mechanism of a rotary hydraulic machine. Vestnik mashinostroeniya, (10), 10–15. [in Russian language].
8. Volkov, G. Yu., Smirnov, V. V., & Gorbunov, M. V. (2018). Methodology for geometric calculation and profiling of gear rims of a planetary rotary hydraulic machine. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal s prilozheniem, (9), 32–37. [in Russian language].
9. Volkov, G. Yu., & Alekseeva, Yu. V. (2024). Features of the problem of synthesis of non-circular gears of planetary mechanisms with floating satellites. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Mashinostroenie, (9), 10–18. [in Russian language]. https://doi.org/10.18698/0536-1044-2024-9-10-18

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/hb.2026.04.pp.021-027

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-spravochnik-inzhenernyy-zhurnal

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/hb.2026.04.pp.021-027

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-spravochnik-inzhenernyy-zhurnal

Please specify the article DOI in the order comments.