136

Лекция 8. Общие сведения о планетарных механизмах. Переда­точное отношение планетарной передачи. Подбор чисел зубьев планетарных передач. Достоинства и недостатки планетарных пе­редач. Сведения о дифференциальных механизмах. Контрольные вопросы

8.1 Общие сведения о планетарных механизмах

Зубчатые механизмы, которые рассматривались в предыдущих лекциях, содержат зубчатые колеса с осями, неподвижными в простран­стве. Существует, однако, обширный класс зубчатых меха­низмов, у ко­торых геометрические оси некоторых колес перемещаются в простран­стве. Такие механизмы называют планетарными зубчатыми механиз­мами или просто планетарными механизмами. Заметим, что в литера­туре эти механизмы называют также эпициклическими.

Планетарные механизмы рассматривают обычно в двух вариан- тах – с одной или с двумя степенями свободы. Планетарный механизм с од­ной степенью свободы называют планетарной передачей, а механизм с двумя степенями свободы – дифференциальной передачей или просто дифференциалом.

Планетарный механизм может включать цилиндрические, кони­че­ские и червячные зубчатые пары. Он может быть выполнен также с ис­пользованием фрикционных пар, взаимодействующих за счет сил тре­ния.

На рисунке 8.1 представлена схема простейшей и вместе с тем широко распространенной в редукторостроении однорядной планетар­ной передачи. Звенья планетарной передачи, как и звенья дифферен­циала, имеют специальные названия (см. рисунок 8.1). Зубчатые колеса с подвижными в пространстве геометрическими осями называют плане­тарными или чаще – сателлитами. Звено, вращающееся вокруг главной оси и несущее оси сателлитов вместе с сателлитами, называется води­лом. На схемах водило обычно получает обозначение Н. Зубчатые ко­леса, которые зацепляются с сателлитами и оси которых совпадают с главной осью передачи (см. рисунок 8.1), называются центральными ко­лесами. Центральное колесо с внешними зубьями называют еще сол­нечным, а колесо с внутренними зубьями – корон­чатым.

В планетарной передаче одно из центральных колес жестко со­единяется со стойкой (со звеном всегда непод­вижным) и остается не­подвижным при работе передачи. Механизм при этом имеет одну сте­пень свободы. При неподвижном, например, колесе 3 (см. рисунок 8.1) ведущим может быть солнечное колесо 1, а ведомым – водило Н. Воз­можен и обратный вариант: ведущее во­дило, ведомое солнечное ко­лесо. В обоих случаях сателлиты 2 об­катываются по центральным коле­сам 1 и 3 и вращаются вокруг своих осей, совершая движение, подобное движению планет вокруг солнца (отсюда и название механизма – плане­тарный). Водило Н при этом вместе с сателлитами 2 вращается вокруг центральной оси.

1 – центральное колесо с наружными зубьями – солнечное ко­лесо; 2 – колесо, ось которого перемещается в пространстве, – са­теллит; 3 – центральное неподвижное колесо с внутренними зубьями – корончатое; Н – водило – подвижное звено, на котором закрепле­ны оси сателлитов; 4 – основная (главная) ось механизма.

Рисунок 8.1 – Схема однорядной планетарной передачи

Планетарные передачи как по количеству упомянутых звеньев, так и по их сочетанию весьма многообразны. На рисунке 8.2а представлена схема передачи с двухрядным сателлитом, состоящим из двух жестко связанных зубчатых венцов 2 и 3, которые зацепляются соответственно с солнечным колесом 1 и корончатым колесом 4.

Если на схеме рисунка 8.2а заменить солнечное колесо 1 коронча­тым колесом 1, как показано на рисунке 8.2б, то получим передачу, у ко­торой оба центральных колеса имеют внутренние зубья.

Возможно исполнение планетарной передачи только с колесами внешнего зацепления, как показано на рисунке 8.2в.

Наряду с цилиндрическими, в планетарных передачах применяют нередко конические зубчатые колеса, как показано на рисунке 8.2г.

а) б)

в) г)

1,4 – центральные колёса; 2,3 – сателлиты; Н – водило, 5 – коленчатый вал авиационного мотора.

а – планетарная передача с двухрядным сателлитом; б – передача с двухрядным сателлитом и обоими центральными колесами с внутренними зубьями; в – передача, у которой все ко­леса внешнего зацепления; г – планетарная передача с колесами коническими.

Рисунок 8.2 – Иллюстрация многообразия схем планетарных передач

Для повышения передаточного отношения при сохранении высокого КПД планетарные передачи выполняют многоступенчатыми. Рисунок 8.3 иллюстрирует такую передачу, составленную из двух последова­тельно расположенных передач по рисунку 8.1.

Рисунок 8.3 – Иллюстрация двухступенчатой планетарной пе­редачи, у которой каждая ступень выполнена по схеме рисунка 8.1