книги из ГПНТБ / Кругман, А. Е. Зубчатые механизмы (кинематический анализ)
.pdfоткуда: ю, + w3 ia.c = i>;3 (u>3 + m, • ia.c).
Поделив обе части уравнения на ш3, после преобразований получим:
ii3 = |
i"3 |
(1 |
+ |
Id .c) — ia.c, |
|
|
выразив через числа |
зубьев |
величины i"3 |
и i^ .c, получим |
|||
значение ii3: |
|
|
|
|
|
|
|
гя |
I |
j _Zs |
Zs_ |
|
|
|
i |
l |
|
Zj |
Z4 |
|
Примем следующие |
значения зубьев колес: |
zi = 16, z2=20, |
||||
z3= 56, z4= 24, z5= 16, |
|
|
|
|
|
|
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
56 |
|
|
|
|
|
|
16 |
1 |
|
24 |
+ 2 4 _ / ' |
|
60
Рассмотрим редуктор |
Гуляева |
(рис. 42). Для |
этого редук- t |
|||
тора |
необходимо |
определить |
передаточное |
отношение iAH, |
||
если |
числа зубьев |
колес |
равны: |
г\ = г 3, z4= |
100, |
z5 = 99, z6= |
= 100, Zg — 101.
Этот редуктор является замкнутым дифференциальным, где добавочной связью служат колеса z4, z5, z6, z7, z8. Сам диффе ренциал состоит из колес Zj, z2, z3 и водила Н.
Рис. 42. Редуктор Гуляева
Для дифференциала можно записать
_ т «~ |
. _ _ 1 |
|
откуда |
o)j -4- (о» |
(31) |
шн = — 2— |
61
Определим «ч |
и <«,: |
|
|
^ L = Je |
|
|
°>а |
z8 ’ |
следовательно, |
U)J — U)A h. |
' |
|
z« |
|
Аналогично ws = |
— u>A h |
|
|
z4 ’ |
|
Тогда, подставив в формулу (31) значения «л иш3, получим:
сон
шн |
0)а / Z« _ |
г ь \ |
|
2 { z8 |
z4 ) • |
||
|
Передаточное отношение определим по формуле:
_______«и_____________ 2
°>н |
/ |
z6 |
Zg\ |
ze |
zt |
2 |
l |
z8 ~ zJ |
z8 |
~ z 4 |
|
Подставив значения величин, получим: |
|
||||
iah = |
100 |
2 |
_99 |
20200. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||
|
101 ~ |
100 |
|
|
Редуктор обладает большим передаточным отношением, но очень низким к. п. д.
Для определения передаточного отношения замкнутой диф ференциальной передачи выведем зависимость между угловыми скоростями ведущего и ведомого валов, с помощью которой можно проще осуществить кинематический анализ.
Одно из основных звеньев соединяется непосредственно с входным или выходным валом замкнутой передачи и обозна чается буквой с (водило Н на рис. 43, а, в и г и центральное колесо на рис. 43, б). Два других основных звена, обозначае мых а и в, с помощью каких-либо передач соединяются с другим валом, обозначаемым цифрой I. Передача в соответ ствии с обозначениями называется с-1.
Ь2
о ;
Рис. 43. К кинематическому анализу замкнутых дифференциальных механизмов
Передачи, соединяющие основные звенья а и в со звеном I, обозначаются а —I и 8—1.
Если основными звеньями а й в являются центральные колеса, то безразлично, которое из них будет обозначено
буквой а и которое буквой в. |
Если же среди этих звеньев |
|
имеется водило |
Н, то за последним закрепляется буква в |
|
(рис. 43, б). В сложных передачах с—I, составленных из диф |
||
ференциальных |
и планетарных |
механизмов, центральные ко |
леса дополнительной ступени |
с внутренними и наружными |
зубьями обозначаются соответственно z4 и z2 с добавлением вверху штрихов (рис. 43, г). Передачи а—I и в—I могут быть планетарными или даже замкнутыми планетарными (рис 43, г). Передачами а —I и в—I могут служить гидравлические и элек трические передачи.
При исследовании замкнутых передач |
с—I надо |
на |
схеме |
|
правильно расставить обозначения I, а, в и с. |
|
быстро |
||
Для того, чтобы в передаче с—I любой сложности |
||||
и безошибочно найти дифференциальный |
механизм, |
основные |
||
звенья которого обозначаются |
а, в и с, |
надо учесть следую |
||
щее. Если с выходным валом |
вращается только одно зубчатое |
колесо или только одно водило, то за этим валом закрепляется обозначение с. То же обозначение относится и к вращающе муся вместе с этим валом зубчатому колесу или водилу. Два
других основных |
звена дифференциального механизма, в ко |
|||||
торый входит звено с, обозначаются буквами а и в. |
||||||
На основании формулы (7) (стр. |
18) угловая скорость звена с |
|||||
будет равна: |
(о„ = i" (Од -I- i° со. . |
|||||
|
||||||
|
с |
са |
а |
I |
1се |
6 |
Разделим это |
равенство на |
угловую скорость п/ звена I: |
||||
|
<ос |
|
. . . . |
|
||
|
Ш/ ~ W ~~ 'са |
|
Ко 1в/ ’ |
|||
Обозначив |
|
|
|
|
|
|
получим: |
К а 1* ' = К I и |
U l = K l , |
||||
w = |
i?, + |
iас1. |
|
(32) |
||
|
|
С помощью формулы (32) определяется передаточное от ношение любой замкнутой дифференциальной передачи неза висимо от того, будут ли передачи а —I и в—I механическими, эЛектрическими или гидравлическими.
Разберем применение формулы (32) на примерах.
64
Необходимо определить \ci передачи |
(рис. 43, а) |
при сле |
|
дующих данных: — = 1,5; |
— = 0,5; |
г а= 16; z„ = |
64. |
z3 |
z4 |
по формуле: |
|
Передаточное отношение |
определим |
|
W = ijy+i?/.
где |
|
|
ij, =i«a |
ie/ |
и |
i«, = |
iace Ui. |
|
|
||
Определим передаточные отношения ступеней: |
|
||||||||||
Iе = 1® |
1?.. |
1—1* |
|
|
|
|
* 64 |
_1_ |
|||
са |
на |
|
1 + |
|
5 ; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
^ |
16 |
|
||
|
|
|
|
|
Zi_ |
|
|
|
|
||
|
|
|
1« / = |
1з1 |
|
1,5; |
|
|
|
|
|
|
|
|
Z3 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
!£, = 1 — i“а = 1 ~ Т = "5 ’ |
|
|
||||||
|
|
|
la/ — I12 == |
z2 |
|
0,5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Итак, |
|
~ |
1"/~ ~ |
"5 • 1,5 = |
— 0,3; |
|
|
|
|
||
|
|
|
1? / = - 4 ’ 0,5 = |
- 0 ,4 . |
|
|
|
|
|||
Следовательно, передаточное |
отношение передачи составит: |
||||||||||
|
|
|
lei = |
- 0 ,3 - 0 ,4 = |
- 0,7. |
|
|
|
|
||
Рассмотрим схему (рис. 43, в) |
при следующих данных: |
||||||||||
г а — г г |
— 12; |
гв = гк |
= 36; |
z '= |
12, z' = 42. |
|
|
||||
Необходимо определить передаточное отношение Ici. |
|||||||||||
Воспользуемся формулой |
(32): |
|
|
|
|
|
|||||
где |
|
, Iе |
: |
|
|
|
|
|
|
1 |
_1_ |
|
|
на |
i® |
|
ав |
|
|
|
|
36 |
4 |
|
|
|
ан |
|
|
1+ г а |
|
12 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + 1 0 |
|
|
ia / |
= |
1; |
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
3 |
1“ = 1“ = |
|
1 —1* |
|
|
|
||||||
св |
|
не |
|
|
|
|
|
12 — 4 ; |
|||
|
|
|
|
1ва |
|
|
|
1 + |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 Зак. 578 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |
i"' |
= |
Z2' |
12 |
2_ |
Ui — :4'2' |
Z4'- = |
42 : |
7 |
Следовательно, передаточное отношение
_1_ 28 •
Замкнутые дифференциальные механизмы применяются в современных грузоподъемных (электротельферы, электротали), транспортных и других машинах.
Большое применение находят данные механизмы в приводах с регулируемым передаточным отношением.
Передачи с—I, имеющие при i“7 и i одинаковые и разные
знаки, существенно отличаются по своим кинематическим воз можностям. Если \вс1 и i“7 имеют разные знаки (т. е. если
11, i“7 < 0), то, сближая величины |
их значений | i*y| и 1 1^7 j |
|||
можно получить очень большую абсолютную |
величину 1/с: |
|||
1/ с = Н 7= |
1?, + |
^ |
' |
(33) |
Если одно из основных звеньев |
а или в |
связать со зве |
||
ном I бесступенчатой передачей, то при соответствующем под |
||||
боре кинематических данных |
всегда |
можно |
добиться такого |
положения, при котором в процессе изменения передаточного отношения бесступенчатой передачи будут существовать нера венства:
Из формулы (33) видно, что в этом случае при п/ = const величина пс изменяет знак, т. е. скорость звена с может плавно меняться от максимального значения в одном направ лении до максимального — в другом.
Для получения больших передаточных отношений в пе редачах с—I с i®7 \ас1 > 0 целесообразно иметь ведущим звено с
и при этом надо взять
I у . | > 1 «
Пример 16.
Определить передаточное отношение ici от вала с к валу I (рис. 43, г) при следующих отношениях чисел зубьев:
66
-3 ,2 2 .
Пример решить двумя способами.
Ответ 1с/ = 0,624.
Пример 17. |
|
|
|
Определить скорость |
вращения колеса |
zs |
(рис. 44), если |
числа зубьев колес Zi = |
54, z2 — 51, z'i = |
40, |
z'2 == 48, z3 = 51, |
г'г = 40, z5 == 25, а число оборотов водила n;i |
= 2885 об/мин. |
Пример решить двумя способами. Ответ: п5= 8 об/мин.
5* |
67 |
Пример |
18. |
|
О п р ед ел и ть п ер ед а т о ч н о е отн ош ен и е р ед у к то р а ici (ри с. 4 5 ), |
||
если числа |
зубь ев колес |
равны : г2 = г'г = 22, z4 = z'4 = 86. |
П рим ер |
реш ить двум я |
сп особам и . |
Ответ: 1сг = 20,2.
Пример 19.
В замкнутом дифференциальном механизме (рис. 46) в ветви, соединяющей звенья в и / (в передаче в — 1), имеется вариа-
68
тор скорости с коническими дисками Д и Р, охваченными гибкой связью G.
Р
С помощью специального устройства диски Р и Д, вра щаясь вместе с валами / и I I , могут перемещаться вдоль их осей, причем при сближении дисков Р диски Д удаляются один
от другого, и наоборот. При этом гибкая |
связь G |
переходит |
на больший диаметр на дисках Р и на |
меньший |
диаметр на |
дисках Д. Таким образом, осуществляется изменение величины передаточного отношения Iдр. В рассматриваемой конструкции величина \ДР изменяется от 1дрМИн. — 0,5 до 1дрмакс = 2, пере даточное отношение цепной передачи li2= 1, числа зубьев
колес |
г а = 22, z„ |
= 94, z4= 101, Z5 = 25, число оборотов пер |
вого |
вала п/ = 600 |
об/мин. |
Необходимо определить величину лс . Пример решить двумя способами.
69