Планетарна передача

Реферат: Планетарна передача складається із корпуса, закріпленого на ньому опорного колеса, установлених в корпусі валів, на першому з яких розміщене сонячне колесо, а на другому закріплене водило, сполучене сферичною кінематичною парою з віссю. Згідно з винаходом, на осі по різні сторони від сферичної кінематичної пари установлені сателіти, перший з яких зачіплюється із опорним колесом, а другий зачіплюється із сонячним колесом, а параметри планетарної передачі забезпечують додатне передаточне відношення кутових швидкостей першого і другого валів. UA 100679 C2 (12) UA 100679 C2 UA 100679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Планетарна передача належить до передач обертального руху і застосовується для одержання більшої потужності на веденому валу в порівнянні з потужністю на ведучому валу. Відома планетарна передача, що складається із корпуса, закріпленого на ньому опорного колеса, установлених в корпусі валів, на одному з яких установлене сонячне колесо, а на другому закріплене водило, сполучене сферичною кінематичною парою з віссю, де установлено сателіт із нарізаними на двох його боках зубами, якими він зачіплюється із зубами опорного та сонячного коліс [1]. Ця планетарна передача при малих габаритах та малій металоємності забезпечує велике передаточне відношення кутових швидкостей, але вона має недостатній коефіцієнт корисної дії, а її конструкція не дозволяє використати можливість розміщення сателіта відносно сферичної кінематичної пари, а також співвідношення розмірів опорного і сонячного коліс та сателіта для збільшення коефіцієнта корисної дії передачі. В основу винаходу поставлено задачу у відомій планетарній передачі, що складається із корпуса, закріпленого на ньому опорного колеса, установлених в корпусі валів, на одному з яких установлене сонячне колесо, а на другому закріплене водило, сполучене сферичною кінематичною парою з віссю, шляхом установки на осі по різні сторони від сферичної кінематичної пари двох сателітів, що зачіплюються з опорним і сонячним колесами, та раціонального вибору відстаней розміщення сателітів відносно сферичної кінематичної пари, а також раціонального вибору співвідношення розмірів опорного і сонячного коліс та сателітів, домогтися збільшення величини сил, рухаючи водило, що забезпечить збільшення потужності на веденому валу в порівнянні з потужністю на ведучому валу. Це дасть змогу одержати для запропонованої планетарної передачі коефіцієнт корисної дії близький до одиниці. На кресленні зображено кінематичну схему запропонованої планетарної передачі. Планетарна передача складається з корпуса 1, веденого вала 2, ведучого вала 3, закріпленого на веденому валу 2 водила 4 з установленою на ньому віссю 5 із закріпленими на ній сателітами 6 і 7. Сателіт 6 зачіплюється з опорним колесом 8, закріпленим на корпусі 1, а сателіт 7 зачіплюється з сонячним колесом 9, установленим на ведучому валу 3. Зачеплення здійснюється за допомогою котка 10, установленого на водилі 4. Вісь 5 з'єднана з водилом 4 сферичною кінематичною парою 11, яка дозволяє три обертальні рухомості осі 5 відносно водила 4. Планетарна передача працює таким чином. Обертальний момент Т3, прикладений до ведучого вала 3, обертає сонячне колесо 9, яке тисне своїм зубом з коловою силою F7 на зуб сателіта 7, обертаючи його разом з віссю 5 і сателітом 6. Оскільки сателіт 6 зачіплюється з нерухомим опорним колесом 8, це спричиняє обертання водила 4, яке рухає вал 2. Наявність трьох рухомостей осі 5 відносно водила 4 дає можливість передати через сателіти 6 і 7 та вісь 5 на сферичну кінематичну пару 11 не тільки колову силу F7, а й діючу на сателіт 6 реакцію R6, створену коловою силою F7. Підбираючи параметри запропонованої планетарної передачі, можна направити R6, величина якої залежить від відстаней кінематичної пари 11 до сателітів 6 і 7, так щоб R6, створювала додатковий обертальний момент на водилі 4 і веденому валу 2, що забезпечить збільшення коефіцієнта корисної дії запропонованої планетарної передачі. Передаточне відношення кутових швидкостей U32 від ведучого вала 3 до веденого вала 2 запишеться: U32  45 , де 2 і 3 - кутові швидкості веденого вала 2 і ведучого вала 3; r6, r7, r8 і r9 - радіуси сателітів 6 і 7 та опорного колеса 8 і сонячного колеса 9. Під дією обертального моменту Т 3, що діє на ведучий вал 3, в точці зачеплення з боку сонячного колеса 9 на сателіт 7 діє колова сила F7 F7  50 3 r6r9  r7r8  2 r6r9 3 r9 . Внаслідок наявності більше однієї рухомості осі 5 відносно водила 4 на сателіт 6 діє реакція: R6  F7  2 3  2  1 r9  1 , 1 i  2 55 де - відстані сателітів 6 і 7 від сферичної кінематичної пари 11. В запропонованій планетарній передачі при U32 > 0 і сила F7 і реакція R6, передаючись на сферичну кінематичну пару 11 через вісь 5, обертають водило 4. Тому корисна потужність Р 2 на веденому валу 2 буде: 1 UA 100679 C2 2  R 6  F7 2  5 , де  - відстань сферичної кінематичної пари 11 від осі веденого вала 2. Затрачена потужність на ведучому валу 3 буде: = Ρ3 = Τ33 Τ3U32 2 Коефіцієнт корисної дії η запропонованої планетарної передачі з урахуванням 20% втрат на тертя запишеться формулою:  10 15 20 25 3  1   2 2 r9  1 0,82 0,8 1   2   3 r9  1U32 . При  = 3,1; r6=51; r7=29; r8=18; r9=21;  1 =12;  2 =36 одержимо η=0,93. При інших параметрах змінюється положення сферичної кінематичної пари і η зменшується. В планетарній передачі по патенту [1] один сателіт зачіплюється одночасно в діаметрально протилежних точках з опорним і сонячним колесами. Діючі на сателіт обидві колові сили мають напрям, протилежний напряму руху сферичної кінематичної пари. Внаслідок чого, створена коловими силами реакція, яка передається на водило через сферичну кінематичну пару, гальмує рух водила. Тому таку реакцію не можна використати для збільшення величини коефіцієнта корисної дії цієї планетарної передачі. Крім цього, із рівня техніки відомо багато прикладів використання властивостей плеч важеля для збільшення величини сили при виконанні корисної роботи. Але в усіх відомих випадках важіль використовується у простому русі, коли його кінці переміщаються відносно опори. Внаслідок чого виграш у силі приводить до програшу у відстані при виконанні затраченої роботи. Тому немає жодного прикладу застосування важеля для збільшення корисної потужності без відповідного збільшення затраченої потужності. Наявність двох сателітів 6 і 7, розміщених на осі 5 по різні сторони від сферичної кінематичної пари 11, у заявленій планетарній передачі, дає можливість так розмістити сферичну кінематичну пару 11 за рахунок вибору  1 i  2 та параметрів r6, r7, r8 і r9, задовольняючих умову U32 > 0. Щоб напрям руху сферичної кінематичної пари 11 співпадав з напрямами колової сили F7 і реакції R6. Внаслідок чого R6 створює на водилі 4 і веденому валу 2 додатковий позитивний обертальній момент, що забезпечує збільшення величини корисної потужності Р2. У заявленій планетарній передачі вісь 5, яка виконує роль важеля, приймає участь у складному планетарному русі. При зміні співвідношення між плечима 30 1 i  2 досягається збільшення R6 без програшу у відстані, тому що  1 i  2 не впливають на U32. Отже при зміні  1 i  2 величини 2 і 3, які входять у формули для обчислення Р2 і Р3, залишаються постійними. Це дає можливість збільшувати корисну потужність Р 2, за рахунок збільшення R6, без зміни затраченої потужності Р3, що дозволяє збільшувати η. Величина η заявленої планетарної передачі залежить від співвідношення між параметрами 35 , r9,  1 , 2 і U32. Але α знаходиться у функціональній залежності від  1 , 2 та U32 і r9 також входить в формулу для обчислення U32. Тому для одержання коефіцієнта корисної дії близького до одиниці, параметри заявленої планетарної передачі досить вибирати так, щоб виконувалась умова: 7,81  40 1   2  7,85  1 U 32 7,81