Материал: ТММ в_авиастроении

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Сначала определяем передаточное отношение u(3)

по формуле Виллиса (6.15)

 

 

 

 

 

 

 

1H

 

 

 

 

 

u1H(3) = 1u13(H) = 1

u12(H)u(H23) =1

z2z3

=1

99 101

=

 

 

1

 

;

 

 

 

10000

 

 

 

 

z1z2

100 100

 

 

Тогда u(3) =

1

 

=10000.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3. Определить передаточное отношение u15 сложного зубчатого

механизма (рис. 6.11), если числа зубьев

z1 = 18, z2

=

54; z3 = 98, z4 = 100;

z4= 99; z5 = 99. Решение:

Данный механизм представляет собой двухступенчатую передачу, у которой ступень 1 – 2 является простой, а ступень Н – 5 планетарной двухрядной с внешним зацеплением.

Следовательно, u

 

 

= u

 

u(3)

,где u

 

 

= − z2 , u(3)

=

 

1

=

 

1

;

15

12

12

u(3)

1u(H)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H5

 

 

 

z

H5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

5H

 

53

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

= − z2

 

1

 

= − 54

 

 

1

 

 

= −150.

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

z4z3

 

 

 

99 98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

1

 

 

 

 

18

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z5z4

 

 

 

 

 

99 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так

как

u15

> 1,

 

то

данная передача

является

редуктором, а знак минус

указывает на противоположное направление вращения зубчатых колёс 1 и 5.

4

4′

 

2

O4

 

 

H

O2

O5

1

 

 

5

O1

3

 

Рис. 6.11. Схема сложного зубчатого механизма

96

6.3.3. Кинематика планетарной передачи типа3К

Для передачи типа 3К (рис. 6.4 а) составляются два выражения уравнения

Виллиса

ω1 ωH = u14(H)

и ω3 ωH = u34(H) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω4 ωH

 

 

 

ω4 ωH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда исключением

ωH

определяется передаточное отношение механизма

при неподвижном центральном колесе 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1

 

 

= u1(4)H =

 

 

 

1+

z4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u13(4) = ω1 =

ωH

 

 

 

1u14(4) =

 

 

 

 

 

z1

.

 

 

(6.22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω3

ω3

 

 

u3(4H)

 

1u34(4)

z2z4

 

 

 

 

 

 

ωH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1z2z3

 

 

 

 

 

Пример. Определить передаточное отношение планетарной передачи 3К

(рис. 6.4 а), если z1

= 18; z2 = 36; z2= 33; z3 = 87, z4 = 90.

 

Решение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Передаточное

 

 

отношение

 

передачи

 

u(4)

при

неподвижном колесе 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

определяется по формуле (6.22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+

z4

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u13(4) = 1u14(4) =

 

 

 

 

 

1+

 

 

 

 

 

6

 

 

 

z1

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

 

18

 

 

 

=116.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1u34(4)

 

 

 

z2z4

 

 

 

 

33 90

 

 

 

 

 

55

 

 

 

 

1z2z3

 

136 87

 

1

58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, передача является редуктором, в котором направление вращения зубчатых колёс 1 и 3 совпадают.

6.3.4. Кинематика замкнутых дифференциальных передач

Для замкнутых дифференциальных передач (рис. 6.5 в) необходимо дополнительно к уравнению Виллиса (6.1) составить уравнение связи между угловыми скоростями замыкаемых звеньев [5], [12]:

ω3

 

ω3

 

(6.23)

=

= u35 =

z4z5

.

 

 

 

ωН

ω5

z3z4

Решив его совместно с (6.1), получим

97

u= u15 =1u13(H) + u13(H)u35 ,

или в сокращённой записи

u = u(3) + u(H) , где u(3) =1u(H);u(H) = u(H)u .

15 15 15 15 13 15 13 3 5

В общем случае

(6.24)

(6.25)

uad = uad(b) + uad(H) ,

(6.26)

где а, b и Н – центральные звенья дифференциальной ступени, а – входное

звено, не связанное со звеном замыкания; d – выходное звено (может совпадать со звеном b или Н дифференциальной ступени).

Таким образом, передаточное отношение замкнутой дифференциальной передачи от звена а, не входящего в дополнительную связь со звеном замыкания, равно сумме двух передаточных отношений, каждое из которых определяется в предположении, что одно из центральных звеньев дифференциальной ступени условно остановлено, а мешающие вращению связи удалены.

Для передачи, изображенной на рис. 6.5 в

u

(b)

= u(3)

=

1u(H) = 1+

z3

,

 

 

 

 

 

 

 

ad

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

13

 

 

z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(H)

 

(H)

 

 

(H) (H)

 

 

 

 

 

 

 

z5

 

z3z5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uad

 

= u15

 

 

= u13 u35 =

z

z

= z z .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

1 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

= u(3)

+ u(H)

=1+ z3

+ z3z5 .

 

 

 

 

(6.27)

 

 

15

 

15

 

 

 

15

 

z1

 

 

z1z3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При входном звене d, связанным со звеном замыкания или являющимся

звеном замыкания, справедлива обратная формула

1

 

=

1

 

 

+

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6.28)

 

u

da

 

u(b)

 

 

 

u(H)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

da

 

 

 

 

da

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если в замкнутом дифференциальном механизме имеется несколько контуров замыкания, то число слагаемых в формуле (6.25) всегда на единицу больше числа контуров.

Пример. Определить передаточное отношение u16 редуктора двигателя

98

вертолёта МИ – 6 (рис. 6.12), если z1 = 31, z2 = 68; z2= 31; z3 = 29, z4 = 89; z4= 48; z5 = 29; z6 = 106.

 

 

 

2′

3

 

 

 

4

 

 

 

H

 

 

 

6

5

4′

2

 

1 Рис. 6.12. Схема редуктора двигателя вертолёта МИ – 6

Решение. Редуктор представляет собой сложный зубчатый механизм, состоящий из простой конической передачи 1 – 2 и замкнутой дифференциальной передачи 2′ – Н(6). Следовательно, u= u16 = u12u26. Передаточное отношение

простой конической передачи равно u12 = z2 . Передаточное отношение замкнутой z1

дифференциальной передачи определяется по формуле (6.26)

u = u(4) + u(H) , 2 6 2 6 2 6

(4)

(H)

 

z4

(H)

(H)

(H)

 

 

 

 

 

где u26

=1− u24

=1+

 

, u26

= u24

u46

=

z2

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

z2

 

 

z4

 

 

 

 

 

 

 

68

 

89

 

89 106

 

u

=

 

+

+

z4z6

=

+

+

=

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

z

z

 

z

 

z

 

 

31

31 48

16

 

 

 

2

 

2

 

 

31

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,193 (1+ 2,871+ 6,339) = 2,193 10,21= 22,3895.

 

 

 

 

 

 

 

z4z6

 

z4

 

z6

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

z

 

z

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4

2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3.5. Кинематика волновых передач

Передаточное отношение одноступенчатой волновой передачи с одним

99

жестким колесом (рис. 8а) определяется так же, как и для планетарной передачи. При остановленном жестком звене (ωс = 0) получим

u(C)

= 1

u(H)

= − zC zF .

 

 

(6.29)

FH

 

 

 

FC

 

 

 

zF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знак минус перед выражением передаточного отношения означает, что

генератор Н и вал гибкого колеса имеют различные направления вращения.

При остановленном гибком колесе (ωF = 0 ) имеем

u(F)

=

 

1

=

 

zC .

 

 

(6.30)

HC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

u(FCH)

 

zC zF

 

 

 

Из формулы следует, что генератор волн и жесткое колесо имеют одинаковые

направления вращения.

 

 

 

Разность чисел зубьев zC zF

должна быть кратной числу волн К. Обычно

принимают

zC zF =К. Тогда для

 

двухволновой передачи (К=2) передаточное

отношение равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(C)

= −

2

; u(C) = −

zF

= −0,5 z

 

;

(6.31)

 

 

F

 

FC

 

 

 

FH

2

 

 

 

 

 

 

 

 

zF

 

 

 

 

 

 

 

u(HCF) = 0,5zC .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6.32)

6.3.6.Планы линейных и угловых скоростей цилиндрических

планетарных передач.

Метод построения планов линейных и угловых скоростей предложил Л.П. Смирнов. В основу положена зависимость окружной скорости вращательного движения от радиуса вращения. При сложном движении сателлита радиус измеряется от мгновенного центра вращения.

Построение плана линейных и угловых скоростей рассмотрим на примере сложного зубчатого механизма, изображенного на рис. 6.13.

100