Hydratool.ru

Журнал "ГидраТул"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

7. 1. Проектирование зубчатого механизма

7.1. Проектирование зубчатого механизма

При выборе схемы редуктора следует стремиться к наиболее простой и технологичной схеме. Если требуется осуществить большое передаточное отношение, а габариты передачи должны быть минимальными, используют планетарные зубчатые передачи. Наибольшее применение получили планетарные передачи, указанные в табл. 7.1.

Для силовых передач применяют схемы 1 и 2 из табл. 7.1. Редукторы по схемам 3 и 4 используются в приборах из-за малого КПД.

Эффективность планетарных редукторов возрастает с увеличением числа «K» сателлитов благодаря снижению нагрузки на каждый работающий зуб почти в K раз. Поэтому при проектировании редуктора в схему желательно вписать наибольшее число сателлитов.

Таблица 7.1. Основные кинематические схемы планетарных редукторов

Формула для расчета передаточного отношения u

Рекомен-дуемый диапазон u

КПД планетарной передачи (формула и численный диапазон)

1

2

3

4

η = 0,2 . 0,5

В табл. 7.1 ψ – общий коэффициент потерь: ,

где ψПГ – коэффициент потерь на трение в подшипниках и масляной ванне;

ψПГ = 0,015 . 0,03 ; (здесь N – количество центральных колес редуктора);

ψЗi – коэффициент потерь в одном зубчатом зацеплении;

z1i , z2i – числа зубьев колес i-го зацепления;

f – коэффициент трения в зацеплении f = 0,1. 0,06 .

Знак «+» применяют для внешнего зацепления, знак «» для внутреннего.

Пример 1

Дано: nдв = 1500 об/мин; nвых = 165 об/мин. Числа зубьев простой одноступенчатой передачи z1 = 16; z2 = 23.

Определить: общее передаточное число приводного механизма и выбрать схему планетарного редуктора для блок-схемы, показанной на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Схема приводного механизма

Общее передаточное отношение механизма

где uпл – передаточное отношение планетарного редуктора:

По табл. 7.1 выбираем планетарный редуктор механизма по схеме 1, так как требуемое передаточное отношение |uпл| = 6,32 попадает в рекомендуемый диапазон 3. 9.

Подбор чисел зубьев колёс планетарных передач

При подборе чисел зубьев колес и числа «K» сателлитов планетарного редуктора необходимо одновременно обеспечить следующие условия синтеза:

обеспечение требуемого передаточного отношения.

Зависимости передаточных отношений от чисел зубьев колес для различных схем редукторов приведены в табл. 7.1.

где n1 – частота вращения подвижного центрального колеса 1, nН – частота вращения водила Н.

Обеспечение условия соосности, т.е. совпадения осей вращения водила Н и центральных колес 1 и 3.

Условие соседства должно гарантировать отсутствие касания сателлитов друг за друга при их вращении (в редукторе размещаются K сателлитов).

Условие сборки позволяет при сборке редуктора обеспечить попадание оси сателлита на палец водила при одновременном вхождении зубьев в зацепление с центральными колесами.

Читайте так же:
Как замерить сопротивление изоляции мультиметром

Заметим, что названные условия должны быть выполнены совместно и точно (без округлений и приближений). Допускается только отклонение фактического передаточного отношения редуктора от требуемого. В курсовом проекте допустимую погрешность передаточного отношения следует принимать

Δu / u = ׀ (uтрuф ) / uтр ׀ ≤ 0,03,

где uтр требуемое передаточное отношение; uф фактическое передаточное отношение.

При проектировании редукторов необходимо обеспечить условие правильного зацепления, т.е. невозможность подрезания зубьев и их интерференции. Это условие выполняется для чисел зубьев колес, приведенных в табл. 7.2.

После подбора чисел зубьев колес планетарного редуктора определяется КПД передаточного механизма. При этом учитываются формулы табл. 7.1.

Синтез зубчатой передачи заканчивается вычерчиванием в масштабе на соответствующем листе проекта кинематической схемы механизма в двух проекциях. Радиусы начальных окружностей колес на этой схеме принимаются равными радиусам делительных окружностей, определяемым по формуле ri = m zi /2.

Таблица 7.2. Условие правильного зацепления в редукторах, указанных в табл. 7.1

Кинематические схемы редукторов ТВД

При мощности ТВД N<5000 кВт, в качестве движителя применяют одиночный воздушный винт. ПриN>5000 кВт эффективность одиночного винта значительно снижается, поэтому применяют кинематические схемы, обеспечивающие передачу мощности на два соосных винта.

Ввиду значительного рассогласования наивыгоднейших оборотов ротора двигателя и воздушного винта, применяемые схемы редукторов должны обеспечивать получение высокого кинематического эффекта. При этом передача должна быть компактной и легкой. Это достигается применением одно- и двухступенчатой планетарных передач.

Для привода одиночного воздушного винта широкое применение получил планетарный одноступенчатый редуктор с двухвенечными сателлитами (рис. 43). Отличается простотой кинематической схемы и малыми размерами в осевом направлении.

Рис. 47. Кинематическая схема планетарного редуктора с 2-венечными сателлитами: 1 – ведущая шестерня; 2, 3 – большой и малый зубчатые венцы сателлита; 4 – неподвижная шестерня; 5 – корпус сателлитов

Стремление уменьшить диаметральные габариты редукторов ТВД привело к разработке более сложных кинематических схем. Классической схемой в отечественном двигателестроении стала кинематическая схема замкнутой планетарной передачи (рис. 48).

Рис. 48. Кинематическая схема замкнутой планетарной передачи

1, 2, 3 – шестерни планетарной ступени; 4, 5, 6 – шестерни ступени перебора; 7 – механизм измерителя крутящего момента

В редукторе использован прогрессивный принцип многопоточности, согласно которому уменьшение нагрузки в зацеплении достигается разделением мощности, передаваемой от ведущего к ведомому звену, на два и более потоков. Этим объясняются и существенно меньшие диаметральные габариты планетарного замкнутого редуктора по сравнению с одноступенчатым планетарным.

Читайте так же:
Для чего на насосе отопления три скорости

Рис. 49. Кинематическая схема дифференциального редуктора для привода двух соосных винтов: 1 – ведущая шестерня (2-венечная); 2, 3 – большие и малый зубчатые венцы сателлитов; 4 – шестерня внутреннего зацепления

На ТВД мощностью более 5000 кВт применяют соосные винты, вращающиеся в противоположные стороны. Соосные винты обладают повышенным КПД, имеют меньшую длину лопастей, образуют меньшую закрутку воздуха. Для привода двух соосных винтов используется кинематическая схема дифференциального редуктора, имеющая высокий кинематический эффект и малые потери в зацеплении (рис. 49).

Для уменьшения габаритов редуктора данной схемы используют принцип многопоточности как для всей передачи, так и для отдельных ее звеньев, включая ведущую шестерню редуктора. Высокий КПД редуктора (до 0,992) объясняется малым числом пар зацепления, пониженными относительными скоростями вращения шестерен и отсутствием звена замыкания. К недостаткам редукторов данной схемы относят трудности в размещении подшипников вала переднего винта и сложность системы автоматического управления винтами.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Кинематический анализ редуктора

Рассмотрим общий порядок кинематического анализа редукторов:

Среди заданных зубчатых редукторов имеются планетарные, составные и замкнутые дифференциальные механизмы. В планетарных (W=1) и дифференциальных (W=2) передачах оси отдельных колес (сателлитов) являются подвижными.

Для решения задачи необходимо разделить механизмы на части, выделив планетарные и дифференциальные, и для каждой части написать уравнение передаточного отношения, используя соответствующий метод.

При решении планетарных и дифференциальных механизмов применяется метод обращения движения (метод остановки водила) – всем звеньям придается дополнительная угловая скорость (- ω H) в результате чего получается обычный механизм с неподвижными осями колес, так как водило Н будет иметь скорость ω H— ω H=0. Общее передаточное отношение сложного механизма определяется решением полученной системы уравнений.

В задании входным звеном является колесо «а», выходным – звено I, поэтому искомым является передаточное отношение ia1 В рассматриваемом примере (рисунок 12) ось колес 8-8′ является подвижной (8-8′ – сателлиты). Они входят в зацепление с колесами 7 и 9, которые называются центральными.

Читайте так же:
Как правильно подключить узо на 3 фазы

Схема редуктора

Рисунок 12 — Схема редуктора

Таким образом колеса 7, 8, 8′, 9 и водило Н (звено, соединяющее ось сателлитов с центральной осью) составляют планетарную передачу, а весь механизм делится на три части: – обычная зубчатая пара, 7, 8, 8′, 9 – планетарная часть, 10, 11,1 – обычная (рядовая) передача.

Запишем уравнения для рядовых передач:

уравнения для рядовых передач

Для планетарной части, после остановки водила “Н”, колеса 7, 8, 8′, 9 будут иметь скорость соответственно: ω 7— ω H, ω 8— ω H, ω 8′— ω H, ω 9— ω H а передаточное отношение между центральными колесами

передаточное отношение между центральными колесами

Преобразуем (4), разделив почленно числитель и знаменатель на ω 1:

Уважаемые студенты!
На нашем сайте можно получить помощь по техническим и другим предметам:
✔ Решение задач и контрольных
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах

Решение задач, контрольных и РГР

Стоимость мы сообщим в течение 5 минут
на указанный вами адрес электронной почты.

Если стоимость устроит вы сможете оформить заказ.

Набор студента для учёбы

Файлы для студентов

— Рамки A4 для учебных работ
— Миллиметровки разного цвета
— Шрифты чертежные ГОСТ
— Листы в клетку и в линейку

Планетарный редуктор: принцип работы, характеристики и разновидности этого устройства

Двухступенчатый планетарный редуктор представляет собой конструкцию, составленную из шестеренок и других рабочих элементов, которые приводятся в движение посредством зубчатой передачи. При этом двигаются они по принципу, который заложен в механике вращения планет – вокруг одного центра. По этой причине центральная шестерня именуется «солнечной», промежуточные — «сателлитами», а внешняя с внутренним зубчатым сцеплением — «коронной». Кроме этого, самый простой планетарный редуктор состоит из водила. Оно предназначено для фиксации сателлитов относительно друг друга, чтобы они двигались вместе.

Чертеж планетарного редуктора

Для правильной работы устройства необходимо, чтобы одна из составляющих его частей была жестко закреплена на корпусе. В планетарном редукторе, который оснащен водилом, статической частью является именно оно. Кроме этого, жестко закрепленным может быть коронная или солнечная шестеренки. В случае если ни одна из частей этого устройства не закреплена, имеется возможность расщепления одного движения на несколько, либо слияние двух в одно.

При этом в сцепке с ведущим и ведомым валом может быть как коронная, так и солнечная шестерни, или сателлиты. Этот механизм может осуществлять повышение передаточного числа и снижение крутящего момента и на оборот.

За счет такой конструкции обеспечивается движение ведомого и ведущего валов в одном направлении.

Читайте так же:
Как подключить потолочные светильники видео

Назначение и конструкция редуктора

Служит редуктор для обеспечения понижения передачи и при этом повышения силы крутящего момента. Для обеспечения работы этого механизма вращающийся вал присоединяется к его ведомому элементу.

Это устройство в классическом исполнении состоит из червячных или зубчатых пар, центрирующих подшипников, различных уплотнений, сальников и т.д. Примером планетарного редуктора является шариковый подшипник. Корпус устройства сложен из двух элементов:

  • крышки;
  • основания.

Смазка всех составных элементов этого устройства производится путем разбрызгивания масла, но в некоторых особенных устройствах это осуществляется при помощи масляного насоса в принудительном порядке.

Принцип работы

То, как будет функционировать этот агрегат зависит от кинематической схемы привода. Так подводку вращательного движения можно осуществлять к любому элементу этой системы, а снятие производить с какого-либо из оставшихся. Передаточное число зависит от того, согласно какой схемы организована подводка и съем вращательного движения.

Понимание того, как работает подобный редуктор, позволяет оценить сложность ремонта и восстановления.

Принцип работы планетарного редуктора

Разновидности планетарных редукторов

В зависимости от количества ступеней, которые они имеют планетарные редукторы подразделяют на:

    ;
  • многоступенчатые.

Одноступенчатые более простые и при этом компактнее, меньше по размерам в сравнении с многоступенчатыми, обеспечивают более широкие возможности по передаче крутящего момента, достижения разных передаточных чисел. Обладающие несколькими ступенями являются достаточно громоздкими механизмами, при этом диапазон передаточных чисел, которые ими могут быть обеспечены, существенно меньше.

В зависимости от сложности конструкции они могут быть:

  • простыми;
  • дифференциальными.

Кроме этого, планетарные редукторы в зависимости от формы корпуса, используемых элементов и внутренней конструкции могут быть:

  • коническими;
  • волновыми;
  • глобоидными;
  • червячными; .

Через них может передаваться движение между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися валами.

Характеристики основных разновидностей этого устройства

Цилиндрические

Самые распространенные. Коэффициент полезного действия этих устройств достигает 95%. Они могут обеспечивать передачу достаточно больших мощностей. Передача движения осуществляется между параллельными и соосными валами. Они могут оснащаться прямозубными, косозубными и шевронными зубчатыми колесами. Коэффициент передачи может колебаться в пределах от 1,5 до 600.

Цилиндрический планетарный редуктор

Конические

Такое название они носят потому, что в них используются шестеренки, которые имеют коническую форму. Это обеспечивает плавность сцепки и способность выдерживать достаточно большие нагрузки. Могу иметь одну, две и три ступени. Валы в этой разновидности редукторов могут располагаться как горизонтально, так и вертикально.

Читайте так же:
Для чего используется стусло

Конический планетарный редуктор

Волновые

Они представляют собой конструкцию с гибким промежуточным числом. Состоят они из генератора волн, эксцентрика или кулачка, который обеспечивает растяжение гибкого колеса до достижения его контакта с неподвижным. При этом гибкое колесо имеет наружные зубья, а неподвижное — внутренние.

К достоинствам такого типа редукторов относится:

  • плавность хода;
  • высокое передаточное число;
  • возможность передачи движения через герметичные и сплошные стенки.

Они могут быть одно- и многоступенчатыми. Высокоскоростные оснащены подшипниками скольжения, а низкоскоростные — подшипниками качения.

Волновой планетарный редуктор

Достоинства планетарных редукторов

  • Небольшой вес;
  • Широкий диапазон передаточных чисел;
  • Относительная компактность;
  • Собрать и починить такое устройство можно своими руками.

Советы по подбору планетарного редуктора

Главное в этом деле — правильно произвести расчет основных параметров нагрузки и существующих условий эксплуатации этого устройства.

Выбор производиться в зависимости от:

  • типа передачи;
  • максимально допустимых осевых и консольных нагрузок;
  • типоразмера этого устройства;
  • диапазона температур, в которых редуктор может использоваться длительный период и не терять при этом своих полезных качеств и свойств.

Делаем планетарный редуктор своими руками

Первым делом производится проектирование будущей конструкции в зависимости от конструктивных особенностей изделия и задач, которые планируется решать с его использованием. При этом производится расчет таких параметров как передаточное число, расположение валов, количество ступеней и т.д.

Составные части планетарного редуктора

Далее производится определение межосевого расстояния. Этот показатель очень важен, так как указывает на способность передавать крутящий момент. Температура внутри устройства во время его работы не должна быть выше, чем 80 градусов по Цельсию.

При конструировании планетарного редуктора производится также расчет:

  • числа передаточных ступеней;
  • количества сателлитных шестеренок и зубьев на них;
  • толщины шестеренок;
  • размещения осей в будущем механизме.

Кроме этого, осуществляется подбор шестеренок, которые выполнены из подходящего материала, расчет сил, которые будут присутствовать при функционировании механизма и проверочный расчет.

Не имея специального оборудования и условий, изготовить составные части этого устройства в условиях домашней мастерской не получится. Планетарный редуктор можно собрать из подобранных частей, которые без труда можно приобрести в торговой сети или на разборке.

Сборка также является делом достаточно непростым, для достижения успеха в этом деле необходимо иметь практический опыт ремонта подобных механизмов, их сборки и разборки, обладать теоретическими познаниями в механике, прочими знаниями и навыками.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector