1. Планетарні зубчасті передачі
1.1 Загальні відомості
Планетарним називається механізм, що складається з зубчастих коліс, в якому геометрична вісь хоча б одного з коліс рухлива.
Проста планетарна передача (рис. 1, а) включає: za - центральні колеса із зовнішніми та внутрішніми зубами, zg - сателіти з зовнішніми зубами, які зачіпляються одночасно з za та zb, де z - числа зубів коліс, nw - число сателітів, тут nw = 3, h - водило, на якому розташовані осі сателітів (тут водило з'єднане з тихохідним валом).
Принцип роботи планетарних передач: при закріпленому колесі zb (П‰b = 0) обертання колеса az (П‰а) викликає обертання сателіта zg щодо власної осі зі швидкістю П‰g. Котіться сателіта по zb переміщує його вісь і обертає водило зі швидкістю П‰h. Сателіт здійснює обертання щодо водила зі швидкістю П‰ = П‰g-П‰h і разом з водилом (переносний рух). Його рухи нагадують руху планет, тому передача називається планетарної.
Основними ланками планетарної передачі називають такі, які сприймають зовнішні моменти. Будь основна ланка планетарної передачі може бути зупинено.
Диференціальної називають передачу, в якій всі основні ланки рухливі. При цьому можна підсумовувати рух двох ланок на одному або розкладати рух одного ланки на два інших.
Рис. 1. Планетарні передачі:
а - конструктивна схема, б - кінематична схема передачі;
в, г - Диференціальні передачі (суммирующая і розкладають
швидкості обертання)
1.2 Переваги планетарних передач над звичайними
• Менші габарити і масу, так як обертаючий момент передається по декількох потоках (сателітам).
• У деяких схемах можна отримати великі передавальні відносини при малому числі коліс.
Потрібно пам'ятати, що із збільшенням передаточного числа в одній передачі ККД зменшується.
1.3 Недоліки планетарних передач
• Підвищена точність виготовлення.
• Велика кількість підшипників кочення,
• Наявність долбяка для нарізування коліс з внутрішніми зубами (долбяк змінює параметри при переточування).
1.4 Область застосування
Планетарні передачі застосовуються в тих випадках, коли параметр ваги є визначальним. Особливо часто їх можна зустріти в конструкціях авіаційної та іншої транспортної техніки, робототехніки та верстатобудування. Включення планетарних передач в сучасні конструкції покращує їх технічні характеристики і естетичні властивості.
У сучасних пристроях можуть використовуватися каскади з декількох планетарних передач для отримання великого діапазону передавальних чисел. На цьому принципі працюють багато автоматичні коробки передач.
Під час Другої світової війни, наприклад, була розроблена особлива конструкція планетарної передачі, яка використовувалася для приводу невеликих радарів. Кільцева шестерня виготовлялася з двох частин, кожна товщиною в половину товщини інших компонентів. Одна з цих половинок фіксувалася нерухомо і мала на 1 зуб менше, ніж друга. У такій конструкції при повному обороті планетарних шестерень і декількох оборотах сонячної шестірні, рухоме кільце оберталося всього на 1 зуб. Таким чином, виходило дуже високе передавальне відношення при невеликих габаритах.
Таким чином, можна укласти, що планетарні редуктори застосовуються в самих різних галузях машинобудування. Це пояснюється тим, що маса і габаритні розміри планетарних редукторів значно менше маси і габаритних розмірів редукторів з нерухомими осями.
2. Хвильові зубчасті передачі
2.1 Загальні відомості
Хвильова передача - це механізм, в якому рух між ланками передається переміщенням хвилі деформації гнучкого ланки. Хвильова зубчаста передача (ВЗП) включає z1 - гнучке колесо з зовнішніми зубами, виконане у вигляді тонкостінного циліндра, з'єднаного з тихохідним валом; z2 - жорстке колесо з внутрішніми зубами, поєднане з корпусом; h - генератор хвиль, що складається з гнучкого підшипника, напресована на овальний кулачок (рис. 3, а) або з двох великих роликів (Дисків), розташованих на ексцентрикових валу (див. рис 7, б). Генератор хвиль по великій осі Y виконують більше отвори гнучкого колеса на величину 2W0, а по малій осі X - менше. При деформації гнучкого колеса під час збірки зуби по великий генератора входять в зачеплення на повну глибину активної частини зуба hd . За малої осі зуби переміщуються (W) до центру і не зачіпляються. Між цими ділянками зуби гнучкого колеса занурені у западини жорсткого на різну глибину (Рис. 3, б). Необхідне максимальне радіальне переміщення W0 одно Полуразность діаметрів ділильних кіл: W = 0.5 в€™ (d 2 - d 1 ) = 0.5 в€™ m в€™ (z 2 - z 1 ). При різниці чисел зубів z 2 - z 1 = 2 величина максимальної радіальної деформації W0 = m. При нарізуванні коліс зі зміщенням величина радіальної деформації знаходиться в межах 0.94m ≤ W0 ≤ 1.1m. Мета деформації - Отримати велике число одночасно зачіпляються зубів і підвищити навантажувальну здатність передачі. Для забезпечення многопарного зачеплення вибирають певної форми кулачок, величину радіальної деформації і геометрію профілю зубів.
Принцип роботи ВЗП можна пояснити на прикладі силового взаємодії ланок (рис. 3). Після збірки передачі результуючий вектор сил деформації Fh діє на гнучке колесо по більшій осі генератора хвиль. При повороті генератора хвиль по годинниковою стрілкою на нескінченно малий кут О” вектор результуючих сил повертається в ту ж сторону, збільшуючись за модулем (). Зуби гнучкого колеса, переміщаючись в радіальному напрямку на величину О”W, тиснуть на зуби жорсткого колеса з силою Fn по нормалі до їх профілю. Ця сила розкладається на окружну Ft2 і радіальну Fr2. На зуб гнучкого колеса діє така ж система сил, але у зворотному напрямку. Якщо закріплено жорстке колесо, то під дією сил Ft1 гнучке колесо обертається убік, зворотну обертанню генератора. Якщо закріплено дно гнучкого колеса, то під дією сил Ft2 жорстке колесо обертається в сторону обертання генератора хвиль.
Рис. 2. Хвильова зубчаста передача: а - конструктивна схема, б - процес деформації гнучкого зубчастого вінця; в - переміщення зубів.
Рис. 3. Принцип роботи ВЗП.
2.2 Переваги хвильових передач в порівнянні зі звичайними
• Менші масу і габаритні розміри.
• Більш високу кінематичну точність.
• Менший мертвий хід.
• Високу демпфуючу здатність, менший шум.
• Дозволяють здійснити великі передавальні відносини в одній щаблі.
2.3 Недоліки хвильових передач
• Дрібні модулі зачеплення (0,15 ... 0,2 мм).
• Складність виготовлення гнучких тонкостінних коліс (потрібна спеціальна технологічна оснастка).
• Обмежені частоти обертання генератора хвиль через виникнення вібрацій.
2.4 Область застосування
Хвильова передача застосовуються в різних галузях техніки: в приводах вантажопідйомних машин, конвеєрів, різних верстатів, в авіаційній і космічній техніці, в точних приладах, виконавчих механізмах систем з дистанційним і автоматичним управлінням, в приводах гостронаправлених радарних антен систем спостереження за космічними об'єктами ит.п. Герметичні хвильові передачі передають обертання в герметизовані порожнини з хімічної агресивної і радіоактивним середовищем, в порожнині з високим тиском і глибоким вакуумом, а також є приводами герметичних вентилів. Наприклад, в американської космічної ракеті В«КентаврВ» (60-і рр.. 20 в.) герметична хвильова передача була використана в механізмі вентиля системи рідкого кисню, що виключило витік кисню і підвищило вибухо-та пожежобезпечність.
Таким чином, можна зробити висновок, що застосовувати хвильові передачі доцільно в механізмах з великим передавальним відношенням, а також в пристроях зі спеціальними вимогами до герметичності, кінематичної точності, інерційності та ін
Список використаної літератури
1. О.А. Ряховский В«Деталі машин В». М.: Изд-во МГТУ 1999.
2. Журнал В«САПРіграфікаВ» № 1'2003.