1.3.2. Область изменения передаточного отношения планетарных механизмов, выполненных по различным схемам

Анализ зависимостей 1.3—1.8 показывает, что:

если в планетарных механизмах, выполненных по схемам а и б (рис.1.2), передаточное отношение в обращенном движении

U₁₄^(H) = (Z ₂*Z₄ / Z₁* Z₃ )>2, то:

а) механизм будет работать в режиме редуктора при входном зубчатом колесе 1 и выходном водиле Н, обеспечивая отрицательное передаточное отношение U_1H⁽⁴⁾ >[1], при этом U₁₄^(H) >U_1H⁽⁴⁾ и схема оказывается кинематически невыгодной, так как конструктивно планетарный механизм более сложен, чем механизм с неподвижными осями;

б) при входном водиле Н и выходном зубчатом колесе 1 механизм будет работать в режиме мультипликатора, обеспечив отрицательное передаточное отношение -1< U_H1 ⁽⁴⁾ < 0;

если в планетарных механизмах, выполненных по схемам а и б (рис.1.2), передаточное отношение в обращенном движении 1<U₁₄^(H)<2, то:

a) при входном зубчатом колесе 1 и выходном водиле Н механизм будет работать в режиме мультипликатора, обеспечив отрицательное передаточное отношение -1< U_1H ⁽⁴⁾ <0;

б) при входном водиле Н и выходном зубчатом колесе 1 механизм будет работать в режиме редуктора, обеспечивая отрицательное передаточное отношение в пределах - ∞ < U_H1 ⁽⁴⁾ < -1;

– если в схемах а и б (рис.1.2) передаточное отношение

0 < U₁₄^(H) < 1, то :

a) при входном зубчатом колесе 1 и выходном водиле Н механизм будет работать в режиме мультипликатора, обеспечив положительное передаточное отношение 0 < U_1H ⁽⁴⁾ < 1;

б) при входном водиле Н и выходном зубчатом колесе 1 механизм будет работать в режиме редуктора, обеспечивая положительное передаточное отношение в пределах 1< U_H1⁽⁴⁾ < + ∞ ;

– если в планетарных механизмах , выполненных по схемам а и б (рис.1.2), передаточное отношение в обращенном движении U₁₄^(H) =2, то независимо от входного и выходного звеньев, передаточное отношение в планетарном режиме будет равно –1, т.е. входное и выходное звенья будут вращаться с одинаковыми угловыми скоростями, но в разном направлении;

– если в планетарных механизмах , выполненных по схемам а и б (рис.1.2), передаточное отношение в обращенном движении U₁₄^(H) =1 (это возможно при условии, что Z₁ = Z₄ и Z₂ = Z₃), то при входном зубчатом колесе 1 и выходном водиле Н передаточное отношение U_1Н⁽⁴⁾ =0, т.е. при вращении колеса 1 водило Н будет неподвижно; а при входном водиле Н и выходном зубчатом колесе 1 передаточное отношение U_H1⁽⁴⁾ =1/ (1-1) = ∞ , что соответствует режиму заклинивания механизма.

Анализ зависимостей 1.9 – 1.10 показывает, что механизмы, выполненные по схемам в и г, могут обеспечить только положительное передаточное отношение при любом варианте сборки. Если в этих механизмах за входное принять зубчатое колесо, а за выходное – водило, то механизм будет работать в режиме редуктора; при входном водиле и выходном колесе – в режиме мультипликатора. При любом варианте сборки схемы в и г кинематически выгодны.

Если в схемах в и г за входное принять зубчатое колесо 1 с наружным зубом, а за выходное принять водило, то оптимальное передаточное отношение редуктора будет находиться в пределах 1,3<U_1H⁽⁴⁾<6. Если же в этих схемах принять за входное зубчатое колесо 4 с внутренним зубом, а за выходное водило Н, то передаточное отношение редуктора будет находиться в пределах 1< U_4H⁽¹⁾<2.

При выполнении курсового проекта студенту рекомендуется самостоятельно назначить входное и выходное звенья для заданной схемы планетарного механизма так, чтобы обеспечить его работу в режиме редуктора.

Следовательно, если двухступенчатый передаточный механизм состоит из пары зубчатых колёс внешнего зацепления (рядная ступень) и планетарной ступени, то вал двигателя и вал рабочей машины будут вращаться в одну сторону у механизмов с планетарной ступенью, выполненной по схемам а и б (передаточное отношение всего механизма положительное); вал двигателя и вал рабочей машины будут вращаться в разные стороны у механизмов с планетарной ступенью, выполненной по схемам в и г (передаточное отношение всего механизма отрицательное).

Последовательность определения передаточного отношения всего механизма и распределение его по ступеням рассмотрим на примере рис.1.3.

Рис. 1.3. Схема планетарного редуктора.

По заданной угловой скорости выходного вала двигателя и угловой скорости ведущего (входного) вала рабочей машины определяем общее передаточное отношение зубчатой передачи, состоящей из планетарного механизма и одной пары колёс рядного зубчатого зацепления. Так как передаточный механизм включает рядную ступень, состоящую из колёс 1 и 2, и планетарную ступень, выполненную по схеме в (см. рис.1.2), то вал колеса 1 (вал двигателя) и вал водила Н (вал рабочей машины) будут вращаться в разные стороны. Общее передаточное отношение всего механизма будет отрицательным :

(1.11)

где _дв – угловая скорость входного вала механизма передач (вала

механизма передач, связанного с двигателем);

₁ – угловая скорость выходного вала механизма передач (вала

механизма передач, связанного с рабочей машиной);

U_пл – передаточное отношение планетарной ступени механизма

передач ;

U_p – передаточное отношение рядной ступени механизма передач .

Передаточное отношение рядной ступени редуктора определяется через заданное число зубьев z₁ и z₂ по формуле

(1.12)

где знак минус относится к внешнему зацеплению пары зубчатых колёс 1 и 2.

Из формулы (1.11) с учётом выражения (1.12) определяем передаточное отношение планетарной ступени механизма передач:

. (1.13)

Определив таким образом передаточное отношение U_ПЛ, необходимо назначить входное и выходное звенья планетарной ступени из условия работы механизма в режиме редуктора. В соответствии с выбранными входным и выходным звеньями, составить расчётную схему механизма передач и приступить к подбору числа зубьев колёс.