11.2. Механизмы передач с подвижными осями

Механизмы передач с подвижными осями называются планетарными или зубчато-рычажными.

Одноступенчатый планетарный редуктор, как правило, состоит из одного центрального подвижного колеса; одного центрального неподвижного колеса, называемого опорным; одного или нескольких сателлитов на оси, установленной на водиле (рычаге).

На рис. 11.3 показана схема одноступенчатого планетарного механизма, который состоит из центрального подвижного колеса 1, вращающегося с угловой скоростью ω₁ вокруг оси ОО; водила Н, вращающегося с угловой скоростью ω_Н вокруг оси ОО; сдвоенного сателлита 2 2', установленного на водиле Н и вращающегося вместе с ним со скоростью ω_Н, а также с угловой скоростью ω₂ вокруг собственной оси; центрального неподвижного (опорного) колеса 3 и неподвижной стойки 4.

Рис. 11. 3

Определим степень подвижности планетарного механизма (рис.11.3), имеющего три подвижных звена, три низших кинематических пар и две высших кинематических пар, т.е. n=3, p₂=3, p₁=2:

Аналитически передаточное отношение планетарного механизма опре-деляется методом обращенного движения, при котором всему механизму условно сообщается угловая скорость, равная по модулю, но противоположная по направлению угловой скорости ω_Н водила.

В этом случае водило становится как бы неподвижным и планетарный механизм превращается в обычный механизм с неподвижными осями вращения колес 1,2,2' и 3. Такой механизм называется обращенным. Его передаточное отношение равно:

Индекс в скобках (Н) указывает неподвижное звено.

С другой стороны передаточное отношение обращенного механизма равно отношению угловых скоростей звеньев в обращенном движении:

Учитывая, что фактически угловая скорость ω₃=0, получим:

откуда .

Если ведущим в планетарном механизме является водило Н, то передаточное отношение механизма равно:

Если планетарный механизм имеет две ступени, то сначала определяется передаточное отношение каждой ступени и₁и и₂, а затем определяется общее передаточное отношение как их произведение

и= и₁·и₂ .

Пример. Для заданной на рис. 3.19 кинематической схемы планетарного редуктора определить число оборотов n_вых выходного вала, если известны число оборотов n₁ входного вала и количество зубьев зубчатых колес .

Решение. Из схемы планетарного редуктора видно, что он является двухступенчатым. Каждая ступень редуктора представляет собой планетарный механизм.

Первая ступень редуктора включает центральное подвижное колесо 1, сателлит 2, неподвижное (опорное) колесо 3 и водило Н₁.

Вторая ступень редуктора включает центральное подвижное колесо 5, сателлит 4, неподвижное (опорное) центральное колесо 3' и водило Н₂.

В ращаясь, колесо 1 вращает сателлит 2, который перекатываясь по неподвижному колесу 3, заставляет вращаться водило Н, а следовательно, и связанное с ним колесо 5. Колесо 5 вращает сателлит 4, который, перекатываясь по неподвижному колесу 3', заставляет вращаться водило Н₂ и, следовательно, выходной вал.