Планетарные зубчатые передачи
Планетарными называют передачи, имеющие колеса с перемещающимися геометрическими осями.
Простейшая
четырехзвенная планетарная зубчатая
передача (рис. 116) состоит из центрального
крутящегося
колеса 1 с неподвижной геометрической
осью; сателлитов
2,
оси которых перемещаются; неподвижного
колеса
3 с внутренними зубьями; вращающегося
водила
h,
на котором установлены сателлиты.
Очевидно, что при
Рис. 116
работе планетарной передачи сателлиты 2 совершают сложное (плоскопараллельное) движение.
Если в планетарной передаче освободить неподвижное колесо 3 и сообщить ему дополнительное вращение, то рассматриваемый механизм превратится в дифференциальный, передаточное отношение которого будет одновременно зависеть от угловых скоростей двух звеньев.
Планетарные передачи могут быть одно- и многоступенчатыми.
Достоинства планетарных передач заключаются в малой массе и габаритах конструкций по сравнению с непланетарными зубчатыми передачами, а также в возможности получения больших передаточных чисел (до 1000 и более). Использование в передаче нескольких равномерно расположенных сателлитов распределяет передаваемую мощность на несколько потоков и позволяет уравновесить радиальные нагрузки на валы и их опоры.
Недостатки планетарных передач: повышенные требования к точности изготовления и сборки конструкции, а также сравнительно невысокий КПД у многоступенчатых передач.
Планетарные зубчатые механизмы широко распространены в машиностроении и приборостроении.
Передаточное отношение изображенной на рис. 116 передачи определяется по формуле
i=1/h=1+z3/z1,
где 1 – угловая скорость ведущего звена передачи (зубчатого колеса 1), h – угловая скорость водила, z1, z3 – числа зубьев центрального и неподвижного колес.
В подавляющем большинстве случаев на практике применяют планетарные передачи (с постоянным передаточным отношением), составленные из цилиндрических зубчатых колес. Конические зубчатые колеса используют преимущественно в дифференциальных механизмах.
Конический дифференциал широко используется в автомобилях, тракторах, металлорежущих станках, счетно-решающих устройствах. Автомобильный дифференциал (рис. 117) состоит из конических зубчатых колес 6 и 7, которые насажены на ведущие полуоси автомобиля и сцепляются с сателлитом 4, свободно сидящим на оси, закрепленной во вращающемся водиле h. Водило приводится в движение от двигателя с помощью конической зубчатой пары 3 и 2.
Если автомобиль движется по прямой и ровной дороге и силы сцепления колес 1 и 5 с дорогой одинаковы, то угловые скорости полуосей также будут одинаковы и равны угловой скорости водила. При движении автомобиля на закруглениях колесо, движущееся по внешней кривой, проходит больший путь, чем колесо, движущееся по внутренней кривой. Если оба колеса автомобиля закрепить на одной
Рис. 117
оси, то неизбежно скольжение покрышек по дороге и их повышенный износ. При наличии дифференциала сателлит 4 обкатывает колеса 6 и 7 и одновременно вращается вокруг своей оси, в результате чего угловые скорости полуосей и ведущих колес автомобиля окажутся различными и скольжение покрышек по дороге будет предотвращено.