Раздел 6. Многозвенные зубчатые механизмы. |
235 |
зацеплении с колесом 3, которое в свою очередь в зацеплении с колесом 5, то передаточное отношение обращенного механизма равно:
U |
H |
U |
H U |
H |
|
z3 |
|
z5 |
|
z5 |
. (6.39) |
||
4,5 |
3,5 |
|
z |
|
|||||||||
|
|
4,3 |
|
z |
4 |
|
|
z |
4 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|||
Так как z4 z5, то:
U4,5H |
1. |
(6.40) |
Знак минус поставлен потому, что стрелки а и b колес 4 и 5 (рис. 6.16) не совпадают по направлению.
Окончательно из формулы (6.38) получим: |
|
||
|
4 5 |
. |
(6.41) |
|
|||
2 |
H |
|
|
|
|
||
Таким образом, если колеса автомобиля движутся по прямолинейным траекториям 4 5 , то получим:
4 5 Н ,
т.е. колеса автомобиля вращаются с угловой скоростью водила Н . Если одно из колес, например, колесо на II полуоси, остановится 4 0 , то:
5 2 Н ,
т.е. колесо на III полуоси будет вращаться с угловой скоростью в два раза больше угловой скорости водила Н .
На одной из полуосей дифференциала (рис. 6.15), кроме тормозного барабана 6 , установлена муфта блокировки 7 . При включении муфты 7 блокируются полуось III и водило Н . Сателлиты 3 при этом вращаться вокруг своих осей не могут и полуоси II и III вместе с водилом Н вращаются как одно целое с угловой
236 |
Лекция 13 |
скоростью Н |
независимо от траектории колес |
автомобиля. |
|
Выше были рассмотрены некоторые виды дифференциальных механизмов. Так как степень подвижности этих дифференциалов равна двум, то они имеют два входных или два выходных звена. В технике применяются механизмы состоящие из дифференциала, между ведущими звеньями которого установлен промежуточный зубчатый механизм с неподвижными осями вращения зубчатых колес. Этот промежуточный зубчатый механизм накладывает дополнительные условия связи и дифференциальный механизм превращается в сложный планетарный механизм с одной степенью подвижности. Такой механизм называется замкнутым дифференциальным механизмом.
|
|
|
|
|
На |
рис. 6.17 показан |
||||
|
4 |
|
|
механизм |
|
дифференциала |
||||
2 |
|
|
|
А), |
||||||
2 |
|
3 |
|
|
(часть |
у |
|
которого |
||
|
|
|
|
центральные |
|
|
|
|
||
|
|
|
Н |
|
колеса 1 |
и 3 |
||||
3 |
|
|
|
замкнуты |
|
промежуточным |
||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
зубчатым механизмом (часть |
||||||
|
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
В), состоящим из зубчатых |
|||||
|
1 |
|
|
колес 1, 2, 2 , 3. В связи с |
||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
этим угловая скорость колеса |
|||||
|
|
|
|
|
3 дифференциала становится |
|||||
|
В |
|
|
А |
зависимой |
от |
|
угловой |
||
|
|
|
|
|
|
и степень |
||||
|
|
|
|
|
скорости колеса 1 |
|
||||
Рис. 6.17. |
|
|
подвижности |
|
|
механизма |
||||
|
|
|
|
|
понижается до единицы. |
|
||||
При определении передаточного отношения |
U1,H |
|||||||||
от входного вала колеса 1 к выходному валу водила Н , |
||||||||||
механизм |
(рис. |
6.17) |
удобно рассматривать |
по частям. |
||||||
Раздел 6. Многозвенные зубчатые механизмы. |
237 |
Первой рассмотрим дифференциальную часть (часть А), которая состоит из центральных зубчатых колес 1 , 3 сателлита 4 и водила Н .
Для этой части механизма можно записать формулу Виллиса (6.36):
|
|
H |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
U |
|
|
|
1 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
(6.42) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
1,3 |
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Если учесть, что колеса |
|
|
|
|
|
и |
3, |
|
|
|
спаренные |
|||||||||
|
1, 1 |
|
|
3 |
||||||||||||||||
1 1, 3 3 , то: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
H |
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
U |
|
|
|
1 |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
(6.43) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
1,3 |
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Для определения |
|
|
передаточного |
|
|
отношения |
||||||||||||||
U1,H 1 Н , |
разделим |
|
|
числитель |
и |
|
|
знаменатель |
||||||||||||
формулы (6.43) |
на Н : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
H |
|
|
|
|
H |
1 |
|
U1,Н |
1 |
|
|
|||||||
|
U |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. (6.44) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|||||||
|
|
1,3 |
|
|
H |
|
H |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||||
Отношение угловых скоростей 3
Н , стоящее в
знаменателе формулы (6.44), преобразуем к следующему виду:
|
|
3 |
|
3 |
|
1 |
U |
3,1 |
U |
1,H |
, |
(6.45) |
|
Н |
1 |
Н |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где U3,1 3 |
1 – передаточное отношение от колеса 3 к |
|||||||||||
колесу 1, т.е. передаточное отношение замыкающего зубчатого механизма (части В ).
238 |
Лекция 13 |
|
|
|
|
|||||
Тогда формула (6.44) примет вид: |
|
|||||||||
U H |
|
|
|
|
U1,Н 1 |
. |
(6.46) |
|||
|
|
|
|
|||||||
|
|
U |
|
U |
|
1 |
|
|||
1,3 |
|
3,1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1,Н |
|
|
|
||
Решив равенство (6.46) относительно U1,H |
||||||||||
получим: |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1,Н |
|
|
|
1,3 |
|
|
. |
(6.47) |
||
U |
|
|
U H |
|
||||||
|
|
3,1 |
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1,3 |
|
|
|
|
Передаточные отношения, стоящие в левой части равенства (6.47), могут быть определены по известным числам зубьев зубчатых колес механизма. Передаточное
отношение U1,3H обращенного |
к дифференциальной |
|||||||
части механизма, который |
представляет |
собой рядовое |
||||||
зацепление зубчатых колес |
|
|
|
|
равно: |
|
||
1 , |
4 , 3 |
|
||||||
Н |
|
1 |
|
z |
|
|
||
U1,3 |
|
1 |
|
3 |
. |
|
(6.48) |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
z1 |
U3,1 |
|
|
Передаточное |
отношение |
замыкающего |
||||||
зубчатого механизма, который является ступенчатым зубчатым механизмом с двумя внешними зацеплениями, равно:
U3,1 1 2 |
z1 z2 |
. |
|
(6.49) |
||||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
z2 z3 |
|
|||
Окончательно |
для |
механизма, |
показанного на |
|||||||
рис. 6.17, получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
1, |
Н |
|
|
z3 |
z1 1 |
. |
(6.50) |
||
|
|
|
||||||||
|
|
|
z1 z2 z3 |
1 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
z2 z3 z1
Раздел 6. Многозвенные зубчатые механизмы. |
239 |
6.5. Некоторые вопросы синтеза планетарных механизмов
При синтезе планетарного механизма, кроме обеспечения заданного передаточного отношения, необходимым является соблюдение ряда условий:
соосности, соседства и сборки.
1. Условие соосности
Если ось ОН вращения водила Н (рис.6.18), ось вращения колеса 1 – О1 и ось симметрии колеса 3 геометрически совпадают, то такой механизм называется соосным. Соосность для планетарных и дифференциальных механизмов является обязательной, иначе сателлит не сможет оббегать по центральным колесам.
2 |
|
|
|
А |
|
2 |
|
|
|
О2 |
|
1 |
|
2 |
|
l |
Н |
l |
|
О |
ОН |
||
|
|||
1 |
|
|
|
1 |
|
3 |
|
|
|
Рис. 6.18.
Условием соосности для механизма, изображенного на рис. 6.18, является равенство расстояний l1 О1О2 между осями вращения колес 1 и 2, и
l2 О2ОН |
между |
осями |
вращения колеса 2 и |
водила |
|
Н . Учитывая, что: |
|
|
l1 rw1 rw2 ; l2 rw3 rw2 , |
||
то условие |
соосности |
будет |
иметь вид: |
|
|
rw1 rw2 |
rw3 rw2 . |
(6.51) |
В равенстве (6.51) rw1, rw2, rw3, rw2 радиусы начальных окружностей зубчатых колес 1, 2, 3, 2 соответственно.
При проектировании планетарных механизмов часто используют или нулевые колеса или