Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 300
Скачиваний: 3
Редукторы Джемса применяются для передачи движения с не-' большим замедлением (до пяти—семи раз). К- п. д. таких редук торов достигает высоких значений, превосходя по этому показа телю соответствующий простой редуктор.
Пример 10.3. Найти зависимости между угловыми скоростями звеньев конического дифференциала (рис. 10.7). Используя формулу, аналогичную (10.14), получим
(10.20)
Передаточное отношение простого ряда, получаемого из конического диф ференциала, і'із= — 1 , так как колеса/ и 3 при неподвижном водиле вращаются с одинаковыми угловыми скоростями, но в противоположных направлениях.
|
|
|
|
В результате получим |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
(О, |
|
(10.21) |
|
|
|
|
Углы поворота водила и колес |
связаны зави |
|||
|
|
|
|
симостью |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
(10.22) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
н |
|
|
Отметим |
три случая работы кониче |
|||
|
|
|
|
|||||
v |
|
|
N |
ского |
дифференциала. |
|
||
|
|
1. |
Центральные |
колеса |
вращаются с |
|||
Рис. |
10.7 |
|
одинаковыми угловыми скоростями водном |
|||||
|
|
|
|
направлении |
— со3). Согласно формуле |
|||
(10-21) соя |
= |
со3 |
= |
к»!- Это означает, |
что все три звена дифферен |
|||
циала 1, 3 |
и |
Н |
вращаются |
с одинаковой |
угловой |
скоростью и |
водном направлении; дифференциал работает как зубчатая муфта.
2.Колеса / и 3 вращаются с одинаковыми угловыми скоро стями в противоположных направлениях (tox = —со3 ). Из фор
мулы (10.21) следует, что ш я = 0 и дифференциал становится простым рядом.
3. Одно из колес дифференциала, например 3, заторможено, дифференциал становится планетарным механизмом. Согласно
формуле (10-21) при со3 |
= 0 <ан |
2 |
' |
|
|
||
10.3. РАСЧЕТ ЧИСЕЛ |
З У Б Ц О В |
Условие соосности. Дифференциальные и планетарные меха низмы являются соосными, что накладывает определенную связь на числа зубцов и модули колес ступеней передачи. Так, для схемы механизма, изображенного на рис. 10.1, условие соосности при отсутствии коррекции приводит к выражению
тх (*! + z2 ) = т2 (z4 — z8 ). |
(10.23) |
Для механизмов, изображенных на рис. 10.5, а, б, имеем тг (zx + z2 ) = m 2 (z3 + z4 ); mx (zx — z2 ) = m 2 (z4 — z3 ).
(10.24)
В случае редуктора Джемса (рис. 10.6) модули всех колес
должны быть одинаковы; при отсутствии |
коррекции |
Zi + z2 = z3 — z2 . |
(10.25) |
Подбор чисел зубцов планетарного редуктора с заданным передаточным отношением. Ограничимся выводом формул для планетарного редуктора, изображенного на р и с 10.5, б; предпо лагается, что модули зубцов обеих пар одинаковы. Обозначим:
|
Azi = |
zx |
— z2 = z4 — z3 ; |
|
(10.26) |
|||
|
Az2 |
= |
z3 — z2 . |
|
|
|
(10.27) |
|
Напомним, что согласно |
выражению |
(10.18) |
|
|||||
|
і н і = |
l — »й |
1 |
|
. |
|
(10.28) |
|
|
|
l - ^ i - |
і з - |
|
|
|||
На основании выражений (10.26)—(10.28) |
получим |
|
||||||
^ - b h |
+ b b + y |
^ \ ^ - |
i |
H |
^ z ^ . |
(10.29) |
||
При назначении |
Azx следует |
учитывать, |
что уменьшение раз |
ности чисел зубцов во внутреннем зацеплении способствует умень шению потерь на трение (см. п. 10.8). Величину Azx можно выбрать
равной 3—6, |
| Az2 |
| = l-r-3. |
|
Знак Azx должен быть всегда положительным, |
знаки Az 2 и |
||
іНІ должны |
быть |
противоположными с тем, чтобы |
произведение |
/я4 Агг имело бы положительный знак. Отрицательный знак при дается г'ш в том случае, когда колесо 4 и водило вращаются в про тивоположных направлениях. Значение z2 , вычисленное по фор муле (10.29), округляется до ближайшего целого числа. Следует учесть, что такое округление приводит к отклонению передаточного отношения планетарного редуктора от заданного (см. пример расчета 10.4).
Условия соседства и сборки. В машиностроении для уменьше ния усилий на зубцы применяют планетарные редукторы с сател литами, равномерно размещенными по периметрам центральных колес. Это накладывает дополнительные требования на подбор чисел^зубцов колес механизма: а) по условиям соседства (со седние сателлиты не должны задевать друг друга); б) по условиям сборки (возможность сцепления всех сателлитов с центральными колесами) [11, 51 ] .
Пример 10.4. Определить |
числа зубцов |
колес |
планетарного механизма |
||||
с двумя парами колес внутреннего зацепления |
(рис. 10.5, б) при передаточном |
||||||
отношении іхні |
= 200. |
|
|
|
|
|
|
Задаемся |
Azx |
= 3, Дг2 = |
— 1 и из уравнения (10.29) находим г 2 = |
23,51. |
|||
Округляя, принимаем г 2 = 24. При этом окажется, что гх = 27, г 3 = 23, г4 |
= 26. |
||||||
При таких значениях чисел зубцов колес действительное значение передаточ |
|||||||
ного отношения |
окажется |
равным |
|
|
|
|
|
|
|
^ = Т ^ |
= . |
23-27 - 2 0 8 |
|
||
|
|
|
1 |
26-24 |
|
|
|
Передаточное отношение |
окажется |
ближе к заданному, если принять |
|||||
г2 = 47, Azl = |
6, |
Дг2 = 2. При этом гх = |
53, г3 = 45, |
г4 = 51, ilHi = 199,75. |
|||
10.4. П Л А Н Е Т А Р Н Ы Е |
Р Е Д У К Т О Р Ы |
|
|||||
ДЛЯ ШКАЛЬНЫХ ОТСЧЕТНЫХ |
У С Т Р О Й С Т В |
|
Вшкальных отсчетных устройствах имеются шкалы для грубых
иточных отсчетов, углы поворота которых относительно непо движного индекса должны быть связаны определенным, заранее заданным отношением. Схема планетарного редуктора с двумя отсчетными шкалами изображена на рис. 10.8.
Рис. 10.8
Для такого редуктора принимают z2 = z3 ; одну пару колес выполняют прямозубой, другую косозубой. При z2 = z3 переда точное отношение простого ряда
|
|
'41 = - г - ; |
(10.30) |
|
|
Г 4 |
|
передаточное отношение |
|
|
|
1Z1 |
- |
1 |
(10.31) |
Н4 |
— ~ |
: |
zi — z1 |
|
|
'41 |
Шкала грубых отсчетов b связывается с колесом 4, шкала точ ных отсчетов а — с водилом Я .
Если в одном обороте шкалы точных отсчетов укладываются т отсчетных единиц, а в одном обороте шкалы грубых отсчетов п
п
единиц, то tHi — .т
Пример 10.5. Рассчитать планетарный редуктор шкального отсчетного устройства (рис. 10.8) при следующих данных: т = 10 (один оборот шкалы точ ных отсчетов соответствует десяти отсчетным единицам); п = 600 (один оборот шкалы грубых отсчетов соответствует 600 отсчетным единицам)
|
|
|
|
|
*Я4 = |
- 1 |
= 60 = |
^ — . |
|
|
|
(10.32) |
||||||
При z4 — zx |
= |
1 находим |
z4 = |
60; гг |
= |
59. |
выполняем косозубой. Угол |
|||||||||||
Принимаем |
z2 |
= z3 |
= 20, пару |
колес |
гх |
и z2 |
||||||||||||
наклона зубцов |
определяем |
из |
зависимостей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
• = т,, 2 3 + |
z4 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
cos p. = -^й. = А ± £ 2 _ = |
80 |
0,9875; |
р л |
= 9° 05', |
(10.33) |
|||||||||||
|
|
|
° |
ms |
z3 + z4 |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|||||
где А — межосевое расстояние колес; тп |
и ms |
— нормальный и торцевой модули; |
||||||||||||||||
р 5 — угол |
наклона зубцов |
на делительном |
цилиндре. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Конструкция редуктора представлена на рис. 10.9. От вала |
/ |
|||||||||||||||||
через |
зубчатое |
колесо |
е и два других колеса |
(на рисунке |
не по |
|||||||||||||
казаны) движение передается |
колесу |
|
|
|
|
а^бл и ґ а ] |
10.2 |
|||||||||||
d водила. Зубчатое |
колесо / |
служит |
|
|
|
|
||||||||||||
для передачи |
движения |
от |
вала |
1 |
|
Числа зубцов колес |
|
|
||||||||||
другим |
механизмам. Колесо |
g |
за |
|
|
|
||||||||||||
|
планетарного редуктора |
|
||||||||||||||||
креплено на валу водила и служит |
|
отсчетного |
шкального |
|
|
|||||||||||||
для передачи движения другой кине |
|
|
|
устройства |
|
|
|
|||||||||||
матической цепи прибора. В рас |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
сматриваемом планетарном редукторе |
А |
— п |
24 |
Z , = Z 2 |
|
|
|
|||||||||||
1 и |
4 — неподвижное |
и |
подвижное |
lHi~ |
т |
|
|
|
||||||||||
центральные |
колеса, 2 |
и 3 — сател |
|
36 |
|
72 |
20 |
|
70 |
|
||||||||
литы, |
а |
и |
Ь — шкалы |
отсчетов, |
|
|
|
|
||||||||||
h — неподвижный |
индекс. |
|
|
|
|
30 |
|
60 |
20 |
|
58 |
|
||||||
В |
табл- |
10.2 |
приведены |
числа |
|
60 |
|
60 |
20 |
|
59 |
|
||||||
зубцов колес для различных значе |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ний передаточного |
отношения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Для отсчетного устройства с тремя шкалами |
используется |
|||||||||||||||||
сдвоенный планетарный редуктор (рис. 10.10). С |
водилом |
Я 1 ( |
||||||||||||||||
связана |
шкала |
с точных отсчетов, с водилом Я 2 |
— шкала |
b сред |
||||||||||||||
них отсчетов; с — шкала грубых отсчетов, связанная с колесом |
8. |
|||||||||||||||||
Водило Я 2 второго |
планетарного |
редуктора жестко связано с ко |
||||||||||||||||
лесом z4 первого планетарного редуктора. Колеса |
zx и гъ |
— не |
||||||||||||||||
подвижные, |
d — колесо |
привода |
|
водила |
Hv |
|
|
|
|
|
Используя уравнение |
(10.18), |
получим |
|
|
||||
|
|
|
"HI |
• 1ц |
|
Z 4 |
Z 2 |
(10.34) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со» |
|
l - t f s 2 : |
1 |
Z 7 Z 5 |
(10.35) |
|
|
|
Ю Я 2 |
|
ZQZR |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При z2 |
и |
ze = |
z7 |
|
|
|
|
|
|
|
ш4 |
_ 1 |
|
"^8 |
J |
_£б_ |
(10.36) |
|
|
Я1 |
z 4 |
со4 |
|
|
|
|
|
|
СО |
|
|
|
|
|
|
Пример |
10.6. |
Рассчитать |
сдвоенный планетарный редуктор |
отсчетного |
устройства при следующих данных: один оборот шкалы точных отсчетов соответ ствует 10 угловым минутам отсчета,
оборот шкалы средних отсчетов соответствует 10 градусам отсчета, один оборот шкалы грубых отсче тов 360 градусам отсчета.
При указанных выше данных
(Во |
1 |
(о4 |
• 1 |
|
|
|
||
"Hi |
2160 ' |
36 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отношение |
|
ш4 |
|
|
X |
|
||
|
"Hi |
|
|
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
"HI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя |
уравнения |
(10.36), |
|
|||||
положив |
z4 |
— zx = |
2, z8 — z6 |
= 1, |
|
|||
получим: z4 |
=120; |
z1 =118; |
z8 =36; |
|
||||
z5 = 35. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В каждом из планетарных |
|
|||||||
редукторов одну из пар колес |
|
|||||||
нужно выполнить |
косозубой, |
|
||||||
другую — прямозубой. |
|
Это |
|
|||||
позволит |
выдержать |
одина |
/ |
|||||
ковые межосевые |
расстояния |
|||||||
для обеих пар колес. Опре |
н, |
|||||||
деление угла |
наклона |
зубьев |
|
|||||
косозубых |
колес |
произво |
|
|||||
дится |
так же, |
как в |
при |
|
||||
мере расчета |
10.5. Схема |
редуктора представлена |
на рис. 10.10, |
аего общий вид — на рис. 10.11.
10.5.КОНСТРУКЦИИ КОНИЧЕСКИХ
ДИ Ф Ф Е Р Е Н Ц И А Л О В
Преимущественное распространение в приборостроении имели дифференциалы с коническими колесами. В настоящее время на ряде заводов находят также применение дифференциалы с