Особенности расчета планетарных передач на прочность и конструирования зубчатых колес

Для расчета прочности зубьев планетарных передач используют те же формулы, что и при расчете простых передач. Расчет выполняют для каждого зацепления: например (см. рисунок 1.7.1), для наружного зацепления – колеса а и g, для внутреннего – колеса g и b. Так как силы и модули в этих зацеплениях одинаковы (см. рисунок 1.7.2), а внутреннее зацепление по своим свойствам прочнее наружного, то при одинаковых материалах достаточно рассчитать только зацепление колес а и g. При разных материалах расчет внутреннего зацепления выполняют с целью подбора материала колеса или как проверочный.

Формула для проектного расчета изменяется с учетом числя сателлитов и коэффициента неравномерности распределения нагрузки между ними. При этом

Для планетарных передач рекомендуют

Волновые зубчатые передачи. Принцип работы и устройство. Достоинства и недостатки, область применения

Волновой называют механическую передачу, в которой вращение передается за счет волнового перемещения зоны деформации упругого гибкого звена.

Гибкий венец 1 деформируется генератором волн 3 и входит в зацепление с центральным колесом 2 в двух зонах.

Принцип волновых передач заключается в многопарности зацепления зубьев, которая определяет все положительные качества этих передач по сравнению с другими.

Достоинства волновых передач. 1. Имеют меньшую массу и меньшие габариты. 2. Обеспечивают более высокую кинематическую точность. 3. Небольшие нагрузки на валы и опоры вследствие симметричности конструкции. 4. Работают с меньшим шумом. 5. Обладают большими передаточными отношениями (60-300) при КПД η = 0,8÷0,9.

Недостатки. 1. Сложность изготовления гибкого колеса и генератора. 2. Ограничение частоты вращения ведущего вала генератора волн при больших диаметрах колес. 3. Мелкие модули зубчатых колес (0,15-2 мм). 4. Возникновение вибрации.

Применение волновых передач целесообразно во всех механизмах с большим передаточным отношением, а также в устройствах со специальными требованиями к герметичности, кинематической точности и инерционности.

Классификация волновых зубчатых передач и схемы наиболее распространенных механизмов. Конструкции

Рисунок 9 – Волновая передача

Гибкий венец 1 нарезан на деформируемом конце тонкой цилиндрической оболочки 5, другой конец которой через тонкое дно соединяется с выходным валом 4.

Генератор волн 3 состоит из овального кулачка соответствующего профиля и специального шарикоподшипника 6 с гибкими кольцами.

На концах большой оси вала зубья зацепляются по всей высоте, на малой оси зубья не зацепляются.

Геометрические и кинематические соотношения. Передаточное отношение

Рисунок 10 – Гибкое колесо

Внутренний диаметр d гибкого колеса как основной размер передачи определяют из условия сопротивления усталости с учетом действия только нормальных напряжений:

где – вращающий момент на валу гибкого колеса, Н·м; – передаточное отношение передачи; – допускаемое напряжение, Н/мм²; для стали марки 30ХГСА = 150…170 Н/мм²; Е – модуль упругости материала венца, для сталей Е=2,1·10⁵ Н/мм²; – коэффициент толщины зубчатого венца; – коэффициент ширины зубчатого венца.