КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ МНОГОЗВЕННЫХ ЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ

Многоколесные передачи с неподвижными осями колес

Передаточное отношение таких передач равно произведению передаточных отношений простых передач, составляющих данную.

Виды передач: рядовая и ступенчатая.

В рядовой передаче (рис. 3.2.1) промежуточные колеса имеют по два зацепления. Они не влияют на модуль передаточного отношения, но позволяют изменять направление вращения.

Рис. 3.2.2. Ступенчатая передача

В ступенчатой передаче (рис. 3.2.2) промежуточные колеса парами жестко посажены на промежуточные валы. Они влияют на величину передаточного отношения: .

Планетарные передачи

Зубчатые механизмы, в которых ось хотя бы одного колеса подвижна, называются планетарными.

Элементы планетарного механизма имеют специальные названия :

§ зубчатое колесо с внешними зубьями, расположенное в центре механизма называется "солнечным";

§ колесо с внутренними зубьями называют "короной" или "эпициклом";

§ колеса, оси которых подвижны, называют "сателлитами";

подвижное звено, на котором установлены сателлиты, называют "водилом", которое принято обозначать латинской буквой h.

Планетарный механизм, имеющий неподвижное колесо называют

простым.

Передаточное отношение простого планетарного механизма, вычисленное от колеса к водилу, находят по формуле Виллиса , где − передаточное отношение обращенного механизма (механизма с остановленным водилом и освобожденными колесами).

При ведущем водиле вычисляется передаточное отношение от водила к колесу: .

Основные схемы простых планетарных механизмов.

1. Механизм Джемса. Применяется для получения передаточных отношений . Имеет высокий КПД. Компактен и поэтому часто монтируется в одном корпусе с двигателем (мотор-редуктор).

Рис. 3.2.3. Механизм с двумя внешними зацеплениями

Механизм с двойным сателлитом. Применяется для получения передаточных отношений

. Имеет довольно высокий высокий КПД .

3. Механизм с двумя внешними (рис. 3.2.3) или внутренними зацеплениями. Применяется при ведущем водиле для получения передаточных отношений . Имеет невысокий КПД.

Дифференциальные механизмы. Планетарный механизм со всеми подвижными колесами называют дифференциальным. Он имеет 2 степени свободы, что определяет специфику его применения.

Способы применения:

с двумя входными и одним выходным звеном. В случае выходного водила его угловая скорость равна

;

Механизм Джемса

с одним входным и двумя выходными звеньями. Соотношение между угловыми скоростями выходных звеньев определяется внешними кинематическими условиями. Например, скорости вращения центральных колес дифференциала автомобиля одинаковы при движении по прямой и различны при повороте автомобиля;

Рис. 3.2.4. Механизм Джемса

у замкнутых дифференциальных механизмов два входных звена приводятся в движение от одного двигателя (через передачу с неподвижными осями колес). При большом передаточном отношении эти механизмы имеют значительно бόльший КПД по сравнению с обычными редукторами;

§ планетарная коробка скоростей. Различные скорости выходного вала получаются при последовательной остановке колес дифференциального механизма.

Условия, накладываемые на числа зубьев и сателлитов.

1. Условие соосности. Кинематическая схема механизма накладывает условия на размеры начальных окружностей колес. Например, для механизма Джемса (рис. 3.2.4) должно выполняться соотношение . Для нулевых колес одинакового модуля получается .

2. Условие сборки также накладывается на числа зубьев колес, если число сателлитов больше 1. Для каждой схемы в справочниках можно найти таблицы чисел зубьев для получения разных передаточных отношений.

3. Условие соседства проверяется, если число сателлитов больше двух: расстояние между осями соседних сателлитов должно быть больше диаметра их окружностей головок.