книги из ГПНТБ / Серебренников Ю.Н. Детали машин учебник для авиационных специалистов

Передаточное число планетарной передачи

Передаточным числом планетарной передачи, как и в любой другой передаче, является отношение

Ранее известные методы определения передаточного чи­ сла через элементы зубчатых колес, в частности, через чи­ сла зубьев, в этом случае применить нельзя, так как в пла­

нетарной передаче имеются колеса с подвижными осями.

Для определения передаточного числа планетарной пе­ редачи имеется несколько способов, из которых наиболь­ шее распространение получил способ Виллиса.

Сущность этого способа рассмотрим на примере про­ стейшей планетарной передачи — планетарном редукторе с коническими зубчатыми колесами (рис. 230).

Рис. 230. К определению передаточного числа планетарной передачи

Обозначим число оборотов ведущего солнечного колеса через П\ и число зубьев через zh соответственно у сателли­

Если остановить водило, т. е. сделать — 0, а весь кор­ пус редуктора вместе с неподвижным колесом начать вра­

щать в обратном направлении с числом оборотов п4, то от­ носительное число оборотов солнечного колеса будет равно разности «1 — /т4, а передача будет представлять собой обычную зубчатую двухступенчатую передачу с неподвиж­ ными осями всех колес, в которой ведущее колесо имеет z{

зубьев и («1 — п4) об/мин, сателлит соответственно г2 и п2, ведомое колесо имеет z3 зубьев и делает /?4 об/мин.

199

откуда

=/г2г2.

Вполученных выражениях равны правые части, следо­

вательно, можно приравнять и левые, т. е.

т. е. передача происходит с замедлением, и что передаточ­ ное число не зависит от числа зубьев сателлита.

Расчет на прочность планетарной передачи сводится к расчету зубчатых колес по ранее рассмотренным методам.

Редукторы

Рассмотренные выше зубчатые передачи с помощью ко­ нических и цилиндрических зубчатых колес позволяют по­

лучать передаточные числа порядка I — 8—20, ибо при большем передаточном числе передачи имеют большие га­ бариты. Поэтому для получения больших передаточных чи­

сел применяют двух-, трех- и более ступенчатые передачи.

200

На рис. 232 изображено несколько схем простейших ре­

дукторов общего машиностроения.

Рис. 232. Типы редукторов

Конструкция основных частей редуктора

Основной частью редуктора являются зубчатые пере­

дачи, знакомство с которыми произведено в соответствую­ щих разделах курса.

Весьма важной частью редуктора является корпус или

картер и крышка. Эти детали служат не только, для изоля­ ции передач и создания герметичности, но и для восприня­

тая усилий, действующих в передачах.

Корпус редуктора обычно отливается из серого чугуна марок СЧ 15-32 и СЧ 18-36, реже из стали марок 15 и 20.

В авиационных редукторах корпус отливается из силумина

АЛ4, АЛ5, и АЛ2. В некоторых случаях вместо литых кор­ пусов применяются сварные.

Корпуса редукторов в абсолютном большинстве де­ лаются разъемными с плоскостью разъема, совпадающей с плоскостью осей зубчатых колес. Соединение разъемных частей редуктора осуществляется болтами.

Для увеличения жесткости корпуса при больших его размерах устраиваются ребра, расположенные, как пра­ вило, с внешней стороны, с тем чтобы не мешать циркуля­ ции масла, обычно заливаемого в корпус редуктора. Эти ребра, кроме увеличения жесткости конструкции, увеличи­ вают поверхность охлаждения корпуса.

Для наблюдения за работой передач в корпусе устраи­ вают смотровые окна; для слива масла в нижней части кор­ пуса делается отверстие с пробкой.

В корпусе редуктора обычно монтируются опоры ва­ лов. В качестве опор валов передач применяют подшип-

202

Рис. 234. Чертеж редуктора

204

лении с подвижным зубчатым колесом 4,

ряют и условиям прочности на изгиб, однако при наличии поверхностной термической или термохимической обра­

ботки рабочих поверхностей зубьев размеры передач зача­ стую лимитируются расчетом зубьев на изгиб.

При проектировании редукторов необходимо решить следующие основные вопросы:

1. Исходя из заданного передаточного числа, выбрать

количество ступеней редуктора и установить передаточные

числа каждой ступени.

2.Выбрать материал для зубчатых колес.

3.Из условия прочности на изгиб или на контактные напряжения определить необходимые размеры всех эле­ ментов зубчатых колес.

дику приближенного расчета редуктора на следующем кон­

кретном примере.

Пример. Спроектировать зубчатый цилиндрический соосный редук­ тор для пускового насоса топливной системы авиационного реактивного двигателя.

Расчетные данные: мощность электромотора N = 0,2 л. с:, число оборотов п — 15 000 об/мин', передаточное число редуктора I = 4.

205

Решение.

1.Принимаем двухступенчатый соосный редуктор с передаточными числами: 1-я ступень 1\ = 2; 2-я ступень i2 = 2 (схема редуктора дана на рис. 236).

2.Материалом для шестерни выбираем хромоникельвольфрамовую сталь 12ХНВА, для зубчатых колес ввиду отсутствия смазки и для

обеспечения бесшумной работы принимаем текстолит с пределом проч­ ности на изгиб а — 1600 кг)см2.

3.Принимаем:

—число зубьев ведущего колеса zx = 15;

—коэффициент формы зуба у = 0,088 (см. табл. 32);

—коэффициент длины зуба ф = 5;

—коэффициент перекрытия е = 1,2;

— допускаемое напряжение на изгиб [а ] = 300 кг/см\

Рис. 236. Схема редуктора

4.Определяем модуль зацепления

Принимаем т = 0,7 мм, 5. Определяем размеры основных элементов зубчатой передачи

а) ведущее колесо (шестерня)

■^и.О1 = m2i- ~ ’ 15 = Ю,5 мм’,

DeCi = т (z> + 2) = 0,7-(15 + 2) = 11,9 мм-,

Deni = m(z2 — 2,4) = 0,7 • (15 — 2,4) = 8,8 мм-,

h = 2,2т = 2,2-0,7 = 1,54 мм;

b — tym — 5-0,7 — 3,5 мм;

б) ведомое колесо

22 = zxi = 15-2 = 30;

DH Ol = mz2 — 0,7-30 = 21,0 мм;

DeCi = m (za + 2) = 0,7-(30 + 2) = 22,4 мм;

Derii = m(zs — 2,4) = 0,7-(30 — 2,4) = 19,3 мм.

206

5.Проверяем зубья шестерни на контактные напряжения

где [тС(?] = 0,5 [0,18 (тй + ст) + 800];

принимаем = 90 кг/мм2', <зт = 70 кг!мм2 (см. табл. 2), тогда

[т ] = 0,5 [0,18 (9000 + 7000) + 800] = 1840 лгг/с.н2;

принимаем k = 201 000;

'=!01“/wa®

~ кг/см2 <Z 1840 кг/см2.

6.Зубчатые колеса второй ступени принимаем таких же разме­

ров, как и первой, т. е. = 15; — 30, DHO = 10,5 мм\ DH 0 =

= 21,0 мм.

7.Расчет валов

Определяем крутящие моменты а) на ведущем валу

207