Расчет планетарных и волновых передач

1. ПЛАНЕТАРНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Планетарными – называют многозвенные зубчатые механизмы,
имеющие колеса с движущимися геометрическими осями
а
б
Схема простой планетарной передачи
а – конструктивная схема; б – кинематическая схема; zа , zб – центральные колеса;
zg – сателлиты; h - водила

2. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПЛАНЕТАРНЫХ ПЕРЕДАЧ

ПРЕИМУЩЕСТВА:
- меньшие габариты и масса
- возможность получения большого передаточного числа при малом
числе колес
НЕДОСТАТКИ:
- требования к повышенной точности изготовления
- большое число подшипников качения
- необходимость использования долбяка для нарезания колес с
внутренними зубьями

3.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
(в которых все основные звенья подвижны)
а
б
в
г
а – с двумя степенями свободы;
б – замыкающая, в которой соединяются центральные
колеса;
в, г – замыкающие, где одно из центральных колес
соединяется с водилом;
д – дифференциал заднего моста автомобиля,
выполненный по схеме «б» но с коническим колесом
д

4.

5.

2
3
h
Ведущий
вал
Ведомый
вал
1
z2 z4
i = 1 - z . z = 7...16;
1
3
h = 0,96.
4
4
2
1
3
Ведущий
вал
Ведомый
вал
i=
1
z2 . z4 = 30...1600;
1- z z
1
3
h = 0,9...0,1.
h
2
4
5
h
Ведущий
вал
1
3
Ведомый
вал
z3
1+ z
1
i=
z3 . z4 = 20...1600;
1- z z
2
5
h = 0,96...0,20.

6.

УСЛОВИЯ ДЛЯ ПОДБОРА ЧИСЕЛ ЗУБЬЕВ
ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ
Условие соосности – геометрические оси центральных колес должны
совпадать с осью вращения водила.
Условия сборки – зубья всех звеньев планетарной передачи должны
входить в зацепление.
Условие соседства – сателлиты не должны касаться друг друга.
z a z q zb z f
z a z q zb z q
z a zb / nc
( z a z q ) sin
nc
zq 2
z a / nc ; zb / nc
( z a z q ) sin
( zb z f ) sin
nc
nc
( z q 2)
( z f 2)

7.

УСЛОВИЕ СООСНОСТИ
Внутреннее зацепление
зубчатых колес
a w2-3
Внешнее зацепление
зубчатых колес
a w1-2
Схема передачи
1
a w1-2 = 0,5. m. (z1+ z2)
a w2-3 = 0,5 .m .(z3- z2)
Условие соосности:
2
3
a w1-2 = a w2-3 ,
откуда
z1+ z2 = z3- z2.

8.

УСЛОВИЕ СБОРКИ
z+z
Условие сборки: 1n 3 = целое число
w
Условие сборки выполняется
Условие сборки не выполняется
1
2
3
Интерференция зубьев

9.

2 откуда
p
nw <
z+2
arcsin 2+
z1 z2
.
1-2
3
O2
O3
g
d a2
O1
aw
Схема передачи
Условие соседства:
OO
2 3 > da2 ,
g
.
.
где
= 2 aw 1-2 sin
;
OO
2 3
2
.
aw 1-2 = 0,5. m.( z1+ z2) ; g = 2 p ;
nw
1
da2 = m.( z2 + 2),

10.

КОНСТРУКЦИИ ОПОР САТЕЛЛИТОВ
а)
б)
в)
г)
д)
е)

11.

КОНСТРУКЦИИ ВОДИЛ
Водило с одной щекой
Водило с двумя щеками
А
А
А-А

12.

ВОЛНОВЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Волновая передача – это механизм, в котором движение между звеньями
передается перемещением волны деформации гибкого звена

13. СХЕМА КОНСТРУКЦИИ ВОЛНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ

1 – ведущий вал;
2 – кулачок;
3 – эллиптическое кольцо генератора;
4 – корпус волновой передачи с
зубчатым венцом 5;
6 – тонкостенная цилиндрическая
труба с ведомым валом 7

14. ПРИНЦИП РАБОТЫ ВОЛНОВОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

15. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ВОЛНОВЫХ ПЕРЕДАЧ

ПРЕИМУЩЕСТВА:
- возможность реализации большого передаточного числа (u = 70…320)
- плавность вращения выходного вала
- невысокий уровень шума
- контактные напряжения и напряжения изгиба в зубьях волновых передач
значительно ниже, чем в зубьях обычных зубчатых передач, так как у ВП
одна поверхность зуба выпуклая, а другая вогнутая.
- на рабочих поверхностях зубьев почти не происходит заедания и задиров,
поэтому могут быть снижены требования к чистоте их обработки, смазке и
материалу колес.
НЕДОСТАТКИ:
- сложность изготовления колес мелких модулей (0,15…2 мм)
- сложность изготовления гибких тонкостенных колес (требуется
специальная технологическая оснастка)
- ограниченные частоты вращения генератора волн из-за возникновения
вибрации

16. КЛАССИФИКАЦИЯ ВОЛНОВЫХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

С механически генератором (двухволновые, трехволновые)
С электрическим генератором
С гидравлическим генератором
С пневматическим генератором
Наибольшее применение имеют волновые зубчатые
передачи с двухволновым механическим генератором.

17. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ВОЛНОВЫХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

а – жесткое колесо z2 закреплено.
Вращение передается от h к z1
u
( 2)
h ,1
z1
z 2 z1
б, в – ведущее звено – генератор волн h,
ведомое жесткое колесо z2,
колесо z1 – неподвижно
u
(1)
h,2
z2
z 2 z1
г – передача с коротким гибким колесом
Применяют при
z1м z2 м z1
Используют как подвижное шлицевое
соединение

18. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЛНОВЫХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ В МАШИНАХ И ПРИБОРАХ

ракеты
атомные реакторы
вакуумные установки
приводы газовых турбин
судовые механизмы
грузовые лебедки
механизмы приборов с повышенной
точностью поворота

19. ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ

i
C
HF
C
2 d F
m zF
F
2 d C d F
m z C z F
i
F
HC
zC
zC z H

20.

ВОЛНОВОЙ РЕДУКТОР
А
А-А
Жесткое колесо
Ведущий вал
Ведомый вал
А
Гибкое колесо
Генератор волн

21.

Дисковый генератор волн
Эксцентриситет
Эксцентриситет
КОНСТРУКЦИИ ГЕНЕРАТОРОВ ВОЛН
ВОЛНОВЫХ ПЕРЕДАЧ

22.

Кулачковый генератор волн

23.

Гибкое колесо негерметичной передачи
b
Исполнение 1
Исполнение 2
S1
d1
S2
D
l
Исполнение 1 - колесо с гибким дном и фланцем
для присоединения к валу.
Исполнение 2 - колесо с подвижным зубчатым
(шлицевым) присоединением к валу.
Гибкое колесо герметичной передачи
5...8
o

24. РАСЧЕТ ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА ПО НАПРЯЖЕНИЯМ СМЯТИЯ

см
Ft
z р bw
hd
2
4T2
см
2
K h K z bw d
hd K h m – максимальная глубина захода зубьев;
K h 1,5
– коэффициент глубины захода;
zp Kz z
– рабочее число зубьев;
K z 0,25
– коэффициент рабочего числа зубьев.

25.

bd
– коэффициент ширины зубчатого венца.
см
10T2
2
bw d
10T2
d 3
см bd