книги из ГПНТБ / Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры

для того, чтобы вращение всех звеньев было бы определенным, необходимо принудительно вращать какие-либо два вала.

Из передачи, имеющей две степени свободы, можно получить передачу с одной степенью свободы наложением на систему допол­ нительно одной связи. Такую связь можно осуществить несколькими способами:

1. Закреплением какого-либо солнечного колеса. Эти схемы по­ казаны на рис. (202), (203), (205).

239

2. Кинематическим соединением каких-либо двух валов. Эти схемы получаются следующим образом.

V

В схеме рис. 202а освободим от закрепления колесо 3 и соеди­ ним его с помощью передачи 4-5-6 с валом водила (рис. 206).

То же самое можно применить в схеме (205), т. е. освободить от закрепления солнечное колесо 3 и соединить его с помощью пере­ дачи 4-5-6 с валом водила (рис. 207).

240

В этих двух схемах солнечное колесо 3 соединено с водилом. Однако можно получить систему с одной степенью свободы, соеди­

рис. 209,6, где 3 одноступенчатых планетарных передачи соединены последовательно.

Таким образом, планетарная передача, в отличие от простой, является трехвалыюй, т. е. имеет три выходных вала. Один из этих валов соединяется с полезным сопротивлением, а другой — с дви­ гателем. Оставшийся третий вал, не соединяющийся ни с двигате­

свободы должен быть или сделан неподвижным или соединен с по­ мощью соединительной передачи с каким-либо другим валом.

Очевидно, что валы, соединяемые с двигателем и с полезным сопротивлением, соединять между собою с помощью соединитель­ ной передачи нельзя, так как в этом случае передача обратится

вобычную простую и планетарная часть не будет использована.

Вобычной простой передаче имеются два выходных вала: ведо­ мый, соединяющийся с полезным сопротивлением, и ведущий, соеди­

няющийся с двигателем. В планетарной трехвалыюй передаче могут существовать различные сочетания: 2 вала ведомых и один

Вращающий момент, действующий по направлению часовой стрел­

1-й — ведущий, а валы 3 и Я — ведомые. В передаче 13-Я два вала 1 и 3 — ведущие, а Я — ведомый. Крайние цифры отражают валы, соединенные с двигателем (обозначение слева) и с полезным сопро­ тивлением (обозначение справа). Так, в обозначении 1-ЗЯ двига­ тель присоединяется к валу 1-му, а полезное сопротивление к валу водила Я. В передаче Я-31 двигатель присоединяется к валу во­ дила Я, а полезное сопротивление — к 1-му валу.

В обозначениях отражается связь, налагаемая для того, чтобы передача обладала одной степенью свободы. Так, например, в схе­ ме 1-3Я дужкой показано, что свободный вал 3 соединен соеди­

нительной передачей с валом 1, а в передаче 1-ЗЯ свободный

вал 3 соединен с валом водила Я. Если какое-либо из централь­ ных колес неподвижно, то номер соответствующего вала в обо­ значении отсутствует. Так, передача 1-Я означает, что колесо 3 неподвижно, а в передаче 3-Я означает, что неподвижным коле­ сом является колесо 1 и т. д.

§ 71. КИНЕМАТИКА ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Обозначим три угловые скорости валов планетарной передачи соответственно через «>,, и «>я , и соответствующие числа обо­

ротов через п I, пл, пи. Допустим, что всей системе относительно центральной оси дана угловая скорость ѵ»н в сторону, обратную

вращению водила. Следовательно, водило в пространстве ока­ жется неподвижным, а солнечные колеса получат обратные угло­ вые скорости с)/у и будут вращаться с угловыми скоростями

соответственно »ц — «о,, и w/;. Такая передача носит название обращенной передачи. Алгебраическое значение передаточного числа такой обращенной передачи обозначим /із. Это передаточ­ ное число будет равно

Формула (489) носит название формулы Виллиса и может быть

чисел зубьев соответствующих колес. Так, для схемы (рис. 202, а)

и т. д.

Формула (489) или (490) содержит 3 угловых скорости (или числа оборотов), из которых одна угловая скорость задается усло­ вием задачи, а остальные две подлежат определению. Эта формула, следовательно, без дополнительных условий применима для пере­ дачи, имеющей 2 степени свободы. Для передачи с одной степенью свободы дополнительным условием будет: а) в передачах с одним неподвижным солнечным колесом

мі = 0 или о)з= 0;

б) в передачах, в которых кинематически связаны 2 вала, до­ полнительным условием является передаточное число соединитель-

244

ной передачи іс, которое при заданной схеме определяется обыч­ ным путем. Так, для схемы (рис. 206 и 207)

. _ . ____ £к_

!с — h Н — г, ’

для схемы (рис. 208)

Ч— Оз — Zi

Сточки зрения кинематического анализа схемы, которые могут

найти применение в корабельных установках, укладываются в

3группы:

1.Схемы, в которых одно солнечное колесо закреплено. (Счи­ таем, что этим колесом будет колесо 3). Следовательно, в этих схемах отсутствует соединительная передача. Такие схемы пока­

заны на рис. 202,а, 205.

2.Схемы, в которых одно солнечное колесо соединено с по­ мощью соединительной передачи с валом водила. Считаем, что этим колесом будет колесо 3. Такие схемы показаны на рис. 206, 207.

3.Схемы, в которых два солнечных колеса соединяются с по­ мощью соединительной передачи. Такая схема показана на рис. 208.

Причем для всех схем будем считать, что ведущий вал быстро­ ходный и к нему подводится двигательная мощность, а ведомый

вал тихоходный и к нему присоединяется полезное сопротивление. Характеристикой компактности планетарной передачи является

отношение

245

Такая схема, где применена одноступенчатая передача, показана на рис. 202, а, а двухступенчатая на рис. 205. Для получения боль­ ших передаточных чисел можно применить и многоступенчатую передачу, показанную на рис. 209,6.

Следовательно, для этой передачи

откуда видно, что величина габаритного коэффициента будет немногим больше единицы.

Для схемы, показанной на рис. (203), в которой оба солнечные

может быть сделано каким угодно большим при минимальном числе колес, что и характеризуется габаритным коэффициентом /г0,

который при і\з —>• 1 стремится к бесконечности.

Однако, как показывает статический анализ, к. п. д. этой пере­ дачи весьма низок и уменьшается с увеличением передаточного числа, что исключает возможность применения этой передачи в корабельных установках.

Следует учесть, что существенным недостатком любой планетар­ ной передачи, в которой вал водила является быстроходным, это необходимость тщательного уравновешивания системы из-за дина­ мических нагрузок, возникающих от центробежных сил, действу­ ющих на водило и связанные с ним детали. Поэтому в силовых корабельных установках могут найти применение лишь схемы, в ко­ торых вал водила будет тихоходным.

2. Солнечное колесо 3 соединено с валом водила схемы 1-3Н.

Передаточное число определится из следующих исходных уравнений

246

Из формулы (497) видно, что для получения максимального пере­

передач і[{ и ОзСхемы планетарных передач ГЗН показаны на рис. 206, в ко­

Делая 0 :1 близким к 0зможно получить сколь угодно большое передаточное число. Но, как будет показано ниже, в этом слу­ чае с увеличением іІН (а следовательно, и k0) к. п.д. передачи

247

будет уменьшаться. Передача 1-3Н показана на рис. 208, где

основная планетарная передача (1-2а-3) и соединительная (4-5-6) сделаны одноступенчатыми с внутренним зацеплением.

§ 72. СТАТИКА ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Отношение вращающих моментов, передаваемых валами, не зависит от числа оборотов этих валов, а лишь от передаточного числа и к. п. д. Поэтому вращающие моменты на валах можно опре­ делить для обращенной передачи, считая, что и в планетарной они будут теми же. В данном случае обращенная передача рассматри­ вается как обычная простая одноступенчатая или двухступенчатая.

Для передачи, показанной на рис. 209, а, учитывая направление вращающих моментов и направление вращения, зависимость между моментами будет

Формулы (502) и (503) справедливы для любой многоступенчатой передачи.

Для рассматриваемой обращенной передачи можно написать

где коэффициент ß зависит от того, является ли вал 1-й в обращен­

248