Планетарная передача | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 23 ноября, печатный экземпляр отправим 27 ноября.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №48 (234) ноябрь 2018 г.

Дата публикации: 29.11.2018

Статья просмотрена: 295 раз

Библиографическое описание:

Сарсенов Б. А., Максудова Н. А. Планетарная передача // Молодой ученый. — 2018. — №48. — С. 46-48. — URL https://moluch.ru/archive/234/54101/ (дата обращения: 14.11.2019).



Целью работы является исследование планетарной передачи и кинематический анализ передачи.

Ключевые слова: зубчатое колесо (шестеренка), солнечная шестерня, кольцевая шестерня (корона), сателлит, водило, эпицикл, редуктор, коробка скоростей.

Планетарная передача – механическая передача вращательного движения, имеющая зубчатое колесо с подвижными геометрическими осями. Подвижность оси обеспечивает компактность механизма и уменьшает массу (или габариты) передачи. Можно получить систему с двумя и более степенями свободы, которая расширяет применение планетарной передачи в различных технологических и транспортных машинах.

Принцип действия планетарных передач основан на вращении зубчатых колес (шестеренок) и представляет собой несколько взаимосвязанных шестеренок (Рис.1).

Рис. 1. 1 - солнечная шестерня, 2 - кольцевая шестерня (корона), 3 - сателлиты, Н - водило

  1. Солнечная (центральная) шестерня находится в центре;
  2. Кольцевая шестерня (корона): внешнее зубчатое колесо, имеющее внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Также ее называют «эпициклом» планетарной передачи;
  3. Планетарная шестерня (сателлиты) одиночного размера, находящаяся в зацеплении с солнечной шестерней. Число сателлитов в планетарных передачах варьируется от 2 до 6, в зависимости от возможности размещения в механизме, чаще встречаются механизмы с тремя сателлитами, что обеспечивает более равномерное распределение нагрузок. Зубчатые колеса планетарной передачи могут быть любого известного типа из курса «Детали машин»: прямозубые, косозубые, червячные, шевронные. Тип зацепления не оказывает влияния на работу планетарной передачи.
  4. Одним из основных элементов планетарной передачи является водило – (Н) – подвижное звено, на котором жестко фиксированы друг относительно друга оси нескольких сателлитов.

После ознакомления с основными деталями планетарной передачи возникает вопрос: а почему подобные механизмы называют планетарными? Ответ простой: сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью – вокруг солнечной шестерни, т. е. совершают движение, подобное движению планет. Отсюда название - планетарные передачи. В международных энциклопедиях встречаются синонимы подобных механизмов: планетарная, дифференциальная или эпициклическая передача.

Как все передаточные механизмы, планетарные передачи служат для преобразования кинематических параметров и передачи движения от двигателя другим механизмам машин. Планетарная передача способна в пределах одной оси изменять, складывать и раскладывать угловые скорости и крутящий момент.

Основной кинематической характеристикой планетарной передачи является передаточное отношение (u). Передаточное отношение такой передачи визуально определить очень сложно, потому что механизм может вращаться различными способами, и для кинематического исследования передачи существуют аналитический и графический методы.

Аналитический метод определения передаточного отношения основан на способе обращения движения, который впервые предложил английский ученый Виллис, поэтому аналитический метод больше всего известен под названием «метод Виллиса».

Суть метода заключается в следующем.

Всей планетарной передаче сообщается дополнительное вращение с угловой скоростью – , равной угловой скорости водила, но обратной направлению. Таким образом, водило Н останавливается, а другие колеса освобождаются; колесо 3 (корона) было неподвижно, а в преобразованном механизме начинается вращаться с угловой скоростью . Обычный планетарный механизм (рис.2,а) превратится в обращенный механизм (рис.2,б)

Рис. 2. 1 - ведущее центральное колесо; 2 - сателлит; 3 - неподвижное центральное колесо; Н - водило

Звенья обращенного механизма будут вращаться с угловыми скоростями:

; ;

Математическое описание передаточного отношения может быть выражено через отношение чисел зубьев (z), угловых скоростей (), частот вращения (n).

Определим передаточное отношение:

а) через угловые скорости:

Но поскольку мы знаем, что 3-звено – это неподвижное центральное колесо (ω3 = 0), то получаем

Отсюда найдем аналогичную формулу для определения передаточного отношения планетарного механизма:

Эта формула справедлива для любой схемы планетарного механизма при наличии неподвижного центрального колеса. Значит, и передаточное отношение от любого планетарного колеса водилу Н при неподвижном опорном колесе j ровно единице минус передаточное отношение от этого же колеса к опорному (центральному) в обращенном механизме, т. е.

= ,

или

+ = 1.

Таким образом, для планетарных механизмов с круглыми колесами сумма передаточных отношений при различных останавливаемых звеньях всегда равна единице.

б) через количество зубьев (z):

; ;

в) через частоты вращения (n):

Частоты вращения зубчатых колес обращенного механизма равны разности прежних частот вращения и частоты вращения водила. Допустим, , , - частоты вращения соответственно звеньев 1, 3, Н; а - означает передаточное отношение с направлением движения от 1 к 3 при неподвижном Н. Для обращенного механизма получаем следующую формулу:

=

В реальной ситуации колесо 3 заторможено (= 0), тогда

= =

Широкие кинематические возможности планетарной передачи позволяют использовать данную передачу как редуктор с постоянным передаточным отношением; как коробку скоростей или как дифференциальный механизм.

Литература:

  1. Иосилевич Г. Б., Строганов Г. Б., Маслов Г. С. Прикладная механика. — М.: Высшая школа, 1989.
  2. Иванов М. Н., Детали машин. — М.: Высшая школа, 1991.
  3. Фролов К. В., Попов С. А., Мусатов А. К. и др. Теория механизмов и машин. — М.: Высшая школа, 1987.
Основные термины (генерируются автоматически): планетарная передача, передаточное отношение, обращенный механизм, частота вращения, кольцевая шестерня, неподвижное центральное колесо, солнечная шестерня, колесо, передача, аналитический метод.


Похожие статьи

Алгоритм многокритериальной оптимизации многоступенчатого...

Передачи зацеплением характеризуются большим постоянством установленного передаточного отношения, меньшим

Исходные данные для расчета: , передаточное отношение , частота вращения ведущего вала , Угловая скорость , расчетный момент [5]...

Метод построения касательной кривой при заходе шпинделя...

При движении сателлита ременной передачи планетарного механизма аппарата

Передача вращения под такими большими углами достигается благодаря тому, что муфта имеет два

Исходные данные для расчета: , передаточное отношение , частота вращения ведущего...

Кинематический и силовой анализ схемы зубчатого вариатора...

Передаточное отношение определяется через радиусы начальных окружностей зубчатых колес. Определение усилий на управляющий механизм клиноременного вариатора при управляемом ведомым шкивом. Возможные кинематические схемы цилиндрического...

Кинематическое исследование гибкого планетарного механизма...

Также, обозначив через передаточное отношения в зоне наружной части передачи , получим: , где — передаточное отношение радиуса наружной части ременной передачи относительно радиуса сателлита в зоне эпициклоидального планетарного механизма.

Использование современных винтовых механизмов в домкратах

В винтовом домкрате используется передача винт-гайка. Основными преимуществами этих передач, по сравнению

Перечисленными методами существенно повысить КПД механизмов винт — гайка скольжения не удается, поэтому были разработаны винтовые механизмы качения.

Применение технологии лазерного модифицирования для ремонта...

Срок службы шестерни составляет примерно 60 % от срока службы колеса. В связи с этим

Передавая высокие тяговые нагрузки, зубчатая передача подвергается значительным

В настоящее время для обработки зубчатых колес при их ремонте применяются различные...

Оценка продолжительности износного испытания зубчатых...

Получена аналитическая зависимость, позволяющая рассчитать продолжительность износного испытания зубчатых передач, учитывающих массу масла, заливаемого в ванночку машины трения, степени относительного проскальзывания между зубьями шестерен...

Структура и кинематика планетарного механизма со ступенчатым...

В настоящей работе рассмотрим структуру и кинематику планетарного механизма со ступенчатым сателлитом (рисунок, а), состоящего из следующих подвижных и неподвижных звеньев, а также кинематических пар (1): 1-водило, 2-сателлит-водило, 3-сателлит, 4...

Анализ повреждений рулевого управления современного легкового...

Рулевой механизм выполняет передачу усилия от рулевого колеса к управляемым колесам. Внутренние части рулевого механизма современного легкового

Рис. 2. Активный датчик частоты вращения колеса. Блок управления делает опрос 4-х датчиков вращения колес.

Обоснование выбора гидравлического привода для стенда...

Рассчитываемая передача относится к реечному зацеплению, выполненному в виде самостоятельного агрегата, поэтому

Так как передаточное отношение i=1, материал зубьев шестерни и рейки примем одинаковый, и расчет достаточно выполнить для зубьев шестерни.

Похожие статьи

Алгоритм многокритериальной оптимизации многоступенчатого...

Передачи зацеплением характеризуются большим постоянством установленного передаточного отношения, меньшим

Исходные данные для расчета: , передаточное отношение , частота вращения ведущего вала , Угловая скорость , расчетный момент [5]...

Метод построения касательной кривой при заходе шпинделя...

При движении сателлита ременной передачи планетарного механизма аппарата

Передача вращения под такими большими углами достигается благодаря тому, что муфта имеет два

Исходные данные для расчета: , передаточное отношение , частота вращения ведущего...

Кинематический и силовой анализ схемы зубчатого вариатора...

Передаточное отношение определяется через радиусы начальных окружностей зубчатых колес. Определение усилий на управляющий механизм клиноременного вариатора при управляемом ведомым шкивом. Возможные кинематические схемы цилиндрического...

Кинематическое исследование гибкого планетарного механизма...

Также, обозначив через передаточное отношения в зоне наружной части передачи , получим: , где — передаточное отношение радиуса наружной части ременной передачи относительно радиуса сателлита в зоне эпициклоидального планетарного механизма.

Использование современных винтовых механизмов в домкратах

В винтовом домкрате используется передача винт-гайка. Основными преимуществами этих передач, по сравнению

Перечисленными методами существенно повысить КПД механизмов винт — гайка скольжения не удается, поэтому были разработаны винтовые механизмы качения.

Применение технологии лазерного модифицирования для ремонта...

Срок службы шестерни составляет примерно 60 % от срока службы колеса. В связи с этим

Передавая высокие тяговые нагрузки, зубчатая передача подвергается значительным

В настоящее время для обработки зубчатых колес при их ремонте применяются различные...

Оценка продолжительности износного испытания зубчатых...

Получена аналитическая зависимость, позволяющая рассчитать продолжительность износного испытания зубчатых передач, учитывающих массу масла, заливаемого в ванночку машины трения, степени относительного проскальзывания между зубьями шестерен...

Структура и кинематика планетарного механизма со ступенчатым...

В настоящей работе рассмотрим структуру и кинематику планетарного механизма со ступенчатым сателлитом (рисунок, а), состоящего из следующих подвижных и неподвижных звеньев, а также кинематических пар (1): 1-водило, 2-сателлит-водило, 3-сателлит, 4...

Анализ повреждений рулевого управления современного легкового...

Рулевой механизм выполняет передачу усилия от рулевого колеса к управляемым колесам. Внутренние части рулевого механизма современного легкового

Рис. 2. Активный датчик частоты вращения колеса. Блок управления делает опрос 4-х датчиков вращения колес.

Обоснование выбора гидравлического привода для стенда...

Рассчитываемая передача относится к реечному зацеплению, выполненному в виде самостоятельного агрегата, поэтому

Так как передаточное отношение i=1, материал зубьев шестерни и рейки примем одинаковый, и расчет достаточно выполнить для зубьев шестерни.

Задать вопрос