§ 5.6. Смазывание планетарных передач

В планетарных передачах применяют два способа смазы-вания: окунание колес в масляную ванну и циркуляционный. Первый способ применяется при условии, что окружная ско­рость сателлита в месте зацепления с корончатым колесом

где _Н — угловая скорость водила, рад/с: d₃ — диаметр ко­рончатого колеса, мм.

Объем масляной ванны в пределах 0,3—0,5 л на 1 кВт передаваемой мощности; в редукторах транспортных машин значительно меньше (до 0,03 л на 1 кВт).

При v > 3 м/с смазывание подшипников качения сателлитов и центральных колес обеспечивается разбрызгиванием масла. При меньших значениях v для смазывания подшипников при­меняют пластичные смазочные материалы, закладываемые при сборке в полости подшипников, в которые устанавливают мазеудерживающие шайбы.

Для того чтобы продукты износа могли осесгь на дно масляной ванны, расстояние от него до наиболее погружен­ной вращающейся поверхности должно быть не менее 20 мм, а при значении модуля более 4 мм — порядка 5-8 модулей. Для предотвращения застоя разбрызгиваемого масла в по­лостях подшипниковых узлов и в колесах с внутренними зубьями необходимо делать дренажные отверстия.

Уровень масла проверяют контрольными резьбовыми проб­ками, устанавливаемыми в корпусе на высотах, соответствую­щих максимальному и минимальному уровням масла; крано­выми маслоуказателями, щупами или масломерными стеклами. Сливают отработавшее масло через отверстие, закрываемое резьбовой пробкой. Форма дна и расположение отверстия должны обеспечивать полный слив масла.

Циркуляционную систему смазывания применяют в редукторах большой мощности, где смазывание окунанием не обеспечивает подвод масла к трущимся поверхностям. В системе смазывания устанавливают в редукторе масляный насос, фильтры, редукционный клапан, холодильник и измерительные приборы. Производительность насоса определяют тепловым расчетом редуктора. Ориентировочно принимают ее при v  10 м/с – 1 л/мин на 10 мм ширины венца, при v  10 м/с - 2 л/мин. Общий объем масла в системе должен быть не менее трехминутного расхода. Масло в зацепление подается форсунками на торны колес или через осевое и ра­диальные отверстия в солнечном колесе, выходящие во впа­дины зубьев.

Давление масла в системе 0,02-0,15 МПа. Масло к под­шипникам сателлитов подается через осевое и радиальные отверстия в водиле и далее через осевое и радиальные отвер­стия в оси сателлита.

Для смазывания планетарных редукторов используют неф­тяные масла с присадками, улучшающими их свойства (см. гл. IX, § 9.6).

§ 5.7. Пример расчета планетарной передачи

Исходные данные: вращающий момент на ведомом валу Т_н = 290 Нм; частота вращения ведомого вала п_Н = 360 об/мин; тип передачи — редуктор с приводом от трехфазного асинхронного четырехполюсного электродвигателя; частота вращения ведущего вала (асинхронная) п₁ = 1450 об/мин; срок службы редуктора 5 лет по 300 рабочих дней в году, в одну смену по 8 ч.

Порядок расчета. (Термины и обозначения такие же, как в гл. III).

1. Определяем передаточное отношение

По ГОСТ 2185-66 ближайшее значение i = 4.

2. Выбираем по табл. 5.1 кинематическую схему 1 с переда­точным отношением i⁽³⁾_1H = 4.

3. Принимаем число сателлитов (из условия уравновешива­ния сил в зацеплении) п_с = 3.

4. Выбираем число зубьев солнечного колеса z₁ = 30.

5. Определяем число зубьев сателлита по формуле (5.2)

6. Проверяем выполнение условия вхождения зубьев в за­цепление по формуле (5.10)

— целое число, условие выполнено.

7. Проверяем выполнение условия соседства по формуле (5.9)

Условие выполнено.

8. Определяем число зубьев корончатого колеса из условия соосности по формуле (5.2)

9. Выбираем для зубчатых колес сталь 40ХН. улучшенную, средняя твердость НВ 280 (см. табл. 3.3 гл. III); базовое число циклов перемены напряжений (по табл. 3.2 гл. III)

10. Определяем рабочее число циклов перемены напряжений для солнечного колеса за весь срок службы t=5•300•8=12•10³ ч по формуле

Здесь п^(Н)₁ = п⁽³⁾₁  п⁽³⁾_Н = 1450  360 = 1090 об/мин.

11. Так как N_H > N_H0 , то принимаем коэффициент долго­вечности K_HL= 1 [см. пояснение к формуле (3.9)].

12. Определяем межосевое расстояние между солнечным колесом и сателлитом по формуле (5.15) табл. 5.3

входящие в нее величины меют значения:

а) для передач цилиндрическими прямозубыми колесами К_а = 49,5;

б) передаточное число

в) вращающий момент, Нмм,

г) коэффициент концентрации нагрузки по табл. 3.1. гл.  К_Н = 1,2;

д) расчетное число сателлитов п_с = п_с – 0,7 = 3 – 0,7 = 2,3

е) допускаемое контактное напряжение по формуле (3.9) гл. 

Здесь _{Н lim b} предельное значение контактной выносливости; по табл. 3.2, гл. III

Коэффициент долговечности К_HL = 1 (см. гл. 11).

Коэффициент безопасности [S_Н] = 1,11,2 для колес из улучшенной стали, принимаем среднее значение [S_Н] = 1,15.

Коэффициент ширины сателлита принимаем _ba = 0,5.

После подстановки приведенных величин в формулу (5.15) имеем

13. Определяем модуль зацепления на основании формулы (3.14) гл. III

14. Определяем диаметры делительных окружностей колес и ширину, мм

15. Выполняем проверочный расчет зубьев на изгиб по формуле (5.21) табл. 5.3. Последовательность расчета сходна с изложенной выше. Значения коэффициентов определяют по ГОСТ 21354-75 (см. гл. III).

Не воспроизводя всех выкладок, приводим результат:

расчетное напряжение изгиба, МПа

Сравним с допускаемым напряжением

Условие прочноcти _F  [_F] выполнено.

Расчет осей и валов выполняют по методике, изложенной в гл. V, подшипники подбирают по указаниям гл. IX.