Материалы

Широко применяются конструкционные стали 35, 45, 50. Для шестерён инструментальные стали У8, У9. В приборах - бронза, латунь, дюраль Д16. Для бесшумности - текстолит конструкционный, полиамид.

5.12 Планетарные и дифференциальные передачи.

5.12.1 Передаточное отношение планетарных передач.

Планетарные механизмы – механизмы, которые имеют зубчатые колёса с подвижными осями.

Такие колёса называют сателлитами. Деталь, на которые закреплены оси, называется водилом. Планетарные передачи обязательно соосные.

Наиболее распространены две схемы планетарных передач:

1) с внутренним зацеплением (редуктор Джемса).

2) с внешним зацеплением (редуктор Девида).

С помощью редуктора Джеймса можно реализовать передаточные числа от 3 до 9 (до 13) с .

Редуктор Джеймса может работать в режиме редуктора, то есть передача от 1 звена и H (1→H), и в режиме мультипликатора (увеличение числа оборотов), то есть H→1.

5.12.2 Геометрия планетарных передач

При выборе числа зубьев для обеспечения сборки и правильности работы у планетарных передач должны быть выполнены следующие условия:

1) условие соосности;

2) условие сборки;

3) условие соседства сателлитов;

4) условие отсутствия интерференции и самоторможения.

Условие соосности обеспечивается совпадением осей всех колёс.

Из чертежа видно:
, (5.58)
. (5.59)

Для колёс, нарезанных без смещения, начальная и делительная окружности совпадают и W – можно опускать этот значок.

Нарушение соосности приводит к заклиниванию и поломке.

Условие сборки - это условие требует, чтобы зубцы сателлитов вошли во впадину как первого, и третьего колёс. Математически условие записывается в виде:
, (5.60)
где С – любое целое число;
К – число сателлитов.

Условие соседства сателлитов – оно должно выполняться при числе сателлитов больше двух, то есть при К>2.

Оно требует, чтобы соседние сателлиты (когда их много) не задевали друг за друга.

Математическое условие соседства записывается в виде неравенства: a>d_a2, то есть межцентровое расстояние должно быть обязательно больше, чем диаметр окружности выступов сателлитов (иначе соседние сателлиты будут задевать друг друга).

5.12.3 Достоинства и недостатки планетарных передач

Достоинства:

1) большие кинематические возможности по сравнению с другими передачами (например, у редуктора Девида – более 1000);

2) компактность в виду с соосностью звеньев, поэтому широкое распространение в авиации;

3) малая материалоемкость, так как благодаря применению нескольких сателлитов снижаются нагрузки на зубья (масса и габариты снижаются в 1,5-3 раза по сравнению с обычными передачами);

4) валы разгружены от изгибающих сил.

Недостатки:

1) повышенное требование к точности изготовления;

2) резкое уменьшение КПД с ростом передаточного числа;

3) относительно большой мёртвый ход.

5.12.4 Дифференциальные передачи

Дифференциальные передачи по кинематике совпадают с планетарными, но они имеют два входных звена (то есть две степени свободы). Такие механизмы применяются для сложения независимых движений, например, в механизмах управления, слежения, в задних мостах автомобилей.

В частности, если в редукторе Джемса третье колесо сделать подвижным, механизм становится дифференциальным.

5.13 Волновые передачи

Волновые механизмы – механизмы, у которых при образовании вращательного движения происходят посредством бегущей волновой деформации одного из зубчатых колёс.

Достоинства и область применения:

1) высокая нагрузочная способность, так как в зацеплении находится много зубьев (не менее четверти);

2) малые нагрузки на опоры (подшипники) из-за симметрии генератора;

3) уникальность передачи состоит в том, что имеется возможность передачи вращения в герметизирующие пространства. В этой области волновые передачи вытесняют все другие устройства. Их используют в приводах солнечных батареях, в аэрокосмических устройствах, в рулевых механизмах ракет, а так же в атомной энергетике.

Недостатки:

1) относительно большой упругий мёртвый ход;

2) технологические трудности изготовления элементов.

ГЛАВА 6 Червячные передачи

6.1 Виды и применение

Червячные передачи применяют для преобразования вращательного движения между двумя скрещивающимися осями.

Передача состоит из червяка (обычно ведущее звено) – это однозаходный или многозаходный винтового и червячного колеса (обязательно косозубого).

Передача работает по принципу винтовой пары с гайкой резьбой наружу.

Достоинства: возможность получения больших передаточных отношений до 400 в одной паре при малых габаритах; плавность и бесшумность работы; возможность самоторможения (лебёдка).

Недостатки: низкий КПД; необходимость применения дорогих антифрикционных бронз; нагрев; строгие требования к точности изготовления и сборки.

Червяки в зависимости от формы профиля делятся на типы:

1) архимедовы;

2) конволютные;

3) эвольвентные.

Червячную передачу делают с цилиндрическим и глобоидными червяками.

В глобоидных передачах не только зубья колёс охватывают червяк, но и червяк охватывает колесо. Отсюда большая нагрузочная способность и меньший мертвый ход.

6.2 Кинематические и геометрические параметры червячных передач

Передаточное отношение может реализовать от 6 до 400.

Передаточное число может быть как целым так и дробным.

По определению передаточного отношения от червяка к колесу имеем:
. (6.1)