Материал: Бурлака, Кучеренко, Мазоренко, Тищенко, Основы теории механизмов и машин
Раздел 6. Многозвенные зубчатые механизмы. |
225 |
однорядной. Коэффициент полезного действия этих передач достаточно высок, но практические диапазоны передаточных отношений ограничены по величине и определяются габаритами редуктора и конструктивными соображениями.
В таблице 6.1 приведены принятые в практике проектирования диапазоны передаточных отношений однорядного планетарного редуктора при различных включениях.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.1. |
Схема включения |
|
Передаточное |
|
|
Диапазон |
|||||
входноевыходноеопорное |
|
отношение |
|
|
изменения |
|||||
1 |
Н |
3 |
U |
3 |
1 z |
z |
|
|
2,3÷9 |
|
|
|
|
|
1,H |
|
3 |
1 |
|
|
|
Н |
1 |
3 |
U |
3 |
z |
z |
z |
|
0,11÷0,445 |
|
|
|
|
|
H,1 |
1 |
1 |
3 |
|
|
|
3 |
Н |
1 |
U |
1 |
1 z |
z |
|
|
1,12÷1,78 |
|
|
|
|
|
3,H |
|
1 |
3 |
|
|
|
Н |
3 |
1 |
U |
1 |
z |
z |
z |
|
|
0,56÷0,9 |
|
|
|
|
H,3 |
3 |
1 |
3 |
|
|
|
Из таблицы видно, что однорядный планетарный редуктор перекрывает с разрывами передаточные отношения от 0,11 до 9 (выпадают передаточные отношения в диапазонах от 0,9 до 1,12 и от 1,78 до 2,3).
Несмотря на то, что передаточное отношение однорядного планетарного редуктора находится на уровне передаточного отношения двухступенчатого редуктора с неподвижными осями вращения зубчатых колес, планетарный редуктор имеет свои преимущества.
Обычно в реальном планетарном редукторе устанавливают k симметрично расположенных сателлитов (рис. 6.9).
226 |
|
Лекция 12 |
|
Н |
2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
3 |
|
|
|
k 2 |
k 3 |
k 4 |
k 5 |
Рис. 6.9.
С точки зрения кинематического анализа (определения передаточного отношения) достаточно учесть только один сателлит, так как остальные являются пассивными в кинематическом отношении.
При передаче крутящего момента в ступенчатом механизме все усилие передается одним зубом, который в данный момент находится в зацеплении на колесе. В планетарном редукторе усилие на зуб зубчатого колеса уменьшается в k раз, так как на каждом сателлите в зацеплении находится по одному зубу. Поскольку усилие между зубьями уменьшается, то, следовательно, можно уменьшить толщину зуба (модуль зубчатого колеса). В результате, уменьшаются габариты механизма (особенно осевые), разгружаются подшипники центральных колес, улучшается уравновешивание водила, уменьшается вес механизма.
Поэтому планетарные редукторы, как правило, устанавливают на тех участках передач, где крутящий момент максимальный.
В заключение необходимо отметить, что рассмотренная схема планетарного редуктора, вследствие ее простоты, наиболее широко используется в зубчатых механизмах трансмиссий сельскохозяйственных машин.
Более сложные схемы двухрядных планетарных механизмов образуются путем применения спаренных сателлитов.
Раздел 6. Многозвенные зубчатые механизмы. |
227 |
На рис. 6.10 приведена схема планетарного механизма, которая во многом повторяет ранее рассмотренную однорядную схему.
2 |
А |
3 |
|
||
|
|
2 |
|
|
Н |
|
1 |
|
Рис. 6.10. |
||
2 |
А |
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
Рис. 6.11. |
|
Однако, в этом механизме сателлит представляет собой два зубчатых колеса 2 и 2 , жестко насаженных на один вал. Колесо 2 находится в зацеплении с входным колесом 1, а колесо 2 – с опорным колесом 3. Выходное звено – водило
Н .
Обращенный механизм (рис. 6.11) является ступенчатым зубчатым механизмом, в котором колеса 1, 2 образуют внешнее зацепление, а колеса 2 , 3 внутреннее. Согласно формуле (6.11) его передаточное отношение от колеса 1 на колесо 3 равно:
U1,3Н |
1 1 |
z2 z3 |
. (6.31) |
|
|||
|
|
z1 z2 |
|
Тогда для планетарного редуктора получим (6.21):
U1,3H |
1 U1,3H |
1 |
z2 z3 |
.(6.32) |
|
||||
|
|
|
z1 z2 |
|
Нужно отметить, что передаточное отношение данного механизма положительное. Его характеристики во многом подобны однорядному планетарному редуктору, но диапазон возможных передаточных отношений больше
2 U1,3H 15 .
228Лекция 12
Впланетарном редукторе (рис. 6.10) сателлит входит в одно внешнее зацепление и в одно внутреннее. На рис. 6.12,а,в показаны модификации двухрядного планетарного редуктора, спаренный сателлит которого
входит |
или |
в |
два |
внешних |
зацепления |
(рис. 6.12,а) или в два внутренних (рис. 6.12,в). |
|
||||
2 |
А |
2 |
2 |
А |
2 |
|
Н |
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
а) б)
2 |
3 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
Н |
|
2 |
|
|
|
1 |
|
1 |
в) г)
Рис. 6.12.
Обращенные механизмы в обеих модификациях представляет собой ступенчатые зубчатые механизмы, в которых обе ступени образуют или внешнее зацепление (рис. 6.12,б) или внутреннее (рис. 6.12,г). Передаточное отношение обращенных механизмов от колеса 1 на колесо 3 будет одинаковым для обеих схем:
U |
Н |
|
z2 z3 |
. |
(6.33) |
1,3 |
|
||||
|
|
z1 z2 |
|
||
Тогда передаточное отношение этих планетарных редукторов будет равно:
U1,3H |
1 U1,3H |
1 |
z2 z3 |
. |
(6.34) |
|
|||||
|
|
|
z1 z2 |
|
|
Раздел 6. Многозвенные зубчатые механизмы. |
229 |
Из формулы (6.34) следует, что можно подобрать такие числа зубьев, при которых передаточное отношение
U |
3 |
будет |
мало отличаться |
|
от нуля. |
Например, при |
||||||||||
|
1,H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z3 101, z2 |
99, |
z2 z1 100: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
U |
Н |
|
z2 |
z3 |
|
|
99 101 |
|
9999 |
; |
|
||
|
|
|
|
1,3 |
|
z1 |
z2 |
100 100 |
10000 |
|
|
|||||
|
|
|
U1,3H |
1 U1,3H |
1 |
9999 |
|
1 |
. |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10000 |
10000 |
|
|||||
Однако механизм с указанным числом зубьев при входном колесе 1 практически не может быть приведен в движение вследствие самоторможения. При входном звене
– водиле Н , движение возможно, но с очень низким коэффициентом полезного действия.
Поэтому, несмотря на возможность получения очень больших или очень малых передаточных отношений, планетарные редукторы по этим схемам применяются только в маломощных передачах. Обычно входным звеном является водило, а передаточные
отношения UH3,1 выбираются в пределах от 30 до 100 (в
редких случаях до 1500). Преимущество отдается схеме с внутренним зацеплением (рис. 6.12,в), как имеющей несколько больший коэффициент полезного действия.