Планетарные механизмы - Доклад

Планетарным называется механизм, в котором имеется хотя бы одно зубчатое колесо с подвижной в пространстве осью. Примером является механизм, представленный на рис.1. На рычаге Н, называемом водилом, закреплен палец П, на котором надето колесо 2, свободно вращающееся вокруг пальца. Проектирование планетарных механизмов включает три этапа: выбор схемы механизма, определение чисел зубьев колес для обеспечения заданного передаточного отношения и расчет на прочность. Выбор схемы механизма - инженерная задача, решение которой требует комплексного учета целого ряда факторов: условий работы механизма, приемлемых кпд, габаритов, массы, величины передаточного отношения, распределения его по ступеням и др.Выполнение этого условия предполагает, что входной и выходной валы планетарного механизма находятся на одном уровне. Другими словами, расстояние от входного и выходного валов до оси пальца водила должно быть одинаковым. Для каждой из кинематических схем механизмов это условие записывается по-разному. Для механизмов, схемы которых приведены на рис.1 при модуле m=1 мм, это условие принимает вид: SIN 1800 / К (Z2 2 h*)/ Z1 Z2 Число зубьев у сателлита 3 больше, чем у сателлита 2 , то вместо Z2 в числителе формулы подставляется значение Z3.Дано: передаточное отношение механизма U(3)1-H = 6, число сателлитов К = 3, модуль зубчатых колес механизма m = 5 мм, колеса нулевые. Как известно, передаточное отношение планетарного механизма связано с передаточным отношением обращенного планетарного механизма (то есть механизма искусственно обращенного в механизм с неподвижной в пространстве осью вращения сателлита) соотношением: U(3)1-H = 1 - U(H)1-3Для этого сделаем подстановку в формулуРассмотрим, как подбирают числа зубьев для планетарных механизмов со сдвоенными сателлитами., то есть сателлиты 2 и3 представляют собой одно звено. Для различных схем планетарных механизмов формулы для подсчета чисел зубьев имеют одну и ту же структуру, но так как условие соосности для различных схем имеет разный вид, то и формулы для подсчета чисел зубьев несколько отличаются для каждой из схем. Как было отмечено выше передаточное отношение планетарного механизма связано с передаточным отношением обращенного механизма (планетарный механизм методом обращения движения искусственно превращают в механизм с неподвижной в пространстве осью сателлита) соотношением: U(4)1-H = 1-U(H)1-4 В таблице 1 приведены расчетные формулы для подсчета чисел зубьев для основных рассматриваемых нами схем планетарных механизмов. Подобрать числа зубьев для планетарного механизма с одним внешним и одним внутренним зацеплениями рис.3 схема 2 (схема механизма со смешанным зацеплением), если передаточное отношение механизма U (4)1-H = 13, модуль зубчатых колес механизма одинаков и равен m = 5 мм, число сателлитов К = 3, колеса нулевые, радиальный габарит механизма должен быть минимальным.Справа от вычерченной в масштабе схеме планетарного механизма изобразим правую систему координат, по оси ординат которой отложены радиусы зубчатых колес в миллиметрах, а по оси абсцисс - линейная скорость в м/сек. Обозначим буквами точки контакта зубчатых колес по вертикальной оси симметрии зубчатых колес планетарного механизма : А - точка контакта колес 1 и 2, В-ось пальца водила (она же горизонтальная ось симметрии сателлита), С - точка контакта зубчатых колес 3 и 4. На водиле выберем точку F , расположенную от оси вращения ОО центральных колес 1 и 4, а также водила на том же расстоянии, что и точка А. Так как колесо 1 вращается вокруг оси ОО, то закон распределения линейных скоростей для него изобразится наклонной линией ОА1, которую пометим цифрой 1. Так как точка В является общей для оси пальца водила и сателлитов, то линия ОВ1, проведенная под углом H к вертикальной оси радиусов является законом распределения линейных скоростей для водила.

Содержание

Введение

1. Условие соосности входного и выходного валов

2. Подбор чисел зубьев для однорядного планетарного механизма

3. Выполнение условия соседства

4. Выполнение условия сборки

5. Графический способ определения передаточного отношения планетарного механизма

Планетарным называется механизм, в котором имеется хотя бы одно зубчатое колесо с подвижной в пространстве осью. Примером является механизм, представленный на рис.1.

Рис. 1. Однорядный планетарный редуктор. (Схема 1)

Рис. 3. Двухрядные планетарные редукторы.

На рычаге Н, называемом водилом, закреплен палец П, на котором надето колесо 2, свободно вращающееся вокруг пальца. При вращении водила Н вокруг оси О н вместе с ним будет двигаться и зубчатое колесо 2, так что центр его О 2 будет описывать окружность радиусом r H. Этим планетарная зубчатая пара принципиально отличается от обычной зубчатой передачи (рис. 2 ) , в которой оба колеса имеют неподвижные центры.

Как видно, движение колеса 2 (рис. 1) похоже на движение планеты вокруг солнца, вследствие чего колесо 2 получило название планетарного, или сателлита, а центральное колесо 1 - солнечного. Нетрудно заметить также, что движение сателлита будет уже не простым вращательным, а более сложным - плоским движением.

Другой пример планетарного зубчатого механизма, но уже с внутренним зацеплением колес представлен на рис. 3. Здесь центральное колесо 1 называется коронным.

Планетарные механизмы обладают ценными свойствами: они имеют меньшие радиальные габариты и массу, высокий коэффициент полезного действия, работают с меньшим шумом , чем соответствующие зубчатые передачи с неподвижными осями, могут осуществлять значительные передаточные отношения. Поэтому они получили весьма широкое распространение в подъемно - транспортных машинах, станках, металлургическом оборудовании, гусеничных и колесных машинах, в авиации, в приводах многих машинных агрегатов и в разнообразных приборах.

Проектирование планетарных механизмов включает три этапа: выбор схемы механизма, определение чисел зубьев колес для обеспечения заданного передаточного отношения и расчет на прочность. В курсе Теория механизмов ограничиваются рассмотрением первых двух этапов.

Выбор схемы механизма - инженерная задача, решение которой требует комплексного учета целого ряда факторов: условий работы механизма, приемлемых кпд, габаритов, массы, величины передаточного отношения, распределения его по ступеням и др.

Очень важно выбрать оптимальную схему механизма, так как одно и то же заданное передаточное отношение можно обеспечить различными схемами, которые будут значительно отличаться по КПД, массе, габаритам и другим дополнительным условиям.

При проектировании планетарных механизмов ( при подборе чисел зубьев) необходимо выполнить и проверить ряд условий: Отклонение от заданного передаточного отношения механизма не должно превышать 10 %.

Зубчатые колеса нулевые. У них должен отсутствовать подрез зубьев. В этом случае колеса с внешними зубьями должны иметь не менее 18 зубьев, а с внутренними ( коронные шестерни) не менее 85 зубьев.

В зацеплении сателлит - коронная шестерня не должно происходить заклинивания. Данное условие обеспечивается при разности чисел зубьев коронной шестерни и зацепляющегося с ней сателлита равной 8.

Входной и выходной валы планетарного механизма должны быть соосными то есть находиться на одном уровне друг с другом.

Должно быть выполнено условие соседства : окружности вершин соседних сателлитов не должны касаться друг друга.

Необходимо обеспечить выполнение условия сборки, которое проверяется только расчетом. По чертежу механизма выполнение указанного условия проверить не удастся.

В общем машиностроении широкое применение нашли четыре схемы планетарных механизмов ( рис. 1 и 3). В таблице 2.1 представлены их основные характеристики.

Определение числа зубьев колес планетарного механизма производится после выбора схемы механизма, назначения количества сателлитов К и модуля m зубьев, который рассчитывается , исходя из требований их прочности.