Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Посмотреть оригинал

ПЛАНЕТАРНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

Общие сведения

Планетарными называются передачи, имеющие зубчатые колеса с подвижными осями вращения. Назначение планетарных передач заключается в редуцировании скорости и усилия, а также в сложении и разложении движения в различных механизмах и машинах.

Преимущества планетарных передач по сравнению с простыми зубчатыми передачами состоят в следующем:

  • ? усилие с ведущего колеса распределяется по нескольким потокам (многопоточность), равным числу сателлитов, поэтому зубья колес испытывают меньшую нагрузку и их размеры можно уменьшить, что ведет к уменьшению габаритов передачи и снижению ее массы;
  • ? посредством одной ступени можно получить большие передаточные отношения, что позволяет не применять многоступенчатые передачи.

Недостатки планетарных передач связаны с требованием повышенной точности изготовления деталей и сложностью их сборки.

Одноступенчатая планетарная передача (рис. 8.1, а) состоит из центральных колес 1,3, водила — Ни сателлитов 2. Сателлиты находятся в зацеплении с центральными колесами и подвижно соединены вращательной парой 02 с водилом Н. Центральное колесо 1 (солнечное) подвижно соединено вра-

Рис. 8.1

щательной парой Ох со стойкой, а центральное колесо 3 неподвижно.

Число сателлитов следует устанавливать не менее двух, чтобы при работе передачи исключить динамический и силовой дисбаланс, возникающий вследствие статической и инерционной нагрузок, действующих на сателлиты. Сателлиты следует располагать на равных угловых расстояниях между их осями. Угловые расстояния определяют из соотношения

где nw — число сателлитов.

Планетарная передача работает следующим образом: при вращении солнечного колеса 1 с угловой скоростью (0lt вращательное движение от него передается сателлитам 2; сателлиты перекатываются по неподвижному центральному колесу 3, вращаясь с угловой скоростью со2 вокруг мгновенного центра вращения Р. Кроме того, сателлиты, подвижно соединенные своими осями с водилом Ну перемещают его с угловой скоростью соя относительно оси вращения Оя. Оси Ох и Он соосны. Движение сателлитов 2 вокруг солнечного колеса 1 напоминает движение планет вокруг Солнца, поэтому такие передачи называются планетарными. Рассмотренная передача носит название редуктора типа Джемса.

Кинематика планетарных передач. Для определения передаточного отношения ин от колеса 1 к водилу Н при неподвижном колесе 3 воспользуемся методом обращенного движения (метод Виллиса). Для этого всей планетарной передачи сообщим угловую скорость -соя, обратную скорости водила соя. Тогда звенья планетарной передачи будут иметь угловые скорости, приводимые в табл. 8.1.

Для обращенного механизма определим передаточное отношение от звена 1 к звену 3 при неподвижном водиле Ну вос- пользуясь третьим столбцом табл. 8.1.

где п1 и пн — частоты вращения звеньев 1 и Н, со = юг/30, верхний индекс у передаточного отношения обозначает номер неподвижного звена.

Решая уравнение (8.2), получаем

откуда

Передаточное отношение

Таблица 8.1

Номера

звеньев

Скорости звеньев в действительном движении

Скорости звеньев в обращенном движении

1

со.

  • 8
  • 1

*е

2

со2

(02-(0н

3

0

  • 3
  • 1

О

Я

(0„

0

Угловая скорость водила Н

Угловую скорость сателлита 2 определяем из уравнения откуда

Наибольшие рекомендуемые передаточные отношения для механизма с одинарным сателлитом (рис. 8.1, а) ин = 4...8.

Планетарные передачи со сдвоенным сателлитом представлены на рис. 8.1, в—д. Эти передачи позволяют получать большие передаточные отношения, от 8 до нескольких тысяч, но с увеличением передаточного отношения у таких передач понижается КПД.

Если неподвижное колесо 3 планетарной передачи (рис. 8.1, а) сделать подвижным, то образуется дифференциальная передача с двумя степенями свободы (рис. 8.1, б).

Для получения большего передаточного отношения объединяют несколько одноступенчатых передач типа Джемса, последовательно соединяя их.

В различных отраслях промышленности большое распространение получили манипуляторы, в которых используются планетарные передачи. Они применяются для сборочных и сварочных работ; в космической технике для создания орбитальных станций, постановки и снятия с орбит спутников различного назначения; в атомной промышленности для осмотра реакторов и работы с радиационными материалами и др. На рис. 8.2 показан фрагмент привода локтевого сустава манипу-

Рис. 8.2

лятора многоразового транспортного космического корабля ? Буран» [6]. Электропривод установлен в плечевой части 1 и управляет локтевой частью 2 руки манипулятора.

Планетарная передача состоит из четырех планетарных ступеней и одной ступени конической передачи. Передаточное отношение одной планетарной ступени равно 5, при модуле зубчатых колес т = 0,8 мм. Общее передаточное отношение и = 6003,5. Электродвигатель 3 мощностью 70 Вт через тормоз 4 соединяется с центральным солнечным колесом первой ступени планетарной передачи. После второй ступени установлена предохранительная муфта 5, которая входным валом соединяется с водилом второй ступени, а выходным валом — с солнечным колесом третьей ступени передачи. Реверсивный электродвигатель управляет поворотом локтевой части руки манипулятора.

Планетарные передачи с двумя и более степенями свободы называются дифференциальными. На рис. 8.3 изображена дифференциальная передача манипулятора с двумя степенями свободы. Манипулятор состоит из основания 3, двух исполнительных звеньев 1 и 2, а также из присоединенной к ним системы зубчатых передач. Управление исполнительными звеньями осуществляется электродвигателями Д1 и Д2.

При неподвижном электродвигателе Д2 движение от электродвигателя Д1 передается к исполнительному звену 1, которое начинает вращаться вокруг оси Ot, звено 2 остается непо

движным. При неподвижном электродвигателе Д1 движение от электродвигателя Д2 передается к звену 2, которое поворачивается вокруг оси 02 вместе со звеном 1, при этом происходит вращение звена 1 вокруг оси Ov При одновременном вращении электродвигателей Д1 и Д2 осуществляется вращение

исполнительных звеньев 1 и

Рис. 8.3

вокруг оси 02 и одновременно вращение звена 1 вокруг оси Ov но при определенном соотношении скоростей двух электродвигателей можно осуществить поворот исполнительных звеньев 1, 3 и 2 вокруг оси 02 при неподвижном положении звена 1 относительно оси Ог.

Существует множество различных схем планетарных передач [14]. Наиболее распространенные и часто применяемые в приборостроении, в радиоэлектронной аппаратуре и механизмах ЛА схемы приведены на рис. 8.1.

Схема 1 (см. рис. 8.1, а) представляет передачу с одинарным сателлитом. Передаточное отношение

Наиболее употребляемое передаточное отношение ин = 4...8,

при других значениях передаточного отношения возрастает габарит передачи. Передача используется в силовых механизмах, имеет высокий КПД, r|j*H = 0,96...0,98.

Схема 2 (см. рис. 8.1, в)— одноступенчатая передача со сдвоенным сателлитом, имеющим внешнее и внутреннее зацепление.

Передаточное отношение этой передачи

За счет усложнения конструкции сателлита и водила имеет большие кинематические возможности, передаточное отношение ufH = 8...16 и высокий КПД, л?# 5=1 0,96...0,98.

Схема 3 (см. рис. 8.1, г) — одноступенчатая передача со сдвоенным сателлитом, имеющим два внешних зацепления (редуктор Давида). Передаточное отношение

Этот передаточный механизм позволяет получать большие передаточные отношения, ии < 25. С увеличением передаточного отношения резко падает КПД, и при больших передаточных отношениях передача от колеса 1 к водилу Н невозможна. При передаче движения от водила Н к колесу 1 можно получить большие передаточные отношения ufI1 « 1600 и более. Передача по этой схеме применяется преимущественно в приборах. Для нее требуется высокая точность изготовления зубчатых колес, КПД передачи цн = 0,85...0,15 и ниже. При

иЬ = Ю0, * 0,14, при ufjX = 1600, т\%г » 0,01.

Схема 4 (см. рис. 8.1, д) — передача имеет внутреннее зацепление сдвоенного сателлита с центральными колесами, кинематические соотношения такие, как в схеме 3; передаточные отношения ин < 16, * 31,5... 1600 и более, КПД

xfJl = 0,85...0,15 и ниже.

КПД планетарных передач. Если у планетарной передачи ведущим звеном является колесо 1, то Wj на этом колесе представляет собой мощность движущих сил. Мощность на водиле WH является мощностью производственных сил сопротивления:

где WT — мощность, теряемая в зацеплениях зубчатых колес и в подшипниках

здесь WH — мощность, передаваемая передачей в обращенном движении, Ун — коэффициент потерь для обращенного механизма

У планетарной передачи КПД определяется по формуле

Предыдущее уравнение можно представить в следующем виде:

Считая, что КПД в зацеплении Г|^ = х^2 * "ПЙ, а КПД в опорах

= Л13 'Лгн'Лнз- Общий коэффициент полезного действия в зацеплениях и опорах при обращенном движении

Тогда коэффициент потерь

Таким образом, КПД планетарной передачи при ведущем звене 1 с учетом, что ufп = V"? н>

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы