Общие характеристики планерных передач

Исходные данные и порядок расчета.

Привод рассматриваемого в курсовом проекте механизма состоит из двигателя М, планетарного редуктора и последовательно соединенной с ним открытой эвольвентной прямозубой цилиндрической передачи с шестерней 1 и колесом 2, число зубьев которых z₁ и z₂ заданы. Также в проекте задано число оборотов двигателя n_дв и число оборотов кривошипа основного механизма n₁.

Требуется определить передаточное отношение планетарного редуктора, по этому передаточному отношению выбрать его кинематическую схему и найти число зубьев колес и количество сателлитов. Передаточное отношение планетарного редуктора находится как

U_пл=U/U_1,2, (1)

где U=n_дв/n₁; U₁=Z₂/Z₁.

Схем планетарных механизмов достаточно много, но для силовых передач в основном применяют схемы 2К-h (рис.1) и 3К (рис.2), где К – число центральных колес, h-водило, воспринимающее нагрузку от внешних моментов. Отличительной особенностью этих схем является относительно высокий КПД.

Схема (рис.1,а) является наиболее простой и имеет сателлит с одним венцом.

Схема (см. рис. 1, б) имеет двухвенцовый сателлит и по сравнению со схемой на рис.1,а может иметь большее передаточное отношение при некотором усложнении конструкции.

В схеме (см. рис. 1, в) последовательно соединены две передачи (см. рис.1а), что позволяет значительно увеличить передаточное отношение.

а) б) в)

Рис.1. Схемы планетарных механизмов 2К-h:

а)б) в)

Рис.2. Схема планетарного механизма 3К:

В схеме (см. рис.2) водило h служит для поддержки сателлитов и не нагружено внешними моментами. По сравнению со схемами (см. рис.1) передачи 3К обычно имеют более сложную конструкцию, но меньшие габариты.

При кинематическом проектировании планетарных передач необходимо обеспечить;

1)заданное передаточное отношение;

2)условие соосности, то есть оси входного и выходного звеньев должны лежать на одной прямой;

3) условие соседства, то есть окружности головок соседних сателлитов не должны соприкасаться;

4)условие сборки, то есть сателлиты должны находиться в одновременном зацеплении с центральными колесами.

Условия соседства и сборки используют для определения числа сателлитов n_w, которое обычно равно 3…6(8). Использование нескольких сателлитов позволяет распределить передаваемую мощность на несколько потоков, что уменьшает габариты и массу редуктора. Вместе с тем, при конструировании передачи необходимо предусмотреть мероприятия по выравниванию нагрузок между потоками (сателлитами).

Для обеспечения заданного передаточного отношения могут быть разработаны или выбраны разные кинематические схемы планетарных редукторов и для их сравнения рекомендуется использовать качественные характеристики, например:1) наибольший КПД; 2) простота конструкции; 3) наименьшие габариты и масса; 4) меньшие угловые скорости сателлитов относительно водила; 5) межосевые расстояния соответствуют ряду предпочтительных чисел; 6) минимальный износ и виброактивность (числа зубьев колес не должны иметь общие делители, а числа зубьев центральных колес и числа сателлитов не должны быть кратны).

В двухступенчатых передачах из условия равнопрочности передачи передаточное отношение первой ступени должно быть больше, чем второй. Например, для схемы на рис.1,в это соотношение рекомендуется брать 1,5…2,5. Вместе с тем, из условий унификации обе ступени должны быть одинаковыми.