для входного вала (схема рис. 14.3, a)

F = 0,2 · 103 T1/d 1,

где T1 — вращающий момент на валу, Н·м; d1 — делительный диаметр зубьев зубчатой муфты (рис. 14.4), мм;

для выходного вала (см. рис. 14.3, б, в; рис. 14.4 и 14.11, a) F = 0,1 · 103 Th/a w,

гдеT h — момент на выходном валу (водиле), Н·м: Th Т= 1 ηи; aw — межосевое расстояние передачи, мм.

Наиболее нагружены подшипники сателлитов:

≈ 2Ft max ,

где Ft max — окружная сила, Н: Ft max = 2 · 10 3kwTl max/(nwd1), где Tl max = Tl — максимальный из длительно действующих (номинальный) вращающий

момент на ведущей шестерне, Н·м; d1 — делительный диаметр ведущей шестерни, мм.

Эквивалентная радиальная сила для расчета подшипника при типовом переменном режиме нагружения

Fr = KEFr max,

где Pr = VFrKбKт — эквивалентная радиальная нагрузка (относительно радиальной нагрузки вращается наружное кольцо), H; значения коэффициен-

товK б,K т; Lsah′ — требуемый ресурс подшипника при заданной надежнос-

ти, ч; na′ = (па – nh) и za — относительная частота вращения и количество зубьев центральной ведущей шестерни соответственно; zg — число зубьев сателлита; а1 — коэффициент надежности (см. гл. 7); a23 — коэффициент условий применения (для шарикоподшипников сферических двухрядных а23 = 0,5–0,6, для роликоподшипников сферических двухрядных a23 = =0,3–0,4);k =3—дляшариковыхиk =10/3—дляроликовыхподшипников.

14.3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ПЛАНЕТАРНЫХ ПЕРЕДАЧ

На рис. 14.4 приведена конструкция планетарного редуктора, выполненного по схеме рис. 14.1, а. При изготовлении деталей возникают погрешности, которые приводят к неравномерному нагружению потоков.

Для компенсации этих погрешностей одно из центральных колес выполняют самоустанавливающимся (плавающим. )

В конструкции на рис. 14.4, а плавающее звено — центральная ведущая шестерня. В радиальном направлении эта шестерня самоустанавливается по сателлитам. В осевом направлении шестерню фиксируют с одной стороны торцом штыря 1, а с другой — зубчатой муфтой 2 с установленными в ней пружинными кольцами 3. Делительный диаметр зубчатой муфты 2 принимают для простоты изготовления равным диаметру d1 центральной шестерни. Диаметр муфты dм ≥ d1 + 6m; ширина зацепления bм = (0,2...0,3)d1; толщина неподвижного колеса S = 2,2т + 0,05bb, где bb — ширина зубчатого венца неподвижного колеса b. В тех случаях, когда муфта 2 не встраивается в отверстие водила, внешний диаметр ее умень-

шают (рис. 14.4, б).

На рис. 14.4 ведущий быстроходный вал установлен на шариковых радиальных подшипниках с канавками на наружных кольцах и вставленными в них установочными пружинными кольцами (см. табл. 24.11). Подшипники установлены врастяжку (см. рис. 3.9). Это решение конструктивно наиболее простое. Однако возможны и другие исполнения этого вала. Некоторые из них показаны на рис. 14.5, а– г. Из условия обеспечения необходимой жесткости вала во всех вариантах подшипники располагают один от другого на расстоянии b = (2,0...2,2)а. Если на выступающем из корпуса конце вала вместо соединительной муфты установлены шкив ременной передачи или звездочка цепной передачи, целесообразно применение варианта на рис. 14.5, г, в котором правый по схеме подшипник большей грузоподъемности.

Рис. 14.5

Чтобы в процессе деформирования многолапчатой шайбы исключить возможность повреждения сепаратора правого (см. рис. 14.5, а–г) подшипника, для стопорения круглой шлицевой гайки можно использовать анаэробный силиконовый материал (герметик).

Концы валов выполняют по любому из вариантов, приведенных в гл. 20 (рис. 20.1 и 20.2).

Ведущий быстроходный вал получает движение от электродвигателя через соединительную муфту, установленную на конический или цилиндрический выступающий конец вала. При конструировании мотор-редук- тора зубчатую муфту 1 соединяют с шестерней 2, установленной на валу фланцевого электродвигателя, как показано на рис. 14.6.

Для уменьшения концентрации нагрузки необходимо, чтобы сателлиты самоустанавливались по неподвижному центральному колесу. Для этого можно применять радиальные сферические шарикоподшипники. При большой радиальной силе вместо шариковых применяют роликовые сферические подшипники (рис. 14.7). Толщина обода сателлитов, мм: S ≥ 2т + 1.

Тихоходный вал редуктора выполняют литым из высокопрочного чугуна марки ВЧ50 или ВЧ60 за одно целое с водилом (см. рис. 14.4) или при единичном и мелкосерийном производстве — из стали и соединяют его с водилом сваркой (рис. 14.8, a), посадкой с натягом (рис. 14.8, б), шпоночным (рис. 14.8, в) или шлицевым соединениями (рис. 14.8, г).

Водила выполняют цельными литыми из стали или высокопрочного чугуна, как показано на рис. 14.4, сварными в соответствии с рис. 14.9 или составными, скрепленными шестью винтами и тремя штифтами (рис. 14.10).

В конструкциях, приведенных на рис. 14.4, 14.9 и 14.10, водила установлены в корпусе на двух опорах, и оси сателлитов входят в отверстия в двух стенках водила. В последнее время все чаще водила конструируют с одной стенкой, в которой оси сателлитов располагают консольно. На рис. 14.11 приведена конструкция планетарного редуктора с консольными осями сателлитов. На рис. 14.11, a входной вал соединен с валом электродвигателя соединительной муфтой, а на рис. 14.11, б привод осуществляют непосредственно от вала фланцевого электродвигателя. Водила выполняют чаще всего трехрожковыми (рис. 14.12).

Рис. 14.12

Удобно в этом случае центральную шестерню устанавливать на ведущем валу с использованием шлицевого или зубчатого соединения (рис. 14.13). Чтобы эта шестерня могла самоустанавливаться, посадки эвольвентного шлицевого соединения должны быть с большим зазором по центрирующей поверхности (типа H11/с11).

Рис. 14.13

Колесо внутреннего зацепления воспринимает значительный вращающий момент и должно быть прочно связано с корпусом. Для восприятия момента применяют:

• приклеивание колеса (рис. 14.4) анаэробным клеем типа эпоксидного (ВК-9, τсдв = 20 МПа), фенолформальдегидного (ВК-32-200, τсдв = 30 МПа) и др.; допускаемое напряжение сдвига можно принять [τ]сдв τ= сдв/S,Sгде= 1,5–3 — коэффициент безопасности; посадка в месте сопряжения колеса с корпусом ...H9/g9;

•шпоночное соединение (см. рис. 14.6);

•фланцевое крепление винтами и штифтами (см. рис. 14.11);

• установку трех пo окружности цилиндрических или конических штифтов (см. рис. 14.14); для выхода воздуха при запрессовке на цилиндрических штифтах снимают «лыску» (сеч. А—А).

Рис. 14.14

Наиболее простое и современное решение — клеевое соединение. Рекомендации по проектированию корпуса и крышек даны в гл. 17.

Планетарная передача, выполненная по схеме рис. 14.1, б, отличается от передачи по схеме рис. 14.1, а двумя особенностями:

•устройством для передачи момента от водила быстроходной ступени на центральную шестерню тихоходной ступени;

•конструкцией корпуса, в котором надо разместить большее количество деталей, в том числе два неподвижных колеса внутреннего зацепления.

Все остальные элементы планетарного редуктора, как, например, ве-

дущий вал, соединительные муфты, сателлиты, водила, конструируют по тем же рекомендациям, что и элементы редуктора по схеме рис. 14.1, а.

Передачу момента от быстроходной к тихоходной ступени осуществляют следующими способами:

•зубчатым валом 1, выполненным зацело с центральной ведущей шестерней тихоходной ступени (рис. 14.15);

•зубчатой муфтой 1, соединяющей водило быстроходной и ведущую центральную шестерню тихоходной ступени (рис. 14.16, a, б);

•плавающим водилом быстроходной ступени, с которым жестко со-

единена ведущая центральная шестерня тихоходной ступени (рис. 14.17). В середине корпуса редуктора предусматривают стенку, в которой раз-

мещают подшипники водил быстроходной и тихоходной ступеней. Планетарная передача по схеме рис. 14.1, в отличается от передачи по

схеме рис. 14.1, а тем, что сателлиты имеют по два зубчатых венца. Опорами сателлита служат два подшипника, в связи с чем сателлиты не могут самоустанавливаться по центральным колесам.

Для уменьшения концентрации нагрузки по длине зуба центральную ведущуюz шестерню a выполняют с бочкообразными зубьями (рис. 14.18), а колесо с внутренними зубьями — плавающим.

Рис. 14.17

В зависимостирот расположения деталей планетарной передачи в ко пусе соединение плавающего колеса zb с другими деталями осуществляют по одному из вариантов рис. 14.19, а–г. Осевую фиксацию выполняют с использованием колец из стальной пружинной проволоки класса II. Остальные элементы конструкции планетарной передачи выполняют по тем же рекомендациям, что и для передач по схеме рис. 14.1, а.

Варианты исполнения опор сателлитов приведены на рис. 14.20. Наи-

более простое исполнение приведено на рис. 14.20, а. Вместо шариковых радиальных однорядных подшипников могут быть применены радиальные двухрядные сферические шариковые или роликовые подшипники (рис. 14.20, б, в). В опорах сателлитов применяют также конические

Рис. 14.20

роликоподшипники, но значительно реже, так как для их регулирования требуется разборка узла.

Если приведенные на рис. 14.20 подшипники не удается вписать в сателлиты, то применяют подшипники игольчатые (рис. 14.21, а) или скольжения (рис. 14.21, б).

Рис. 14.21

В некоторых планетарных редукторах применяют конструкции сателлитов с вращающимися осями. На рис. 14.22, а показано наиболее простое исполнение. При исполнении по рис. 14.22, б в качестве опор могут быть применены радиальные двухрядные сферические шариковые или роликовые

подшипники. Применяют также радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами (рис. 14.22, в). На рис. 14.22, г приведена конструкция с гладкой осью.

Во всех вариантах рис. 14.22 точность осевого положения деталей обеспечивают подбором или подшлифовкой компенсаторных колец K.

Чтобы сателлиты не вращались относительно оси, их устанавливают на ось с небольшим натягом (рис. 14.23, a), удерживают установочным винтом (рис. 14.23, б) или цилиндрическим штифтом (рис. 14.23, в).