Потери и кпд

Потери в подшипниках планетарной передачи меньше, чем у простой, так как при симметричном расположении сателлитов силы в зацеплении уравновешиваются и не нагружают валы и опоры.

Гидравлические потери в планетарной передаче при смазке погружением сателлитов в масляную ванну могут быть значительно больше, чем у простой передачи. Вращающиеся сателлиты входят в масляную ванну с ударом и проходят через неё. Поэтому рекомендуется неглубокое погружение колёс в масляную ванну, а при больших скоростях – применять смазку разбрызгиванием или струйную. У планетарных передач КПД зависит от схемы и параметров передачи. Это одна из особенностей планетарных передач.

Выбор типа планетарной передачи

Существует большое количество различных типов планетарных передач. Самое широкое распространение получила схема с 3-мя сателлитами, изображённая выше. Она с успехом используется как для больших, так и для малых мощностей в машиностроении, приборостроении, роботах.

Наиболее рациональные передачи .

При этом   0,97…0,99.

Одна из разновидностей этой передачи с двойным сателлитом такая:

Передача позволяет увеличить

Здесь

; .

Рекомендуют здесь при 0,96…0,99. Передачу требуется изготавливать с повышенной точностью, так как два жёстко связанных сателлита зацепляются с колёсами а и b. Эту передачу применяют реже первой.

При больших передаточных отношениях целесообразно применять 2-х и 3-х ступенчатые простые передачи.

Здесь i = i₁i₂.

Рациональные значения i = 27…85.

В планетарных передачах находят применение также конические и даже червячные передачи.

Расчёт на прочность

Для расчёта прочности зубьев планетарных передач используют те же формулы, что и при расчёте на прочность простых передач. Расчёт выполняют для каждого зацепления; например, для наружного зацепления – колёса a и g, для внутреннего - b и g. Так как силы и модули этих колёс одинаковы, а внутреннее зацепление по своим свойствам прочнее наружного, то при одинаковых материалах достаточно рассчитать только зацепление колёс a и g. При разных материалах расчёт внутреннего зацепления выполняют с целью подбора материала колеса или как проверочный.

Для расчёта по контактным напряжениям используют формулу (2)

Здесь u - отношение большего числа зубьев к меньшему.

; .

Для проверочных расчётов формулу (1) с учётом .

При расчёте на изгиб используют формулы (3) и (4).

Выбор числа зубьев. Он связан с кинематическим расчётом и обычно предшествует расчёту на прочность. При заданном i числа зубьев предварительно определяют с помощью формул для i, например:

Полученные значения уточняют по условиям собираемости планетарной передачи. Рассмотрим эти условия на примере передачи с тремя сателлитами.

Условие соосности

или

.

Условие симметричного расположения сателлитов. Оно требует, чтобы z_a и z_b были кратны числу сателлитов.

Условие соседства предусматривает наличие гарантированного зазора между сателлитами.

 или 

Волновые передачи

Волновая механическая передача основана на принципе передачи и преобразования движения путём волнового деформирования одного из звеньев механизма.

Этот принцип впервые был предложен в СССР Москитиным в 1944 г. для функциональной передачи, а затем в США Массером для зубчатой передачи в 1959 г.

Обладая рядом положительных качеств, волновая передача получила широкое распространение и применение.

Волновые зубчатые передачи в кинематическом отношении представляют собой планетарные передачи с одним гибким зубчатым колесом. Наиболее распространена волновая передача, состоящая из водила Н, вращающегося гибкого колеса 1 с наружными зубьями и неподвижного жёсткого колеса 2 с внутренними зубьями. Водило состоит из овального кулачка и специального шарикоподшипника. Гибкое зубчатое колесо изготавливают в виде стакана с тонкой легко деформируемой стенкой и соединяют с валом. Длина стакана близка его диаметру. Жёсткое зубчатое колесо соединено с корпусом. Зубья колёс чаще всего эвольвентные.

Делительный диаметр d₁ гибкого колеса меньше делительного диаметра d₂ жёсткого колеса на S=d₂-d₁. Размер овала подшипника качения водила по большей оси больше внутреннего диаметра обода гибкого колеса на величину S.

Сборку зацепления осуществляют после деформирования гибкого колеса водилом.

Деформированный зубчатый венец 1 гибкого колеса прнимает овальную форму, образуя при этом как бы два сателлита, связанных гибкой стенкой стакана. Гибкое колеса деформируется так, что на концах большой оси зубья зацепляются на полную рабочую высоту. На малой оси зубья не зацепляются. Между этими участками зацепление частичное. Следовательно, волновая передача обеспечивает одновременное зацепление большого количества зубьев.

В волновой передаче преобразование движения осуществляется за счёт деформирования зубчатого венца гибкого колеса. При вращении водила волна деформации бежит по окружности гибкого зубчатого венца; при этом венец обкатывается в обратном направлении по неподвижному жёсткому колесу, вращая стакан и вал. Поэтому передача называется волновой, а водило – волновым генератором. При вращении волнового генератора овальной формы образуются две волны. Такую передачу называют двухволновой. Возможны трёхволновые передачи. Существует много разновидностей волновых передач.

Достоинства: способность передавать большие нагрузки, так как в зацеплении одновременно находится большое число зубьев; возможность получить большое передаточное число при малых габаритах и сравнительно высоком КПД (= 0,8…0,9), для одной ступени u 300; работа с меньшим шумом и высокой демпфирующей способностью; возможность передачи движения в герметизированное пространство.

Недостатки: сложность изготовления гибкого колеса; сложность изготовления генератора; ограничение угловой скорости вала генератора при больших диаметрах колёс (во избежание больших окружных скоростей в ободе генератора).

Волновые передачи применяют в механизмах с большим передаточным числом (в роботах), а также в устройствах с повышенными требованиями к кинематической точности и герметичности.