Головна

ТЕМА 2. МЕХАНІЧНІ ПЕРЕДАЧІ

  1. Асинхронний режим передачі
  2. Версії стандарту ATA, швидкість передачі і властивості
  3. види теплопередачі
  4. Види, засоби та канали передачі письмових повідомлень.
  5. Внутрішня енергія тіл і способи її зміни. Види теплопередачі, їх облік і використання в побуті
  6. Вибір перетинів ліній електропередачі
  7. ВИБІР СТУПЕНЯ ТОЧНОСТІ зубчасті передачі

Лекція № 8. Планетарні і хвильові передачі.

 Планетарні передачі.
Мал. 8.1. Планетарна передача (редуктор).

У попередніх лекціях йшлося про зубчастих передачах з незмінною геометрією ланок. У цих механізмах положення зубчастих коліс і їх конфігурація в процесі роботи передачі залишалися незмінними. Однак в багатоцільових самохідних машинах, і особливо в машинах військового застосування, знаходять все більш широке використання передачі із змінною геометрією форми або розташування рухомих ланок. Найбільш широко з передач такого виду використовуються планетарні і хвильові передачі.

Мал. 8.2. Планетарна передача (кінематична схема): 1 -Сонячний колесо; 2- Сателіт;3 -епіцікл;H - Водило.

планетарної називається передача, що має в своєму складі зубчастіколеса з переміщаються геометричними осями (Рис. 8.1). Такі колеса (рис. 8.1, поз. 2) прийнято називати сателітами. Колеса, геометричні осі яких збігаються із загальною віссю передачі (з віссю вхідного і вихідного валів), називають центральними. Центральне колесо із зубами на зовнішній стороні обода (рис. 8.1, поз. 1), тобто спрямованими від осі обертання колеса, називають сонячною шестірнею, А друге центральне колесо, яке взаємодіє з сателітами внутрішніми зубами (рис. 8.1, поз. 3), тобто спрямованими до осі колеса, називаютьепіциклічних або просто епіциклом. Ланка, яка несе на собі рухливі осі сателітів, називають водилом (Рис. 8.1, поз. 4). На кінематичних схемах (рис. 8.2) зубчасті колеса зазвичай позначають арабськими цифрами, а водило - буквою H або h.

Найпростіша планетарна передача зазвичай включає одне сонячне колесо, один епіцикл і одне водило. Таку планетарну передачу прийнято називати простим планетарним поруч. Головною кінематичної характеристикою простого планетарного ряду є його кратність [4]; деz3 - Кількість зубів епіциклу; а z1 - Кількість зубів сонячного колеса. За кількістю планетарних рядів планетарні передачі бувають одно-, двох-, трьох-, чотирьох- і багаторядні. У російській літературі часто використовують класифікацію планетарних передач, запропоновану проф. В. Н. Кудрявцевим. Згідно з цією класифікацією число центральних коліс позначається цифрою і буквою K, Далі в позначенні передачі через тире вказується число водив, дорівнює кількості планетарних рядів, і буква H. Відповідно до цієї класифікації представлена ??на рис. 8.2 кінематична схема буде відповідати передачі 2К-Н.

Планетарний ряд, у якого ні одна з ланок не пов'язано зі стійкою, володіє двома ступенями свободи, тобто вимагає для однозначного характеру руху всіх своїх ланок підведення руху ззовні до двох з цих ланок. Такий механізм прийнято називати диференціальним. Якщо ж в планетарному диференціальному механізмі одна з ланок з'єднати зі стійкою (повідомити йому постійну швидкість обертального руху рівну 0 радіан в секунду), то такий механізм перетворюється в передачу. Зв'язування зі стійкою (або між собою) різних ланок диференціального планетарного ряду веде до зміни передавального числа планетарної передачі. Застосувавши цей прийом до простого планетарному ряду, можна отримати, по крайней мере, 7 варіантів передачі з різними передавальними відносинами * * , Представленими в таблиці 8.1.

 
 

Такі можливості планетарного ряду визначили його використання як в якості самостійних передач (бортовий редуктор, коробки передач). Застосування планетарних механізмів в коробках передач забезпечує наступні переваги:

1. зменшення габаритів трансмісії;

2. високу надійність роботи (збереження працездатності навіть при втраті декількох зубів на центральних колесах);

3. високий ККД при відносно великих передавальних числах;

4. відсутність поперечного навантаження на основних валах;

5. можливість зміни передавального числа без виведення зубчастих коліс із зачеплення;

6. можливість від'єднання валу двигуна від трансмісії при використанні фрикционов коробки передач (коробка передач одночасно виконує роль головного фрикційних);

7. високу швидкість перемикання передач, що сприяє підвищенню середнього темпу руху машини.

недоліки планетарних передач:

1. необхідність підвищеної точності виготовлення внаслідок наявності надлишкових зв'язків (наявності «зайвих» сателітів);

2. різке зниження ККД при великих передавальних числах.

Як правило, планетарні передачі, які мають в своєму складі епіциклічних колеса, відрізняються більш високим ККД в порівнянні з передачами, що складаються тільки з коліс зовнішнього зачеплення. Саме тому в планетарних коробках передач використовуються найпростіші планетарні ряди з епіциклом. Число перемикань в одному ряду зазвичай не перевищує трьох з метою спрощення системи управління фрікціонами і гальмами. Кількість планетарних рядів в одній коробці передач теж зазвичай не буває більше трьох.

Особливості проектування та розрахунку планетарних передач пов'язані з наявністю надлишкових кінематичних зв'язків (кількох сателітів). Гранично можливе число сателітів в одному планетарному ряду обмежується умовою сусідства, Де говориться: число сателітів в планетарному ряду повинно бути таким, щоб сусідні сателіти не торкалися одне одного.

Второенеобходімоеусловіе існування планетарного ряду називається умовою співвісності.Суть його випливає з необхідності дотримання співвісності центральних коліс, сонячного і епіциклу, і водила. Для простого планетарного ряду ця умова виливається в рівність міжосьових відстаней зачеплення сонячного колеса з сателітом a1-2 і зачеплення сателіта з епіциклом a2-3.

третя умовадиктується необхідністю рівномірного розміщення сателітів по колу навколо сонячного колеса і називається условіемсборкі.В кінцевому підсумку це умова виливається в таку вимогу: ставлення чисел зубів центральних зубчастих коліс до числа сателітів має бути цілим числом

Розгалуження потоку потужність при передачі силових навантажень через сателіти обумовлює необхідність прийняття спеціальних заходів для забезпечення рівномірності розподілу навантажень між сателітами. Причин нерівномірного завантаження сателітів може бути кілька: неточність виготовлення зубчастих коліс, неоднаковість міжосьової відстані у різних сателітів, перекіс геометричних осей сателітів (непаралельність осей сателітів і головної осі передачі) і ін. При незабезпеченні рівномірного розподілу навантаження між сателітами розбіжність між її величиною у окремих сателітів може досягати до 70%.

Вирівнювання навантаження між сателітами може бути досягнуто шляхом:

1. підвищення точності виготовлення всіх деталей передачі;

2. виконання одного з центральних коліс або водила плаваючим, тобто мають деяку радіальну рухливість щодо корпусу і зв'язаних деталей (епіцикл в бортовому редукторі БРДМ), і

3. використання пружних елементів конструкції (обід епіциклу підвищеної гнучкості, осі сателітів малої жорсткості і т. П).

 Хвильові передачі.

хвильовими називають механічні передачі, що включають контактують між собою гнучке і жорстке ланки і забезпечують передачу і перетворення руху при циклічному деформуванні гнучкого ланки.

У техніці застосовується кілька видів хвильових передач:

гвинтовіхвильові передачі, призначені для перетворення обертального руху в поступальний і / або для передачі цього руху в загерметезіровать простір;

фрикційні хвильові передачі, призначені для перетворення (найчастіше сильного редукування) обертального руху і / або для передачі цього руху в загерметезіровать простір, і

зубчасті хвильові передачі, мають аналогічне фрикційним призначення, але здатні передавати істотно більші потужності.

Мал. 8.3. Хвильова левередж

Принцип використання хвильової деформації для передачі і перетворення руху був запропонований інженером А. І. Москвітін в 1944 році для фрикційної передачі з електромагнітним генератором хвиль, а в 1959 році в США був виданий патент Уолтону Массер (Walton Musser) на зубчасту передачу з механічним генератором хвиль . Надалі для силових передач знайшли застосування головним чином зубчасті хвильові передачі, які і будуть розглянуті в цій лекції.

Хвильовий механізм обертального руху при відповідному виконанні може використовуватися в якості редуцирующей передачі, мультиплікатора або диференціального механізму. Найбільш широкого поширення набули зубчасті хвильові редуктори. Кінематично хвильова передача може бути віднесена до групи планетарних передач, тобто хвильову передачу слід розглядати як планетарну, у якій одне з центральних коліс виконано у формі гнучкого зубчастого вінця.

Гнучке колесо в хвильової передачі в залежності від конструкції генератора хвиль може нести одну, дві, три і більше хвиль деформації. Але, оскільки передавальне відношення хвильової передачі не залежить від кількості хвиль деформації на гнучкому колесі, а збільшення числа хвиль сприяє зростанню згинальних напружень в тілі гнучкого колеса, найчастіше використовується симетрична двохвильова схема деформації гнучкого колеса, що дозволяє виключити можливість виникнення поперечних навантажень на валах передачі.

У більшості відомих конструкцій гнучким є колесо з зовнішнім зубчастим вінцем, а жорстке колесо забезпечено внутрішніми зубами (рис. 8.3). Така хвильова передача включає 3 основних ланки: гнучке 1 і жорстке 2 колеса і генератор хвиль H. Зазвичай буває найбільш зручним конструктивно вхідний вал редуктора з'єднати з генератором хвиль, а вихідний з гнучким колесом, в цьому варіанті конструкція редуктора виходить найбільш компактною і технологічною. Однак при передачі обертального руху через герметичну стінку зручніше гнучке колесо зробити нерухомим, а вихідний вал зв'язати з жорстким колесом.

У недеформованому стані гнучке колесо хвильового редуктора має діаметр і кількість зубів, менші в порівнянні з жорстким колесом. При деформації хвильовим генератором гнучке колесо подовжується в напрямку довгої осі кулачка генератора так, що його зуби входять в контакт із зубами жорсткого колеса, в той же час уздовж короткої осі кулачка генератора гнучке колесо стискається, і його зуби в цьому напрямку не можуть взаємодіяти з зубами жорсткого колеса. При обертанні кулачка генератора хвиль останні пробігають по колу зубчастого вінця гнучкого колеса, змушуючи тим самим частина зубів то входити в зачеплення з зубами жорсткого колеса, то виходити з нього.

За один оборот генератора хвиль в зачеплення увійдуть всі зуби жорсткого колеса, а так як число зубів гнучкого колеса z1 дещо менше числа зубів жорсткого колеса z2, Гнучке колесо змушене буде зробити частину обороту дорівнює різниці чисел зубів жорсткого і гнучкого коліс z2- z1, Але в протилежну обертанню генератора хвиль сторону

Переваги хвильових передач:

1. велике передавальне число (до 320, а в деяких випадках і більше);

2. велике число зубів, що одночасно знаходяться в зачепленні (зазвичай від 40 до 80%) і, як наслідок цього, велика навантажувальна здатність - маса хвильового редуктора менше маси планетарного тієї ж потужності, а обсяг може становити близько 30% від обсягу останнього;

3. висока кінематична точність внаслідок Багатозонне і багатопарні зачеплення, кінематична похибка передачі в деяких випадках не перевищує 0,5 хв;

4. високий ККД, при великих передавальних числах перевищує ККД планетарних передач;

5. відсутність поперечних навантажень на валах внаслідок симетричності конструкції;

6. можливість передачі руху в герметизоване простір;

7. низький рівень шуму;

8. можливість використання в якості диференціального механізму;

9. мале число деталей і відносно низька вартість;

10. висока технологічність виготовлення.

Недоліки хвильових передач:

1. неможливість отримання низьких значень передавальних чисел (для сталевих гнучких коліс umin»80, Для пластмасових - umin»20);

2. необхідність спеціального інструменту та оснастки для виготовлення гнучкого колеса, що ускладнює індивідуальне виробництво і ремонт передач;

3. відносно низький термін служби (термін служби стандартних хвильових редукторів становить близько 104 годин - трохи більше року безперервної роботи).

Гнучкі колеса силових редукторів виготовляють з легованих високоміцних сталей 30ХГСА; 30ХГСН2А; 40ХНМА; 50С2 і деяких інших з термообробкою до 38 ... 45 HRC і наступним шліфуванням діаметра, посадкового на підшипник генератора хвиль. Для виготовлення інших деталей застосовуються ті ж матеріали, що і для пересічних зубчастих передач.

У військовій техніці хвильові передачі знайшли застосування в приладах наведення і деяких вузлах бойових і допоміжних машин.

Основною причиною виходу з ладу хвильових передач є поломка гнучкого колеса і гнучких кілець підшипника генератора хвиль внаслідок втомного руйнування від дії знакозмінних згинальних напружень. Тому розміри передачі визначають виходячи з межі витривалості на вигин гнучкого колеса і зовнішнього кільця підшипника генератора хвиль.

 Питання для самоконтролю:

1. Назвіть головну особливість планетарної передачі.

2. Які ланки складають простий планетарний ряд?

3. Як яких механізмів може бути використаний простий планетарний ряд?

4. Що називають кратністю простого планетарного ряду?

5. Які основні властивості планетарного ряду дозволяють використовувати його в коробках передач?

6. Які переваги дає використання планетарного ряду в коробці передач?

7. Назвіть недоліки планетарної передачі.

8. Назвіть головні умови, які необхідно виконати при створенні планетарної передачі.

9. Якими властивостями передачі обумовлена ??можлива нерівномірність завантаження сателітів планетарного ряду?

10. Що необхідно зробити для забезпечення рівномірного завантаження сателітів?

11. Які особливості прочностного розрахунку планетарного ряду?

12. Як встановити ККД спроектованої планетарної передачі?

13. Чи використовується планетарних механізм як підсумовує, якщо так, то підтвердіть прикладами?

14. Назвіть головну особливість хвильової передачі.

15. Які види хвильових передач Ви знаєте?

16. Назвіть основні елементи хвильової передачі.

17. За рахунок якого ефекту передається рух і навантаження в хвильової передачі?

19. Назвіть переваги і недоліки хвильової передачі.

20. Який елемент хвильової передачі найменш довговічний, які матеріали застосовуються для його виготовлення?

21. Як виконується проектний і перевірки розрахунки хвильової передачі?

ТЕМА 2. МЕХАНІЧНІ ПЕРЕДАЧІ | ТЕМА 3. вали І ПОДШИПНИКИ


ТЕМА 1. Загальні відомості про ДЕТАЛЯХ МАШИН | Лекція № 2. Ремінні передачі. | Тема 2. Механічні передачі | ТЕМА 2. МЕХАНІЧНІ ПЕРЕДАЧІ | Передачі з круговим профілем робочої поверхні зуба - зачеплення М. Л. Новикова. | ТЕМА 2. МЕХАНІЧНІ ПЕРЕДАЧІ | | | ТЕМА 4. З'ЄДНАННЯ | ТЕМА 4. З'ЄДНАННЯ |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати