Длина вала червяка (расстояние между опорами) при расчете может быть ориентировочно принята
/ = (0,8-*-l,2)dj3.
Вал червяка имеет ступенчатую форму, обусловленную установ кой подшипников качения. Вследствие этого конструктивно диаметр выходного конца вала червяка обычно получается меньше внутрен него диаметра винта на 15—20 мм (см. рис. 199), т. е.
>d5= dn — (]5ч~20) мм.
Этот диаметр проверяется расчетом на кручение с учетом ослабле ния шпоночной канавкой.
В некоторых случаях может оказаться, что диаметр ds не удов летворяет условию прочности на кручение; тогда целесообразно перейти от диаметра d3 к большему dc (см. рис. 199), величина которого определится условием прочности выходного конца.
Червячное колесо, показанное на рис. 196, по конструкции ничем не отличается от цилиндрического зубчатого колеса, за исключе нием формы зубьев. Обод колеса, обычно бронзовый, насаживается на центральную часть, изготовляемую из стали или чугуна. Форма и размеры спиц, ступицы, обода определяются по формулам, при веденным для цилиндрических колес.
Диаметр делительной и начальной окружности колес
Диаметр Окружности выступов колеса определяется по фор муле
Del — (/д2 -|- 2ms -|- 2\ms. |
(482) |
Диаметр окружности впадин
Dn = dдо — 2,4ms -ф- 2bns. |
(483) |
Ширину червячного колеса рекомендуется определять по фор мулам
при z { = |
1 |
В2= |
(3,6 |
V с/ — 0,8 |
+ |
1) ms, |
|
при |
z = 2 и 3 |
В.г = |
(3,4 |
|
+ |
1) /я,, |
(484) |
при |
г, = |
4 |
в , = |
{з,з |
|
+ |
і)/я,- |
|
Вал червячного колеса рассчитывается так же, как червяка, т. е. на сложное сопротивление под действием трех взаимно перпенди кулярных сил. Червячная передача проверяется на нагрев. Такой расчет приведен ниже, в главе XXI.
§68. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЛОБОИДНЫХ ПЕРЕДАЧАХ
Впростой червячной передаче наружная и внутренняя поверх ности являются цилиндрами червяка (см. рис. 199). В глобоидной передаче (рис. 200) червяк представляет собой тело вращения дуг: внутренний профиль — тело вращения дуги диаметром D '2, а на
ружный—дуги диаметром D'ir Такие тела вращения называются
О3
Рис. 200. Глобоидная передача
глобоидами. При данной форме червяка одновременно в зацеп лении находятся несколько пар зубьев. Это обстоятельство, а также лучшие условия сохранения масляной пленки между тру щимися поверхностями являются причиной того, что глобоидные червячные передачи при тех же габаритах могут передавать мощности, примерно в два раза большие, чем обычно червячные передачи, в результате чего глобоидные передачи начинают ши роко применяться в промышленности. Недостатком этих передач является большая сложность в изготовлении, заключающаяся, главным образом, в том, что инструмент, нарезающий червяк, должен перемещаться по дуге относительно центра О. Основные размеры глобоидной передачи могут быть найдены из следующих
соотношений:
диаметр делительной окружности колеса
диаметр делительной окружности червяка dM определяется так же, как и для обычной передачи
= qms-
межцентровое расстояние |
А |
(формула 474) |
|
|
А |
= |
ms |
|
|
|
где |
|
~Y («ä + q), |
|
|
|
|
|
4ді |
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
ms ’ |
|
угол наклона винтовой линии |
|
|
|
диаметр окружности |
колеса |
|
|
|
|
|
Д 2 = da -\-2k{ms\ |
диаметр окружности |
впадины |
|
|
|
|
Д._, = dxl |
2k,ms. |
|
Рекомендуется принимать |
значения: |
= 0,8; k., = 1. Диаметр |
дуг вращения (см. рис. 200) будет |
|
Д 2 = |
°е2 + |
0,4ГП3= |
(kx+ |
0,4) !П„ | |
Д 2 = |
Д 2 — 0,4/я, = |
|
(485) |
с?д2 (ä2 — 0,4) ms. j |
Червяк в сечении плоскостью чертежа представляет собой рейку. Боковые стороны зубьев при их продолжении касаются окружности диаметром d0, называемой профилирующей окруж ностью (см. рис. 200), где d0 = 2OB.
Из рис. 200 видно
Д і = 2 [ А - В К ) , где BK = \ \ ^ D % ~ d l .
При беззазорном зацеплении (ширина зуба равна ширине впа
дины) получим |
|
|
|
|
|
d0 = dMsin |
- f ^Pj. |
(486) |
Нетрудно показать, |
что |
ОСД = |
2at. |
|
Тогда |
|
|
|
180 ,, |
., |
|
|
|
|
|
« 1 |
= ~ ,-{k — |
1 ) , |
|
|
|
S‘> |
|
|
где k — число зубьев, |
находящихся |
одновременно в |
зацеплении. |
Угол си обычно принимают |
в |
пределах сы = 17—24°. |
Задаваясь |
углом сы, определяют число k, |
которое округляют до целого числа, |
а затем уточняют угол сц. |
|
|
|
|
Наименьший внутренний диаметр червяка |
|
|
Д і = |
— 2£, /и. |
(487) |
Обод колеса очерчивается радиусом гк из центра, несколько смещенного по отношению к центру червяка.
Ширина колеса
В0,8^/ді, В, = (1,2-:-1,3) В.
Для определения модуля зацепления можно пользоваться фор мулами для обычных червячных передач, но для учета того, что
взацеплении одновременно находится большее количество зубьев,
взнаменатель подкоренного выражения следует ввести множитель
1,5—2.
Г Л А В А XVI
ПЛАНЕТАРНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
§ 69. СХЕМЫ ПЛАНЕТАРНЫХ ПЕРЕДАЧ
Планетарные передачи применяются в ряде ответственных узлов корабельных установок. Преимуществом планетарной передачи является то, что она позволяет осуществить соосность валов, т. е.
Рис. 201. Образование планетарной передачи
позволяет расположить ведущий и ведомый валы на одной оси, что иногда бывает весьма удобно для общей компоновки механизмов.
При соответствующем выборе схемы редуктор, состоящий из планетарных передач, может иметь преимущество перед другими типами редукторов в отношении компактности при достаточно высоком значении коэффициента полезного действия. Следует иметь в виду, что к. п. д. планетарной передачи существенно зависит от выбранной схемы и при неудачно выбранной схеме он может быть недопустимо низок.
В данной главе мы рассматриваем статику и кинематику про стых схем планетарных передач, которые, главным образом, и при меняются в корабельных установках.
Планетарные передачи получили свое название вследствие того, что в них осуществляется планетное движение колес.
Из простой передачи, сделав некоторые дополнения, можно
получить планетарную. |
На рис. (201,6) показана простая односту- |
а) |
S) |
Рис. 202, а. Планетарная |
Рис. 202, б. |
Одно |
одноступенчатая передача |
ступенчатая |
сосс- |
|
иан передача |
пенчатая передача, оси валов которой в пространстве неподвижны. Колесо 1 сцепляется с колесом 2а, которое сцепляется с колесом 3-м, имеющим внутреннее зацепление. Колесо 3 и колесо 1 враща ются относительно оси /, а колесо 2а — относительно оси II.
Если же колесо 3 сделать неподвижным и оси валов / и II соеди нить рычагом Я, то этот рычаг вместе с колесом 2а будет вращать ся относительно оси I, а колесо 2а будет вращаться относительно своей собственной оси и относительно оси / и тем самым будет осуществляться планетное движение колеса 2а. Условное схема тическое изображение такой передачи показано на рис. 202,а.
Ось АА носит название ц е н т р а л ь н о й |
оси. Колесо |
1, вра |
щающееся относительно центральной оси, |
называется с |
о л н е ч |
ным колесом. Колесо 2а, вращающееся относительно собственной оси и относительно центральной, называется с а т е л л и т о м . Ры чаг Я, с помощью которого происходит вращение сателлита отно сительно центральной оси, называется во ди лом.
На рис. 203 показана другая схема планетарной передачи. В ней центральное колесо 1 сцепляется с сателлитом 2а, сидящим на одном валу с сателлитом 26. Сателлит 26 сцепляется с неподвижным
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
центральным |
колесом 3, вследствие |
чего |
сателлиты |
с помощью |
водила Я вращаются относительно центральной оси АА. |
|
Обычно для уравновешивания |
всей системы устанавливаются |
в одной плоскости несколько сателлитов, как показано на |
схеме |
рис. 204, где применены 3 сателлита, |
|
|
|
установленные под углом 120°. |
|
|
2а- |
■Zff |
Па |
схеме |
(205) |
показана |
планетар |
ная передача, отличающаяся от схемы |
|
|
|
рис. 203 наличием передачи с внутренним |
|
|
|
зацеплением |
(26—3). |
В дальнейшем |
|
|
н |
солнечные колеса и их валы будем обо |
|
|
значать цифрами 1 и 3, |
а водило |
и |
вал |
|
71 |
■м |
водила — буквой Я. |
|
|
|
|
|
|
передачи |
" 1 |
|
Приведенные планетарные |
|
|
обладают одной степенью свободы. Это |
|
|
|
значит, что при принудительном |
враще |
Рис. 203 Двухступенчатая |
нии какого-либо одного вала |
(одного |
из |
планетарная |
передача с |
трех |
соосных |
валов: |
солнечных |
колес |
неподвижным |
централь |
/ и 3 и водила Я), |
вращение всех осталь |
ным колесом |
|
ных валов будет вполне определенным. |
|
|
будут |
Если же во всех приведенных схемах все валы (т. е. 1,3 и Я) |
иметь возможность вращаться (освободив |
солнечное |
колесо |
3 от |
закрепления), |
то такая система будет иметь две степени свободы и |
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).
