Курсовая работа Геометрическое черчение Проекционное черчение Изучение резьбовых соединений Соединение деталей Эскизы и рабочие чертежи деталей Техническая механика

Курс лекций Инженерная графика Детали машин и основы конструирования

РАСЧЕТ ЗУБЬЕВ ПЛАНЕТАРНЫХ ПЕРЕДАЧ НА ПРОЧНОСТЬ

В планетарных передачах, где сателлит входит в зацепления с двумя центральными колесами (солнечным и корончатым) и механические характеристики материала колес примерно одинаковы, рассчитывают на прочность только внешнее зацепление (солнечное колесо — сателлит). При определении числа циклов нагружения зубьев надо учитывать только относительную частоту вращения колес, т. е. при остановленном водиле. Для передач с вращающимся центральным колесом 1 и неподвижным п относительные частоты вращения колес определяют по формулам

В табл. 5.1 для каждой передачи приведена формула для определения относительной частоты вращения сателлита, используемая при расчете долговечности ею подшипников.

Порядок расчета зубьев планетарных передач на прочносгь зависит от задания на проектирование. При проектировании планетарной передачи как отдельной сборочной единицы расчет следует начинать с определения межосевого расстояния го условия контактной прочности. При проектировании мотор-редуктора диаметр передачи определяется диаметром корпуса присоединяемого электродвигателя, поэтому расчет удобно начинать с определения ширины колес из условий контактной и изгибной прочности. Окончательная ширина колес определится после подбора подшипников сателлитов.

Формулы для расчета на прочность зубьев планетарных передач приведены в табл. 5.3.

Величины сил и вращающих моментов, действующих на звенья планетарных передач, не зависят от числа степеней свободы. В передачах с одной степенью свободы вращающий момент, действующий на неподвижное центральное колесо, уравновешивается реакциями мест закрепления.

В многопоточных передачах (рис. 5.11) в установившемся режиме работы силы в зацеплениях, действующие на центральные колеса и водило, уравновешивают друг друга, и поэтому валы нагружены только вращающим моментом. Силы зацеплений, действующие на сателлиты, приложены на диаметрально противоположных сторонах, поэтому их радиальные составляющие уравновешивают друг друга, а окружные складываются, так как

Рис. 5.11. Взаимное уравновешивание сил, действующих в многопоточных передачах

5.3. Формулы для расчета на прочность зубьев планетарных передач

Расчетная зависимость

Единицы измерения

№ формулы

Прочность рабочих поверхностей

Проектировочный расчет

Межосевое расстояние

Ширина колес

Проверочный расчет

Расчетное контактное напряжение

Изгибная прочность

Проектировочный расчет

Ширина колес

Модуль

Расчетное напряжение изгиба

мм

мм

МПа

МПа

мм

мм

МПа

МПа

(5.15)

(5.16)

(5.17)

(5.18)

(5.19)

(5.20)

(5.21)

(5.22)

П р и м е ч а н и я: 1. Расшифровка обозначение параметров, их величины и размерности, кроме указанных ниже, см. в §3.2. и 3.3.

2. В формулах (5.16)-(5.21) знак плюс для наружного зацепления, знак минус для внутреннего.

3. u = z2 / z1 – отношение чисел зубьев большего колеса рассчитываемой пары к меньшему (u ³ 1).

4. Т2 – вращающий момент, действующий на большее колесо рассчитываемой пары.

5. Приведенное число сателлитов (с учетом неравномерного распределения нагрузки между ними) n¢c = nc – 0,7

Рис. 5.12. Силовой расчет перадчи по схемам 1 и 2 таюл. 5.1. и рис. 5.1 – 5.4:

они параллельны и направлены в одну сторону; суммарная нагрузка действует на подшипники и оси сателлитов.

При проведении силового расчета удобно пользоваться методом, представленным на рис. 5.12 и 5.13, где последовательно рассматривается равновесие каждого звена передачи. Начинать расчет следует со звена, на котором задан вращающий момент, по его значению и размерам колес находят уравновешивающую силу; затем на основании равенства действующей и противодействующей сил находят силу, действующую на звено, входящее в кинематическую пару. Далее рассматривают равновесие второго звена, находят уравновешивающую силу или момент и т. д., пока не будет рассмотрено равновесие всех звеньев передачи.

Все силы обозначены буквой F с двумя нижними цифровыми индексами: первый указывает  номер звена, со стороны которого действует сила, второй -

Рис. 5.13. Силовой расчет передачи по схеме 3 табл. 5.1:

— звено, на которое действует сила. Например, F12 — окружная сила, с которой колесо 1 действует на колесо 2.

Проверкой правильности силового расчета служит уравнение равновесия внешних вращающих моментов, приложенных к передаче (в том числе и опорный момент).

Пример. Для передач по рис. 5.1 — 5.4 определить окружные силы в зацеплениях, внешние вращающие моменты, действующие на центральные звенья, и силу, действующую на подшипник сателлита и его ось. Задан момент Тн полезного сопротивления, приложенный к водилу, размеры колес и число сателлитов пс.

1. Рассматриваем равновесие водила и находим силу F2н (см. рис. 5.12)

2. Рассматриваем равновесие сателлита, который входит в кинематические пары с водилом и центральными колесами 1 и 3, и находим силы F12 и F32

Условие равенства моментов сил относительно оси сателлита

3. Рассматриваем равновесие центрального колеса 3 и находим вращающий момент

Для передачи по рис. 5.2 момент Т3 — ведущий, для передачи по рис. 5.3 — полезного сопротивления, для передачи по рис. 5.1 — опорный.

4. Рассматриваем равновесие центрального колеса 1 и находим момент

Вращающий момент Т1, в рассматриваемом примере для передачи по рис. 5.1, 5.2, 5.3 - движущий (без учета потерь).

С учетом потерь движущий момент Т¢1 = T1 / h, где h - КПД передачи (см. табл. 5.1).

На рис. 5.13 приведен пример силового расчета передачи по схеме 3 для случая, когда задан вращающий момент (момент полезного сопротивления) на ведомом колесе 1.

 

Рис. 5.14. Планетарный редуктор по схеме 1 табл. 5.1 с плавающим корончатым колесом

Рис. 5.15. Лебедка с планетарным редуктором по схеме 1 табл. 5.1.

Чтение сборочных чертежей

От каждого технически подготовленного лица требуется умение читать любой грамотно составленный чертёж.

Прочесть чертёж—это значит ясно представить форму и размеры деталей, изображённых на данном чертеже, разобраться во взаимной связи деталей и узлов в их взаимодействии. Без этого •невозможно произвести деталирование сборочного чертежа или выполнить по нём сборку машины. При чтении сборочного чертежа необходимо ознакомиться с конструкцией, назначением и работой машины; разобраться во всей технической документации машины, если она имеется; ознакомиться со всеми проекциями, дополнительными или частичными видами, разрезами, сечениями и т. д.; ознакомиться по спецификации с названиями деталей и отыскать их на чертеже, начиная с первого номера, и разобраться в их форме, назначении, взаимной связи и т. д.

Для примера рассмотрим сборочный чертёж фланцевого подшипника (фиг. 470), служащего опорой для вала, работающего с малой скоростью. Подшипник состоит из корпуса 7 и втулки 2, соединённой с ним установочным винтом 3. Поверхности сопряжения вала и втулки чисто обработаны и смазываются во время работы с помощью маслёнки 4.

Подшипник вычерчен в трёх проекциях с разрезами. Главный вид выполнен без разреза. На плане показан горизонтальный, а на виде сбоку—полный разрез.


На главную