Что такое сателлит в механике
Перейти к содержимому

Что такое сателлит в механике

  • автор:

Сателлит — это что-то, сопутствующее главному

Сателлит - это что-то, сопутствующее главному

Государство-сателлит, сателлитная передача, сателлитная антенна, сателлитная колонка, и даже сайт-сателлит. Это распространенное определение употребляется часто и практически всеми, кто рассуждает о политике, технике и технологии. При этом изначальный смысл его известен не каждому, но кажется, что обозначает оно что-то ультрасовременное, имеющее отношение к компьютерам, связи, телевидению или механике. Тем не менее само слово satelles (или образованное от него в родительном падеже satellitis) употреблялось еще древними римлянами.

сателлит это

Спутник древнеримских вельмож и планет

У вельмож Рима были постоянные спутники, следящие за их безопасностью. Собственно, они и у сегодняшних сильных мира сего имеются, и называются они по-разному. Некоторые деятели высшего уровня патриотично употребляют русское слово «телохранитель». Другие, настроенные прозападно, предпочитают что-то заграничное, вроде «секьюрити» или «бодигард». Так вот, древнеримский сателлит — это охранник-телохранитель.

При поиске различного оборудования для автомобиля и дома мы часто ориентируемся на отзывы.

значение слова сателлит

Когда выяснилось, что Луна вращается вокруг Земли, а не наоборот, ее тоже в науке стали именовать по-латыни. До тех пор, пока спутник у нашей планеты был один, и при этом естественный, астрономы его тоже называли сателлитом. Традицию сломал наш «спутник», вошедший в словари языков всего мира. Правда, вскоре американцы спохватились и после запуска собственного космического орбитального аппарата стали именовать его «satellite», а космонавтов назвали астронавтами. Что же, хозяин-барин. Кто запускает, тот и называет как хочет.

Еще спутниковые антенны иногда называют сателлитными. Такая терминология – прямое следствие перевода с английского языка.

что такое сателлит

Ученые и инженеры со своими сателлитами

Изучение космического устройства Вселенной породило многие технические идеи. Планетарная передача – кинематическая система, состоящая из зубчатых колес, меньшие из которых вращаются не только вокруг собственной оси, но оборачиваются около центральной шестерни. Значение слова сателлит, принятое в механике, это и есть название таких зубчатых колес. Применяются они в самых разных устройствах, от наручных часов до сложных строительных машин и космических аппаратов.

Когда у тебя сахарный диабет, контроль уровня глюкозы в крови.

Но не только механики, а и физики-оптики тоже пользуются этим термином. В их понимании сателлит — это часть спектральной развертки, которая, согласно волновой теории, представляет собой гармонику более яркой полосы.

Политические сателлиты

У каждой сильной страны есть свои геополитические интересы, соблюдать которые помогают союзники. Правда, всегда находятся и противники. К примеру, у нацистской Германии в списке дружественных государств числились Италия, Испания, Румыния, Япония, Венгрия и еще несколько стран, не оказавших на судьбу гитлеризма особого влияния. В период Второй мировой войны каждую из них называли обидным словом «сателлит». Это не очень лестное определение предполагает, что собственной внешней политики у правительства нет, и оно слепо следует навязанным «старшим братом» курсом. Что-то подобное происходит в некоторых странах и сегодня, при этом подражание и подчинение мнимому союзнику старательно выдается за стремление к независимости, называемой «подлинной».

что такое сателлит

Сателлиты в интернете

А вот у программистов есть собственное мнение о том, что такое сателлит. Это небольшой сайт, назначение которого состоит в раскрутке главного медийного проекта. На нем есть множество ссылок, которые ведут посетителя «куда надо» и тем самым увеличивают траффик. Зайдя на сайт-сателлит, часто можно получить информацию о стоимости рекламных услуг. Контент их невелик, и часто для заполнения немногих страниц используются заимствованные из других источников материалы. Чтобы избежать штрафных санкций, тексты перерабатываются, для чего иногда используют труд наемных рерайтеров или копирайтеров.

Сателлиты КПП — как они работают?

like

0 23 Ноября 2015

Сателлиты КПП — как они работают?

  • Сателлиты КПП — как они работают?
  • Что такое сателлиты коробки передач?
  • Замена сателлит коробки передач
  • Принцип работы сателлитов в коробке передач
  • Преимущества и недостатки использования планетарных механизмов в КПП

star star star star star star star star star

КПП

Если говорить об автомобильных коробках передач, то наиболее распространенным вариантом всегда считался механический вид этого устройства, а коробка автомат ассоциировалась скорее с женщиной-водителем. Однако, в последнее время АКПП завоевывает все большую популярность не только у женщин, но и у представителей мужского пола.

  • Что такое сателлиты коробки передач?
  • Замена сателлит коробки передач
  • Принцип работы сателлитов в коробке передач
  • Преимущества и недостатки использования планетарных механизмов в КПП

—>Естественно, у каждого из видов имеются свои преимущества и недостатки, поэтому оценивать их как безусловно хороший или несомненно плохой, конечно же нельзя. В данной статье, мы попытаемся немного разобраться в работе автоматической КПП, уделив особое внимание некоторым ее составляющим, а точнее, так называемым сателлитам КПП.

Что такое сателлиты коробки передач?

Сателлиты

В автомобильной практике, под понятием «сателлит» подразумевают один из элементов АКПП, называемый еще планетарной шестерней. С конструктивной точки зрения – это зубчатое колесо планетарной передачи, оборудованное подвижной осью вращения. Как правило, данная деталь размещается в месте стыка с солнечной шестерней. Солнечная шестерня – центральный элемент, вокруг которой и вращаются зубчатые колеса. Благодаря такой конструкции, принцип работы сателлита напоминает нашу Солнечную систему, вокруг которой вращаются планеты, от сюда и название передачи – планетарная.

Планетарная передача самая важная часть КПП, ведь именно она обеспечивает весь диапазон рабочих взаимоотношений автоматической передаточной коробки, а остальные устройства только помогают качественному ее функционированию.

В наше время, указанный вид получил широкое распространение не только в автомобильном мире, но еще и в повседневной жизнедеятельности человека. К примеру, планетарная передача является основой работы многих электрических шуруповертов.

КПП

В автомобильной коробке автомат, как правило, расположено две таких передачи, которые объединены в один компонент. Сюда входят солнечная шестерня (размещена в центре), водило и кольцевая шестерня. Каждая составляющая может играть роль входной или выходной шестерни, или же вообще блокироваться. Передаточное отношение определяется выбором функции каждого компонента. Такая система присутствует на многих АКПП и считается наиболее долговечной, так как из-за незначительной активности зубьев они редко выходят из строя. Кроме того, планетарная передача отличается простотой и компактностью, что позволяет более плавно переключать скорости, избегая разрывов в передачи мощности силового агрегата транспортного средства.

Замена сателлит коробки передач

Когда на шестернях дифференциала (в том числе и сателлитах) появляются трещины или начинают крошится зубья – это верный признак того, что указанный элемент подлежит замене. В случае незначительных повреждений поверхностей скольжения, присутствующий дефект можно устранить путем шлифовки мелкозернистой шкуркой, с последующей полировкой.

Сателлиты

Выполняя замену сателлита коробки передач, необходимо выполнить ряд последовательных действий. Для начала выверните болты крепления ведомой шестерни главной передачи, при помощи которых она крепится к коробке дифференциала. Взаимное расположение коробки и шестерни стоит пометить. Затем, установите под шестерню какой-то упор и выпрессуйте из нее коробку дифференциала.

Выполнить эту задачу поможет молоток и выколотка из мягкого металла, через которую будут наноситься удары. Дальше, пользуясь бородком, выбивают фиксирующий штифт оси сателлитов и достают его из коробки. Теперь, когда он в руках, можно без проблем снять ось сателлитов, а за ней, проворачивая шестерни дифференциала, вынуть из коробки и сами сателлиты, вместе с полуосевыми шестернями и опорными шайбами. Проведите осмотр рабочих поверхностей деталей зубьев сателлитов, шлицов и зубьев полуосевых шестерен. Если теория о сильном износе их рабочих поверхностей подтвердилась и Вы заметили, что зубья и правда начали крошится, то процедуру замены лучше не откладывать.

На данном этапе, все, что нужно – это установить на место вышедших из строя деталей, новые элементы и собрать все в обратной последовательности.

Принцип работы сателлитов в коробке передач

Сателлиты КПП

Чтобы разобраться в принципе работы сателлитов коробки передач, рассмотрим ее более детально. Функционирование АКПП обеспечивается работой двух основных составляющих – гидромуфтой и уже упомянутой планетарной передачей. Гидромуфта представлена в виде двух лопастных колес, которые помещены в единый корпус, заполненный специальным маслом. Одно из колес – насосное, соединено с коленчатым валом двигателя, а второе – турбинное, непосредственно взаимодействует с трансмиссией.

Когда насосное колесо начинает вращаться, отбрасываемые потоки масла способствуют раскручиванию турбинного колеса, что позволяет передавать крутящий момент в соотношении 1:1. В случае с автомобилем, такой вариант совершенно не подходит, ведь здесь нужно, что бы крутящий момент мог меняться в широких диапазонах.

Поэтому, учитывая данный факт, между насосным и турбинным колесами начали устанавливать дополнительное колесо – реакторное, способное подстраиваться под рабочие режимы движения машины, что выражается либо в его вращении, либо в неподвижности. В неподвижном состоянии, реактор увеличивает скорость потока рабочей жидкости, которая циркулирует между колесами, а чем выше скорость ее движения, тем большее воздействие оказывается на турбинное колесо.

Блок сателлитов

Таким образом, крутящий момент на турбинном колесе увеличивается, тоесть мы влияем на его трансформацию. Благодаря этому, устройство с тремя колесами, можно назвать уже не гидромуфтой, а гидротрансформатором.

Однако, и он не способен полностью трансформировать скорость вращения в нужных пределах. Кроме того, обеспечить движение автомобиля задним ходом, ему также не под силу. Именно поэтому, такое устройство дополняют набором из отдельных планетарных передач, обладающих разным передаточным коэффициентом. Со стороны это может выглядеть так, как будто несколько одноступенчатых КПП поместили в один общий корпус.

Планетарная передача – это механическая система, которая состоит из нескольких шестерен – сателлитов, вращающихся кругом центральной шестерни. Все вместе, сателлиты фиксируются благодаря водилу, а внешняя кольцевая шестерня, имеет внутренние зацепление с планетарными шестернями. Закрепленные на водиле сателлиты, вращаются кругом центральной шестерни, а внешняя шестерня, движется вокруг сателлитов. Разница передаточных отношений достигается путем фиксации разных деталей относительно друг друга.

За переключение передач отвечает система управления, которая изначально была полностью гидравлической, но в современном мире, на помощь ей пришла электроника.

Сателлит

Но почему же, в автоматической коробке передач, чаще всего, применяется именно планетарная передача? Можно же попробовать использовать валы с закрепленными на них шестернями (как в механической коробке)? Ту дело в том, что описанный тип передачи более компактный и обеспечивает быстрое, а главное плавное переключение скорости, без разрыва в передаче мощности мотора. Более того, за счет передачи нагрузки несколькими сателлитами, снижается напряжение зубьев, что обеспечивает сравнительно большую долговечность планетарных передач.

В одинарном варианте такой передачи, крутящий момент передается посредством двух ее элементов: один из которых ведущий, а второй – ведомый. Третий составляющий элемент остается в неподвижном состоянии.

Двухступенчатая планетарная передача представляет собой две объединенные передачи. Она состоит из одной кольцевой шестерни (всегда выходной), двух солнечных и двух наборов сателлитов. Расположение сателлитов в водиле выполнено таким образом, что один размещен ниже второго и не сопрягается с кольцевой шестерней, соединяясь только с другим сателлитом, посредством которого и достигается указанное соединение. Меньшие шестерни, сопрягаются исключительно с меньшей солнечной шестерней, а большие – соответственно, с большей шестерней, а также с меньшими сателлитами.

Преимущества и недостатки использования планетарных механизмов в КПП

Использование планетарных механизмов в КПП имеет ряд преимуществ, среди которых выделяют:

— сравнительно меньшие габариты трансмиссии;

— высокую надежность работы (работоспособность сохраняется даже в случае потери нескольких зубьев центральных колес);

— высокий коэффициент полезного действия при сравнительно больших передаточных числах;

— отсутствие поперечных нагрузок на основных валах;

— возможность отсоединения вала силового агрегата от трансмиссии, конечно, лишь при условии использования фрикционов передаточной коробки (в этом случае, коробка передач одновременно выполняет роль главного фрикциона);

— сравнительно высокую скорость переключения передач, что существенно повышает средний темп движения транспортного средства.

Сателлиты

Однако, наряду с преимуществами, также, существуют и некоторые «минусы» применения планетарной передачи в КПП. Основными из них считаются необходимость в повышенном уровне точности изготовления, что объясняется наличием избыточных связей («лишних» сателлитов), и резкое снижение коэффициента полезного действия при работе с большими передаточными числами.

Зачастую, те планетарные передачи, в состав которых входят эпициклические колеса, имеют сравнительно больший уровень КПД, нежели те, которые состоят только лишь из колес внешнего зацепления. По этой причине, в планетарных КПП, применяются самые простые планетарные ряды с эпициклом. Количество переключений одного ряда, как правило, не превышает трех, что значительно упрощает систему управления фрикционами и тормозами. Кроме того, число планетарных рядов одной коробки передач, также, чаще всего, не превышает трех.

Наличие особенностей в проектировании и расчете таких передач, связано с присутствием избыточных кинематических связей (сателлитов). Гранично возможное число сателлитов в одном ряду, ограничивается условием соседства, которое гласит, что их количество должно быть таким, что бы они не соприкасались друг с другом.

Правда в реальности, число сателлитов редко превышает шесть, что объясняется трудностью равномерного распределения нагрузки между ними в случае большого их количества. Вторым необходимым условием существования и нормального функционирования планетарного ряда, является соблюдение условия соосности, а точнее соосности центральных колес, водила и эпицикла. В случае простого планетарного ряда, такое условие выражается в равенстве межосевых расстояний зацепления солнечного колеса и сателлита, а также зацепления сателлита и эпицикла.

Сателлиты

Разветвление потока мощности при передаче силовых нагрузок посредством сателлитов, требует принятия определенных мер касательно обеспечения равномерности распределения поступающих нагрузок между всеми сателлитами. Среди основных причин отсутствия такой равномерности, выделяют следующие: неточности, допущенные при изготовлении зубчатых колес; разное межосевое расстояние сателлитов; перекос геометрии осей сателлитов (оси сателлитов и главная ось передачи непараллельные друг другу) и т.д.

В случае отсутствия обеспечения равномерного распределения нагрузки, расхождение в ее величине, у некоторых сателлитов, может достигать показателя в 70%. Выравнивания поступающей нагрузки между всеми сателлитами, можно достигнуть одним из следующих способов:

За счет повышения точности изготовления деталей планетарной передачи

Путем создания плавающего типа водила или одного из центробежных колес, благодаря чему они смогут иметь некую радиальную подвижность относительно корпуса и сопряженных элементов;

За счет применения упругих элементов конструкции (например, за счет использования обода эпицикла с повышенной гибкостью и осей сателлитов с малой жесткостью).

Расчет прочности описанного типа передач, производят по формулах, используемых в работе с цилиндрическими передачами. Определяя расчетный момент, который действует в зубчатом зацеплении, учитывают количество сателлитов, отвечающих за передачу рабочих нагрузок, а также неравномерность нагрузки на их зубья.

При изготовлении элементов планетарных передач, используются такие же материалы, как и при создании обычных зубчатых передач. Зачастую, это машиностроительные и легированные стали углеродистого происхождения, которые дополнительно подвергаются улучшенной термической обработке.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Безводильные планетарные передачи с двухзвенными сателлитами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

БЕЗВОДИЛЬНАЯ ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА / TOWBARLESS PLANETARY GEAR / ДВУХЗВЕННЫЙ САТЕЛЛИТ / DOUBLE SATELLITE / ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ / REDUCTION RATIO / НАГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ / LOAD CAPACITY / ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ / КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ / TECHNOLOGICAL EFFECTIVENESS / EFFICIENCY FACTOR

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Колмаков Станислав Витальевич

В статье рассмотрены конструкции безводильных планетарных передач , содержащие принципиально новый структурный модуль– двухзвенный сателлит . Такой сателлит состоит их двух (или для симметрии трёх) шестерён, закреплённых на общей оси с возможностью относительного вращения. Достоинство предложенных передач, по сравнению с прочими безводильными передачами, заключается в сочетании больших передаточного числа и нагрузочной способности с достаточно высокой технологичностью .

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Колмаков Станислав Витальевич

Фрикционно-зубчатая безводильная планетарная передача

Повышение технических характеристик безводильной планетарной передачи за счёт увеличения коэффициента смещения на внутренних зубьях

Геометрический расчёт безводильной планетарной передачи
Формализация синтеза схем безводильных планетарных передач
Силовой анализ фрикционно-зубчатых безводильных планетарных передач
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE TOWBARLESS PLANETARY GEARS WITH A DOUBLE SATELLITE

The article describes the designs of towbarless planetary gears containing a fundamentally new structural unit a double satellite. This satellite is composed of two (or three for symmetry) gears mounted on the common axis with the possibility of relative rotation. The benefit of the proposed gears, as compared with other towbarless planetary gears, is in combining high reduction ratio and load capacity with relatively high technological effectiveness .

Текст научной работы на тему «Безводильные планетарные передачи с двухзвенными сателлитами»

МАШИНОВЕДЕНИЕ И ДЕТАЛИ МАШИН

УДК 621.833.6 С.В. Колмаков

Курганский государственный университет

БЕЗВОДИЛЬНЫЕ ПЛАНЕТАРНЫЕ ПЕРЕДАЧИ С ДВУХЗВЕННЫМИ САТЕЛЛИТАМИ

Аннотация. В статье рассмотрены конструкции без-водильных планетарных передач, содержащие принципиально новый структурный модуль — двухзвенный сателлит Такой сателлит состоит их двух (или для симметрии трёх) шестерён, закреплённых на общей оси с возможностью относительного вращения. Достоинство предложенных передач, по сравнению с прочими безводильными передачами, заключается в сочетании больших передаточного числа и нагрузочной способности с достаточно высокой технологичностью.

Ключевые слова: безводильная планетарная передача, двухзвенный сателлит, передаточное отношение, нагрузочная способность, технологичность, коэффициент полезного действия.

S.V. Kolmakov Kurgan State University

THE TOWBARLESS PLANETARY GEARS WITH A DOUBLE SATELLITE

Abstract. The article describes the designs of towbarless planetary gears containing a fundamentally new structural unit — a double satellite. This satellite is composed of two (or three for symmetry) gears mounted on the common axis with the possibility of relative rotation. The benefit of the proposed gears, as compared with other towbarless planetary gears, is in combining high reduction ratio and load capacity with relatively high technological effectiveness.

Index Terms: towbarless planetary gear, double satellite, reduction ratio, load capacity, technological effectiveness, efficiency factor.

В машиностроении применяются передачи типа 3К [1], где основными звеньями являются три центральных зубчатых колеса. Водило в этих передачах выполняет лишь вспомогательную функцию — поддерживает сателлиты. Такие передачи позволяют получить неограниченно большое передаточное число при малых габаритах. Другое достоинство передач 3К — возможность упрощения их конструкции за счёт полного исключения водила. В последнем случае речь идёт о так называемых безводильных передачах.

Для того чтобы передачи 3К, в том числе безводиль-ные, имели максимальные передаточное отношение и нагрузочную способность, их сателлиты должны быть двух-венцовыми, т.е. содержать два зубчатых венца, развёрнутых друг относительно друга в окружном направлении и в общем случае имеющих разные числа зубьев, а при необходимости и модули.

Существуют следующие варианты обеспечения взаимного углового положения зубчатых венцов сателлитов:

1) оба зубчатых венца нарезаны на одной заготовке

или жёстко зафиксированы в одном блоке при сборке. При этом относительное угловое положение зубчатых венцов не регулируется и зависит от точности изготовления сателлитов, определяемой технологией;

2) фиксация относительного углового положения венцов сателлитов происходит при монтаже с использованием сил трения.

Недостатками первого варианта являются сложность достижения необходимой точности углового позиционирования венцов и увеличение количества неидентичных деталей изделия (все сателлиты разные). Во втором варианте необходимость регулировки относительно положения зубчатых венцов сателлитов усложняет конструкцию и процесс сборки передачи.

Существует принципиальное решение, которое лишено указанных недостатков — это применение «двухзвен-ных сателлитов». «Двухзвенный сателлит» состоит из двух (или для симметрии трех) зубчатых колес, имеющих общую ось и свободу относительного вращения вокруг этой оси.

Двухзвенные сателлиты в принципе известны. Они присутствуют в безводильной планетарной передаче [2], которая сама по себе не нашла практического применения из-за сложности конструкции. Нами предложены более простые конструкции безводильных планетарных передач [3; 4] с двухзвенными сателлитами.

Одна из новых передач [3] показана на рисунке 1. Она содержит ведущее центральное колесо 1 с внутренними зубьями, неподвижное опорное центральное колесо 2 с наружными зубьями (число зубьев 72), выполненное с двумя венцами, разнесёнными друг относительно друга в осевом направлении, ведомое центральное колесо 3 с наружными зубьями (73), расположенное между этими венцами, соединенное с ведомым валом 4. Плавающие сателлиты состоят из вала-шестерни 5 (75) и двух одинаковых боковых шестерен 6 (76), надетых на хвостовики 7 вала-шестерни. Боковые шестерни 6 сателлитов способны свободно вращаться на хвостовиках 7. Ведущее центральное колесо 1 состоит из двух одинаковых половин, на каждой из которых выполнено по два венца с внутренними зубьями, один из них (71ь) предназначен для взаимодействия с боковой шестерней 6 сателлита, а другой (71а) — с зубчатым венцом вала-шестерни 5 сателлита. Для выполнения условий сборки, числа зубьев зубчатых колес редуктора связаны соотношением:

где п — разница чисел зубьев центральных колёс 71ь и 71а, 73 и 72 — небольшое целое число: 1, 2 или 3.

В рассматриваемом примере на внешней цилиндрической поверхности ведущего центрального колеса 1 выполнены ручьи 8 для клиновых ремней, приводящих это колесо в движение.

Передача работает следующим образом. Ведущее центральное колесо 1 вращает плавающие боковые шестерни 6, которые обкатываются по венцам опорного центрального колеса 2. В результате оси сателлитов (мнимое водило) совершают вращательное движение вокруг главной оси передачи. Через цилиндрические хвостовики 7 это движение передается шестерням 5 сателлитов, которые опираются на ведущее колесо 1 и передают движение на ведомое колесо 3.

Передаточное отношение Р13 от центрального подвижного колеса 1 к ведомому 3 вычисляется по формуле:

¡213=(1 + / 1 — ( г* / (2)

Рисунок 1 — Передача с двухзвенными сателлитами [3]

С учетом условия (1) расчетная формула (2) приводится к виду:

Благоприятный диапазон передаточных чисел данной передачи: 20. 100. В случае использования зубчатых колес с разными модулями, передаточное число может быть значительно увеличено.

Главным преимуществом данной конструкции является отсутствие необходимости в какой бы то ни было регулировке угловых положений венцов сателлитов. К сожалению, такая безводильная планетарная передача может работать только в сочетании с другой передачей (цепной, ремённой или зубчатой), осуществляющей съем движения в радиальном направлении, либо обеспечивать неполный оборот ведомого звена.

Другая новая передача [4] показана на рисунке 2. Она содержит ведущее 1 (число зубьев 21), ведомое 2 (г2) и опорное 3 (г3) центральные колеса с внутренними зубьями, взаимодействующие с ведомым и опорным центральными колёсами, основные сателлиты, состоящие из вала-шестерни 4 (г4) и двух одинаковых боковых шестерен 5 (г5), надетых на хвостовики вала-шестерни, а также плавающее центральное колесо 6 с внешними зубчатыми венцами г6а и г6ь, предназначенными для взаимодействия с шестернями ¿4 и г5 сателлитов, соответственно. Передача также содержит дополнительные сателлиты 7 (г7) с наружными зубьями, находящиеся в зацеплении с ведущим центральным колесом 1 (21) и венцом (г4) вала-шестерни 4 основных сателлитов, причём каждый дополнительный сателлит взаимодействует с двумя соседними основными сателлитами. Ведомое центральное колесо 2 выполнено с двумя венцами (г2), разнесёнными друг относительно друга в осевом направлении, а зубчатые венцы опорного 3 (г3) и ведущего 1 (21) центральных колес расположены между ними. Боковые шестерни 5 сателлитов способны свободно вращаться на хвостовиках вала-шестерни 4. Плавающее колесо состоит из двух одинаковых половин, на каждой из которых выполнено по два венца с внутренними зубьями, один из которых г6ь предназначен для взаимодействия с боковой шестерней 5 сател-

лита, а другой г6а — с зубчатым венцом вала-шестерни 4 сателлита. Зубчатые венцы ведомого центрального колеса 2 закреплены с возможностью регулирования углового положения болтами 8 на промежуточных дисках 9, имеющих шлицевое соединение с ведомым валом 10. Рационален вариант конструкции, при котором дополнительные сателлиты 7 находятся в зацеплении с венцом сателлита, принадлежащем валу-шестерне 4. При этом в соответствии с условиями сборки числа зубьев зубчатых колес связаны соотношением: — 71ь = г2 — г3 = п, где п = 1; 2.. Работоспособной конструкция является и в том случае, если дополнительные сателлиты 7 находятся в зацеплении с одной из боковых шестерен 5 сателлита.

Передаточное отношение Р12 от центрального подвижного колеса 1 к ведомому 2 вычисляется по формуле:

1312 = (1 + г^) / [(1 — (^»Н^»^)]. (4)

Ведущее центральное колесо 1 вращает дополнительные сателлиты 7, которые передают движение валам-шестерням 4 основных сателлитов. Валы-шестерни 4 обкатываются по венцу опорного центрального колеса 3. В результате, оси сателлитов (мнимое водило) совершают вращательное движение вокруг главной оси передачи. Через цилиндрические хвостовики это движение передается боковым шестерням 5 сателлитов, которые опираются на плавающее центральное колесо 6 и передают движение на ведомое колесо 2. С венцов колеса 2 через диски 9 и шлицы движение попадает на ведомый вал 10. Необходимо подчеркнуть, что в отличие от конструкции [3] (рисунок 1), эта передача имеет осевой подвод и отвод движения.

Достоинство предложенных передач, по сравнению с прочими безводильными передачами, состоит в сочетании больших передаточного числа и нагрузочной способности с достаточно высокой технологичностью. Главный недостаток, свойственный и другим известным безводиль-ным передачам, — низкий КПД. Основной областью применения новых безводильных передач являются кратковременно работающие механизмы: приводы задвижек трубопроводной аппаратуры, подъемники, различные механизмы специальных машин, для которых лимитированы

ВЕСТНИК КГУ, 2013. № 2

«кольцевые» габариты редуктора, располагающегося вокруг тяжело нагруженного вала.

Планетарные передачи

Планетарными называются передачи, имеющие зубчатые колеса с перемещающимися геометрическими осями. Движение этих колес, называемых сателлитами, сходно с движением планет вокруг Солнца. Поэтому эти передачи получили название планетарных. Оси сателлитов g закреплены на подвижном звене – водиле h и вращаются вместе с ним вокруг центральной оси О. Сателлиты обкатываются по центральным колесам а и b, имеющим внешнее и внутреннее зацепления. Центральные колеса называют солнечным (а) и опорным (Ь) (рис. 4.39, а);– угловые частоты вращения центрального колеса а, сателлита и водила; – числа зубьев центральных колес и сателлита.

Механизмы с планетарными передачами могут использоваться как дифференциалы, когда все звенья подвижны. Они имеют две степени подвижности. Например, дифференциал у автомобилей, в котором цилиндрические колеса заменены на конические (рис. 4.39, б). Возможно сложение и разложение движений, когда частоты вращения валов и закрепленных на них колес К различны, что необходимо при поворотах автомобиля. Наиболее распространены передачи, в которых одно из центральных колес закреплено; тогда механизм обладает лишь одной степенью подвижности.

Планетарные передачи относятся к передачам соосной схемы и обычно являются многопоточными (двух- или трех-, в зависимости от количества сателлитов), благодаря чему снижаются нагрузки на зубья и уменьшаются размеры колес.

Преимущества планетарных передач при наличии двух и более сателлитов: меньшие габаритные размеры и масса, так как вращающий момент передается по нескольким потокам; бо́льшие передаточные числа в одной ступени; меньшие поперечные силы действуют на валы.

Недостатки, повышенная точность изготовления и сборки (не ниже седьмой степени точности, а лучше шестой и даже пятой); при больших передаточных числах снижается КПД.

Планетарные передачи широко применяют на транспорте, в станкостроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Разработано большое число схем планетарных передач. Рассмотрим схемынаиболее распространенных передач(обозначениеопределяет наличие двух центральных колес а и b и водила h), изображенные в табл. 4.13.

Схема 1 представляет собой простейшую одноступенчатую передачу. Такая передача наиболее распространена благодаря высокому КПД и технологичности. Схема 2 используется при больших передаточных числах. Она включает две ступени, каждая из которых выполнена по схеме 1.

Таблица 4.13

Номер

схемы

Схема передач

Передаточное число

КПД

1

2

3

Возможно также использовать передачи и с бо́льшим числом ступеней. Схема 3 близка к схеме 1, но на водиле установлен блок с двухрядным сателлитом. Эта передача более сложная и требует изготовления с повышенной точностью. Масса этой передачи меньше передачи, выполненной по схеме 1.

В обозначении передаточных чисел верхний индекс обозначает остановленное звено, а нижний указывает на передачу вращения от ведущего звена к ведомому. Например, – передаточное число от ведущего колеса а к водилу h при остановленном колесе b.

Кинематический расчет. Кинематический расчет планетарной передачи при заданном передаточном числе и выбранной кинематической схеме (см. табл. 4.13) сводится к подбору числа зубьев колес. При этом необходимо соблюдать три условия: соосности, соседства и собираемости. Рассмотрим эти условия для планетарной передачи, выполненной по схеме 1.

Условие соосности необходимо для того, чтобы оси центральных колес совпадали с осью вращения водила. Для этого межосевые расстоянияколес а и g и колес g и b должны быть равны:

(4.55)

Выполнение условия соседства нужно для того, чтобы при установке сателлитов их зубья не задевали друг друга. Выполнение условия можно контролировать выражением

(4.56)

Условие собираемости требует совпадения зубьев всех сателлитов с промежутками между зубьями центральных колес. Выполнение этого условия необходимо для обеспечения сборки при наличии нескольких сателлитов:

(4.57)

где – число сателлитов; Ц – любое целое число.

Особенности конструкции планетарной передачи влияют на распределение нагрузки между сателлитами. В идеальной конструкции с несколькими сателлитами они равны. В реальной передаче из-за погрешностей изготовления силы распределены неравномерно. Для выравнивания нагрузки используются конструктивные мероприятия: одно из центральных колес делают плавающим, что реализуется соединением их с валом или корпусом с помощью зубчатых муфт. Неравномерное распределение нагрузки между сателлитами учитывается коэффициентом Кс. При наличии механизма выравнивания, а при отсутствии

Если вращающий момент на солнечном колесе, то его доля в зацеплении с одним сателлитоми окружная сила равны соответственно

(4.58)

Расчет планетарной передачи для внутреннего и наружного зацеплений сателлита выполняют по формулам для цилиндрических передач. Так как внутреннее зацепление прочнее наружного, то при одинаковых материалах колес рассчитывают прочность лишь наружного зацепления колес а и g. При определении числа циклов нагружения зубьев задают для солнечного колеса, а для сателлита

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *