Методички / Курсовое проектирование деталей машин

Результаты АPМ Trans

Таблица 1 . Основная геометрия

Рис. 9. Распечатка параметров цилиндрической передачи

Из распечатки видно, что результаты машинных и “ручных” расчётов прак-

тически не отличаются. По распечатке следует сделать основной

Вывод. Контактная и изгибная прочность достаточна.

12. РАСЧЁТ ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

12.1. Оценка передачи

Наибольшее распространение в машиностроении получила простая плане-

тарная передача (редуктор Джеймса, рис. 10, а, б), где ведущее звено — солнечное колесо 1, ведомое – водило h, в котором закреплены оси сателлитов 2. Коронча-

тое колесо 3 встроено в неподвижный корпус редуктора.

а) б)

Рис. 10. Простая планетарная передача

По сравнению с обычной зубчатой передачей она имеет преимущества.

1. Широкие кинематические возможности, позволяющие использовать переда-

чу либо как редуктор с постоянным передаточным отношением, либо как ко-

робку скоростей, либо как дифференциальный механизм.

2. Компактность и малая масса передачи (приблизительно в два раза), объясня-

емые: а) передачей мощности по нескольким потокам (по числу сателлитов), б)

наличием внутреннего зацепления, обладающего повышенной нагрузочной способностью, в) значительным передаточным отношением ( i13h = 3...8).

3. Малая нагрузка на опоры вследствие взаимного уравновешивания сил, дей-

ствующих на сателлиты.

4. Более высокий КПД.

Недостатки:

1.Сложность конструкции.

2.Неравномерность распределения нагрузки между сателлитами.

12.2.Расчёт чисел зубьев

Вотличие от обычных зубчатых передач расчёт планетарных передач начинают с выбора чисел зубьев колёс. При назначении чисел зубьев необхо-

димо учитывать ряд ограничений:

а) числа зубьев должны быть целыми числами;

б) выбранные числа зубьев должны давать передаточное отношение i с до-

пустимой точностью i; по ГОСТ 2185 при i 3,5 i = 4 %;

в) рекомендуется для большинства случаев использовать нулевые прямозубые колёса с ограничениями числа зубьев для колёс с наружными зубьями из условия неподрезания — zн. min = 17, для колес с внутренними зубьями из условия отсутствия интерференции — zв. min = 19; со смещением колёса проектируют при z < 17 или при вписывании в стандартное межосевое расстояние.

В планетарной передаче есть и другие ограничения, так как колёса взаимо-

связаны. Основная цель выбора чисел зубьев — обеспечение заданного переда-

точного отношения:

откуда

(49)

Задаваясь числом зубьев солнечного колеса z 17, определяют число зубьев корончатого колеса z3. Число зубьев сателлитов определяют из условия соосно-

сти:

гарантирует отсутствие интерференции соседних сателлитов. На интерферен-

цию также проверяется внутреннее зацепление (условие правильности внутрен-

него зацепления). По этому условию числа зубьев сателлитов 2 и корончатого ко-

леса 3 должны соответствовать табл. 13.

Таблица 13

Подбор чисел зубьев с оптимизацией по габаритам может быть выполнен также по методу пропорций и на ЭВМ (программа ТМ22, алгоритм расчёта изло-

жен в пособиях [4, 5]).

Пример 7. Рассчитать числа зубьев планетарной передачи по схеме рис.

10 по следующим исходным данным: передаточное отношение i13h = 6,5; число са-

теллитов пс = 3.

Решение.

1)В папке ТММ выводим курсор на gwbasic.exe (вход в систему BASIC)

инажимаем клавишу ENTER.

2)Нажимаем функциональную клавишу F3 (на дисплее высветится

«LOAD» – загрузка) и набираем ТM21 ENTER.

3)Нажимаем функциональную клавишу F2 (на дисплее высветится

«RUN» – запуск) и набираем ENTER. Клавишу ENTER в дальнейшем нажимаем после каждого ввода.

4)Вводим исходные данные.

1 – шифр редуктора Джеймса.

7 – передаточное отношение.

.04 – допускаемое отклонение передаточного отношения (4%).

3 – число сателлитов.

.96 – КПД одной зубчатой ступени (0,95…0,97).

17 – минимальное число зубьев.

150 – максимальное число зубьев.

Распечатка компьютерных данных приведена на рис. 11.

*********************** РЕДУКТОР ДЖЕЙМСА ***********************

Рис. 11. Распечатка кинематических параметров редуктора Джеймса

По распечатке необходимо сделать проверки по условиям кинематики, со-

осности, соседства, сборки и правильности внутреннего зацепления (табл 13) с

анализом условия неподрезания (z 17) и вписывания в допускаемое отклонение

передаточного отношения.

12.3. Особенности расчёта на прочность

Межосевое расстояние рассчитывают на контактную выносливость по

формуле (25) с учётом следующих особенностей:

1. проектный расчёт ведут по внешнему зацеплению как менее прочно-

му (в формуле (25) первый сомножитель (u +1)); при расчёте внутреннего за-

цепления ставят (u -1);

2. во внешнем зацеплении передаточное число и = z2/z1 или и = z1/z2, где u 1 (следует помнить, что в планетарной передаче два зацепления и каждое

из них имеет своё передаточное число (u12 или u23), которое не равно переда-

точному отношению редуктора i13h );

3.под T2 понимается Тр — расчётный вращающий момент на колесе рассчитываемой пары;

4.крутящие моменты на колёсах (в зацеплениях) и соответствующих

округляют при необходимости до стандартного межосевого расстояния aw12 , впи-

сывание в которое производят за счёт смещения. Рекомендуется при этом прини-

мать х2 = 0, х1 = х3 = х . Стандартное aw может быть также обеспечено соответ-

ствующим углом наклона косозубого зацепления. Диаметры вершин колёс:

da m z / cos 2 2x . (60)

В формуле (60) верхний знак «плюс» ставят для внешнего зацепления. Диа-

метры впадин:

В формуле (61) верхний знак «плюс» ставят для внутреннего зацепления. В

формулу (60) для внутреннего зацепления добавляют слагаемое 15,2m/z3. Прове-

рочный расчёт по контактным напряжениям выполняют по формуле:

Для внутреннего зацепления берут знак «минус» и и = z3/z2. При расчёте на изгиб учитывается окружная сила в зацеплении Ft , определяемая в следующем пункте.

12.4. Силовые зависимости

На рис. 12 показаны окружные усилия во внешнем и внутреннем зацепле-

ниях и сила, действующая на ось сателлита. В каждом из трёх зацеплений сол-

нечного колеса с сателлитами окружную силу определяют с учётом числа сател-

литов и неравномерности распределения нагрузки между ними. При наличии в конструкции планетарного редуктора «плавающих» центральных колёс окружное усилие определяют по формуле:

Сила, действующая на ось сателлита:

F2h 2Ft .

По нагрузке F2h рассчитывают подшипники сателлитов. При расчёте валов предполагается неизбежная неравномерность распределения нагрузки между са-