Планетарно эксцентриковый редуктор схема и расчет - Строительство домов и бань
105 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Планетарно эксцентриковый редуктор схема и расчет

Планетарный редуктор

Планетарные редукторы относятся к механическим зубчатым передачам.

Механические передачи служат для передачи энергии на расстояние, как правило с преобразованием по скорости и моменту. В зубчатых передачах движение осуществляется благодаря непосредственному контакту зубчатых коле

Редуктор — это устройство преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала (от двигателя) в более низкую на выходном валу (к полезной нагрузке), повышая при этом вращающий момент.

Передаточное отношение (i) – это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого вала .

Планетарные редукторы – это механизмы в которых оси отдельных колес являются подвижными. Простейший планетарный редуктор, состоящий из четырех звеньев, изображен на рисунке 1. В этих редукторах колеса с подвижными осями вращения называются планетарными колесами или сателлитами (звено 1), а звено, на котором располагаются оси сателлитов, — водилом или планетарным водилом [H] (звено 2). Зубчатые колеса с неподвижными осями вращения называются солнечными или центральными (звено 3); неподвижное колесо – коронной шестерней, эпициклом или опорным колесом (звено 4). На практике, для повышения прочности планетарного редуктора, количество сателлитов увеличивают до максимально возможного. Планетарный редуктор, изображенный на рисунке 1, носит название редуктора Джемса.


Рис. 1. Простейший планетарный редуктор.

Передаточное отношение U от колеса 3 до водила H редуктора, при неподвижной коронной шестерне, имеет вид:

где, U – коэффициент передаточного отношения;
индекс (1) – указывает на что, что неподвижным является элемент 1, в данном случае это коронная шестерня;
индексы 3 и H — указывают, что расчет передаточного отношения от колеса 3 (солнечная шестерня) к водилу H;
r – радиусы колес, индексы указывают на радиус соответствующего колеса (r1 – радиус коронной шестерни);
z – количество зубьев шестерни, индексы указывают на количество зубьев соответствующего колеса);

На рисунке 2 изображен вид классического одноступенчатого планетарного редуктора:


Рис. 2 Одноступенчатый планетарный редуктор

При использовании планетарной передачи в качестве редуктора один из трёх её основных элементов фиксируется неподвижно, а два других служат в качестве ведущего и ведомого. Таким образом, передаточное отношение будет зависеть от количества зубьев каждого компонента, а также от того, какой элемент закреплён. Для получения самого большого передаточного отношения, неподвижным оставляют коронную шестерню, см. рисунок 3. Такие передачи как правило используют в планетарных мотор-редукторах, на транспорте и машиностроении.


Рис. 3. Анимация работы одноступенчатого планетарного редуктора, с неподвижным эпициклом

На практике широко применяются многоступенчатые планетарные редукторы. Давайте рассмотрим двигатель постоянного тока с планетарным редуктором. Для примера возьмем планетарный мотор-редуктор МРП42 производства ООО «Электропривод» с передаточным отношением 1/144. Такое большое передаточное отношение можно получить, используя редуктор с несколькими ступенями. На рисунке 4 изображена первая ступень.


Рис. 4. Первая ступень планетарного редуктора.

Вращение от мотора передается на водило через сателлиты первой ступени. На водиле первой ступени закреплена шестеренка передающая вращение дальше (на вторую ступень).

Передаточное отношение первого звена:

Вторая ступень, мало отличается от первой, см. рисунок 5.


Рис. 5. Вторая ступень планетарного редуктора

Передаточное отношение второго звена:

В третьей ступени установлены четыре сателлита, для увеличения нагрузочной способности на редуктор, вследствие чего уменьшен их диаметр, рисунок 6.

Передаточное отношение второго звена:


Рис. 6. Третья ступень планетарного редуктора.

Подсчет полного передаточного отношения, складывается из произведения передаточных отношений все звеньев, вошедших в состав редуктора:

Подсчитанное по формулам передаточное отношение соответствует заявленному для рассматриваемого в нашем примере мотор-редуктора.

Законченный вариант планетарного редуктора изображен на рисунке 7, в нем добавлен присоединительный фланец с установленным подшипником скольжения. В этом редукторе все шестерни выполнены из металла, что обуславливает продолжительный жизненный цикл изделия.


Рис. 7. Планетарный редуктор в сборе.

Приглашаем на выставку «МЕТАЛЛООБРАБОТКА-2018»

Приглашаем на выставку «Росупак-2017»

Приглашаем на выставку «Металлообработка-2017»

В продаже мотор-редукторы МРП, МРЦ

BMD-R — блоки дистанционного управления коллекторными двигателями постоянного тока

BMD-DIN — начат выпуск блоков управления коллекторными двигателями с креплением на DIN-рейку

Расчет передаточного числа планетарного редуктора

Планетарные редукторы относятся к механическим зубчатым передачам.

Механические передачи служат для передачи энергии на расстояние, как правило с преобразованием по скорости и моменту. В зубчатых передачах движение осуществляется благодаря непосредственному контакту зубчатых коле

Редуктор — это устройство преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала (от двигателя) в более низкую на выходном валу (к полезной нагрузке), повышая при этом вращающий момент.

Передаточное отношение (i) – это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого вала .

Планетарные редукторы – это механизмы в которых оси отдельных колес являются подвижными. Простейший планетарный редуктор, состоящий из четырех звеньев, изображен на рисунке 1. В этих редукторах колеса с подвижными осями вращения называются планетарными колесами или сателлитами (звено 1), а звено, на котором располагаются оси сателлитов, — водилом или планетарным водилом [H] (звено 2). Зубчатые колеса с неподвижными осями вращения называются солнечными или центральными (звено 3); неподвижное колесо – коронной шестерней, эпициклом или опорным колесом (звено 4). На практике, для повышения прочности планетарного редуктора, количество сателлитов увеличивают до максимально возможного. Планетарный редуктор, изображенный на рисунке 1, носит название редуктора Джемса.


Рис. 1. Простейший планетарный редуктор.

Передаточное отношение U от колеса 3 до водила H редуктора, при неподвижной коронной шестерне, имеет вид:

где, U – коэффициент передаточного отношения;
индекс (1) – указывает на что, что неподвижным является элемент 1, в данном случае это коронная шестерня;
индексы 3 и H — указывают, что расчет передаточного отношения от колеса 3 (солнечная шестерня) к водилу H;
r – радиусы колес, индексы указывают на радиус соответствующего колеса (r1 – радиус коронной шестерни);
z – количество зубьев шестерни, индексы указывают на количество зубьев соответствующего колеса);

На рисунке 2 изображен вид классического одноступенчатого планетарного редуктора:


Рис. 2 Одноступенчатый планетарный редуктор

При использовании планетарной передачи в качестве редуктора один из трёх её основных элементов фиксируется неподвижно, а два других служат в качестве ведущего и ведомого. Таким образом, передаточное отношение будет зависеть от количества зубьев каждого компонента, а также от того, какой элемент закреплён. Для получения самого большого передаточного отношения, неподвижным оставляют коронную шестерню, см. рисунок 3. Такие передачи как правило используют в планетарных мотор-редукторах, на транспорте и машиностроении.


Рис. 3. Анимация работы одноступенчатого планетарного редуктора, с неподвижным эпициклом

На практике широко применяются многоступенчатые планетарные редукторы. Давайте рассмотрим двигатель постоянного тока с планетарным редуктором. Для примера возьмем планетарный мотор-редуктор МРП42 производства ООО «Электропривод» с передаточным отношением 1/144. Такое большое передаточное отношение можно получить, используя редуктор с несколькими ступенями. На рисунке 4 изображена первая ступень.


Рис. 4. Первая ступень планетарного редуктора.

Вращение от мотора передается на водило через сателлиты первой ступени. На водиле первой ступени закреплена шестеренка передающая вращение дальше (на вторую ступень).

Передаточное отношение первого звена:

Вторая ступень, мало отличается от первой, см. рисунок 5.


Рис. 5. Вторая ступень планетарного редуктора

Передаточное отношение второго звена:

В третьей ступени установлены четыре сателлита, для увеличения нагрузочной способности на редуктор, вследствие чего уменьшен их диаметр, рисунок 6.

Передаточное отношение второго звена:


Рис. 6. Третья ступень планетарного редуктора.

Подсчет полного передаточного отношения, складывается из произведения передаточных отношений все звеньев, вошедших в состав редуктора:

Подсчитанное по формулам передаточное отношение соответствует заявленному для рассматриваемого в нашем примере мотор-редуктора.

Законченный вариант планетарного редуктора изображен на рисунке 7, в нем добавлен присоединительный фланец с установленным подшипником скольжения. В этом редукторе все шестерни выполнены из металла, что обуславливает продолжительный жизненный цикл изделия.


Рис. 7. Планетарный редуктор в сборе.

Приглашаем на выставку «МЕТАЛЛООБРАБОТКА-2018»

Приглашаем на выставку «Росупак-2017»

Приглашаем на выставку «Металлообработка-2017»

В продаже мотор-редукторы МРП, МРЦ

BMD-R — блоки дистанционного управления коллекторными двигателями постоянного тока

BMD-DIN — начат выпуск блоков управления коллекторными двигателями с креплением на DIN-рейку


Загрузить всю книгу

2.3. Передаточное отношение планетарных и дифференциальных механизмов

Звенья, вращающиеся вокруг неподвижной оси, называются основными или центральными.

Центральное колесо 1 называется солнечным, а неподвижное 3 — коронным или корончатым. Зубчатое колесо 2 имеющее подвижную ось называется сателлитом. Звено Н называется водилом или поводком. Механизмы, в состав которых входят зубчатые колеса с подвижными осями называются планетарными или дифференциальными.

Планетарными (рис. 14 а) называются механизмы, имеющие одну степень свободы. Дифференциальные (рис. 14 б) механизмы имеют две и более степени свободы.

Эти механизмы обязательно должны быть соосными, то есть оси солнечных колёс должны располагаться на одной и той же прямой линии.

Рассмотрим дифференциальный механизм (рис. 15).

где: n=4; ; .

, таким образом определённость в движении звеньев этого механизма будет в том случае, если будут известны законы движения двух его ведущих звеньев.

Так как сателлиты имеют подвижные оси, то использовать формулы для расчёта передаточного отношения механизмов с неподвижными осями не представляется возможным. В этом случае прибегают к методу инверсии (метод обращённого движения).

Читать еще:  Нанесение шероховатости на чертежах гост

Будем рассматривать движение всех колёс относительно водила. Всем звеньям зададим вращательное движение с угловой скоростью водила, но в обратном направлении и найдём скорости всех звеньев механизма. Для этого вычтем угловую скорость водила из всех угловых скоростей колёс.

Скорость звена в действительном движении (до инверсии)

Скорость звена в обращённом движении (после инверсии)

Механизм, полученный в результате инверсии (остановки водила) называется обращённым (рис. 16). В результате получили обычную зубчатую передачу с неподвижными осями.

Эту зависимость (1) называют формулой Виллиса для дифференциальных механизмов.

Если бы было n — колёс, то:

где s – солнечное колесо.

Дифференциальный механизм никакого определённого передаточного отношения не имеет, если ведущим является одно из звеньев (колесо или водило), и приобретает определённость, если ведущих колёс будет два.

Передаточное отношение обращённого механизма можно рассчитать,

зная числа зубьев колёс.

У планетарных механизмов (рис. 2.29) одно из центральных (основных) колёс неподвижно, тогда формула Виллиса примет вид:

или в общем случае:

Передаточное отношение планетарного механизма от любого n-го колеса равно 1 минус передаточное отношение от этого же самого колеса к солнечному колесу, при неподвижном водиле.

Планетарными называют передачи , в которых , кроме зубчатых ко — лес с неподвижными осями , имеются колеса , вращающиеся и одновре — менно перемещающиеся по окружности ( планетарные колеса или сател — литы ).

Планетарные передачи отличаются компактностью при больших передаточных числах . Вес планетарного редуктора в 2 — 3 раза меньше

по сравнению с весом простых зубчатых редукторов тех же мощностей и передаточных чисел . Это достигается за счет распределения нагрузки между несколькими сателлитами и применения внутреннего зацепле — ния . Однако планетарные передачи требуют повышенной точности из — готовления и сложнее в сборке , чем простые . На практике встречается большое количество различных схем планетарных механизмов [1], в данном разделе рассмотрим наиболее известные из них ( рис .1).

Рис .1. Схемы планетарных передач : а — с одновенцовым сателлитом ; б — с двух — венцовым сателлитом , с одним внешним и одним внутренним зацеплением ; в — с двухвенцовым сателлитом , с двумя внешними зацеплениями ; г — с двухвен — цовым сателлитом , с двумя внутренними зацеплениями . 1, 3 — центральные зуб — чатые колеса ; 2, 2′ — планетарные колеса или сателлиты ; H — водило

Звено , в котором закреплены оси сателлитов , называют водилом H .

В одних схемах движение подается на одно из центральных колес ,

а снимается с водила , в других ведущим является водило , а ведомым — центральное колесо .

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Передаточное отношение планетарной передачи

При определении передаточного отношения планетарного меха — низма используют метод обращения движения . Он состоит в том , что всем звеньям механизма сообщают добавочную угловую скорость , рав —

ную по величине угловой скорости водила и противоположную ей по направлению (– w Н ). Тогда угловые скорости всех колес уменьшаются на величину w Н , а угловая скорость водила становится равной нулю , и пла — нетарный редуктор превращается в простой зубчатый , для которого от —

ношение угловых скоростей может быть выражено через отношение

чисел зубьев входящих в него колес .

Формула передаточного отношения планетарных механизмов для приведенных на рис .1 схем имеет вид :

О планетарном редукторе замолвите слово

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Добрый день, в данной статье я попытаюсь описать мой опыт и сформированный мной метод по разработке планетарного редуктора.

Недавно стал обладателем 3d-принтера Flsun QQ-S и начал потихоньку переводить пластик на всякие интересности и непотребства.

Как и у многих других посетителей сайта 3dtoday у меня периодически возникают вопросы: каковы пределы прочности пластика и что можно напечатать?

На одном из русскоязычных youtube-каналов нашел целый плейлист от пользователя, который на 3d-принтере распечатал лебедку, чтобы поднимать в гаражном погребе картошку и соленья с вареньями ссылка) И здесь возникает идея повторения данной самоделки от этапа конструирования, чтобы прокачать свои умения по моделированию, до печати и сборки изделия, с последующими испытаниями лебедки.

В данном абзаце необходимо немного отпрыгнуть в сторону и прояснить определенные моменты, которые привели к написанию данной статьи.

После покупки принтера возникает определенная коллизия, которую каждый решает для себя владелец 3d-принтера. В чем моделировать изделие? Если только для себя и друга, то один набор софта, а если попытаться окупить стоимость принтера или хотя бы пластика, то количество доступных вариантов резко сужается. Я имею ввиду пользоваться софтом согласно пользовательскому соглашению. А так хочется все же окупить свою игрушку)) И здесь стоит выбор между светлой и темной стороной силы. Для себя же я принял ключевое решение моделировать в только в лицензионном софте, т.е. софт должен предоставляться разработчиком или бесплатно, или оплачиваться в тех лимитах, в которых мне позволяет разгуляться жаба. Пользоваться коммерческим, платным софтом можно, но только в пределах ознакомительного периода и только для ознакомления, после чего программа будет удаляться.

В ходе перебора доступных решений на рынке, как отечественного, так и зарубежного производства, был выбран Fusion 360. Приходится признать, что Autodesk умеет подсаживать привлекать новых пользователей.

Теперь возвращаемся к лебедке, в данной лебедке используется несколько ступеней планетарного редуктора для понижения количества оборотов, выдаваемых двигателем с соответствующим увеличением вращающего момента на выходном валу.

Для того, чтобы начать конструировать планетарную передачу я исследовал глубины Fusion 360 для поиска функции, которая по заданным мной параметрам смоделирует и выведет в рабочую область уже готовую модель зубчатого зацепления. Наивный) Такая функция припасена для платных больших программ.

После чего я начал штудировать опыт более опытных товарищей, обитающих на этом сайте. В ходе изучения материалов, я сформировал для себя следующие выводы (если не прав, то поправьте меня):

в основном моделируются отдельные шестерни, которые печатаются;

моделирование происходит по принципу построения зуба и круговым массивом формируем контур шестерни, который затем выдавливается;

используются генераторы профиля шестерни в разнообразных редакторах, которые так же затем выдавливаются.

Обобщив свой опыт и опыт многих других, установил, что для проектировании планетарного редуктора необходимо провести геометрический расчет редуктора (модуль, число зубьев элементов передачи, число сателлитов, делительные диаметры, проверка собираемости передачи). Причем свободного софта для расчета этих параметров, я не нашел. По просторам рунет ходит excel файл только для расчета цилиндрической передачи.

На основе чего возникла идея следующего алгоритма:

вычисляем геометрические параметры планетарного редуктора

на основе расчета во Fusion формируем шестерни

перемещаем их, как нам надо и используем их для моделирования изделия

Теперь начинаем копать, как рассчитывается планетарный редуктор. Не буду утомлять подробностями, для расчета в excel подготовил небольшую табличку, которая помогает рассчитать зацепление. Для пользования табличкой необходимо в excel подключить надстройку ‘Поиск решения’.

Сразу пояснение, в текущем виде происходит подбор зацепления по передаточному соотношению и числу зубьев солнечной шестерни, если необходимо, чтобы число зубьев солнечной шестерни не менялось, то в инструкции (в файле указано, как это сделать)

Как ею пользоваться и весь алгоритм действий по созданию зацепления:

1. Открываем файл

2. Согласно инструкции заполняем начальные условия

3. Вкладка ‘Данные’, вызываем ‘Поиск решения’, нажимаем ‘Найти решение’.

5. Открываем fusion и переходим во Fusion App-store, где ищем и устанавливаем следующие дополнения: Helical Gear и FM Gears

Фишка в чем, Helical Gear — дополнение, формирующее косозубые передачи, но в нем можно поставить угол наклона зубьев равный 0 и получить прямозубую передачу, а FM Gears позволяем сформировать корончатую передачу, так же в Helical Gear можно установить зазор зацепления, а в FM Gear нельзя.

6. Запускаем Helical Gear и окне заполняем параметры либо солнечной, либо сателлита Helix Angle — угол наклона зубьев — 0, Module

— модуль зацепления, Teeth — число зубьев по расчету, Gear Thickness — толщина зуба, здесь еще важен параметр Backlash — зазор зацепления ставим 0,4 мм. Ставим галочку Preview и видим нашу красивую шестеренку, затем жмем Ок и шестеренка создается в виде компонента в начале координат.

7. Такую операцию делаем и для другой шестерни, так же указываем зазор 0,4 мм.

8. Затем из размещаем в пространстве согласно назначению, солнечная в центре, сателлит на расстоянии радиуса сателлита

9. Создаем корончатую шестерню. Запускаем дополнение FM Gear и переходим на вкладку Internal Gear, заполняемые параметры аналогичны предыдущему дополнению, но здесь нет зазора и необходимо выставить наружный диаметр корончатой шестерни. Не волнуйтесь, если диаметр будет не соответствующий, то система выдаст предупреждение и тогда его надо будет просто увеличить. Жмем Ок и видим результат в виде созданного компонента.

10. Обратите внимание, что шестерни после создания располагаются в перпендикулярных плоскостях, с центрами в начале координат. Поэтому поворачиваем их, как нам надо.

Читать еще:  Кузнечный молот своими руками чертежи видео

11. Создаем зазор в зацеплении корончатой шестерни, из опыта печати, без этого зазора шестерня не налезла на сателлиты)). Для этого раскрываем компонент корончатой шестерни, проще всего на плоскости шестерни создать новый эскиз спроецировать на него профиль зуба, затем командой Offset создать смещение на 0,4 мм, затем круговым массивом создать профиль шестерни и выдавить твердое тело.

12. Можно дополнительно заморочиться и красиво повернуть шестерни, чтобы зубья не пересекались, но это уже для эстетов.

Распечатываем и собираем зубчатое зацепление.

На фотографии планетарная передача, которая была рассчитана с помощью данной экселевской таблички и собрана по окончании печати.

Что сказать, зазоры между солнечной шестерней и сателлилами 0,4 каждое колесо оказался нормальный, между корончатой шестерней и сателлитом оказался великоват, т.к. при разработки я поставил смещение корончатой передачи 0,5 мм.

По итогу, данный способ создания планетарного зацепления имеем место быть. Так же я знаю, что взрослые пакеты умеют все это строить и рассчитывать в автоматическом режиме. Но, при подходе пользования только лицензионным софтом для проектирования и не тратиться лишнего на лицензии, он себя оправдывает. Если кто знает более простой метод создания планетарного редуктора, то дайте знать, буду рад ознакомиться и применять))

Далее в планах создания аналогичных табличек для расчета конической передачи и цилиндрической зубчатой передачи.

Файл экселя прилагаю. Только пока не знаю, как залить его на 3dtoday.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Планетарный эксцентриковый редуктор

Номер патента: 1778394

Текст

(55 Е 16 ТЕНИЯ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВ Б ИДЕТЕЛЬСТВ ная эксцентриковая корпус, крышку, соной валы, эксцентриовленный на нем вующее с последним двойную шарнирную ателлит и выходной арнирная муфта выой вал расположен о конец оперт на выГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности «Гипросталь»(56) Авторское свидетельство СССРМ 1357629, кл, Г 16 Н 1/32, 1987.Москаленко В,А., Механизмы. МГосударственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы,1963, с,134, фиг.1118,Патент ФРГ(ч. 3606240, кл. Р 16 Н 1/32, 1987, фиг.4 Е,зобретение относится к машиностроению.Известна планетар передача, содержащая осные входной и выход ковое водило, устан сателлит, взаимодейст центральное колесо и муфту, связывающую с вал, причем двойная ш полнена полой, входн внутри последней, а ег ходной вал. Недостатлом этой передачи является сложность уравновешивания двойной шарнирной муфты.Известен редуктор фирмыдержащий корпус, две крышквходной эксцентриковый вал-вотором установлен сателлит, име щ(54) ПЛАНЕТАРНЫЙ ЭКСЦЕНТРИКОВЫЙ РЕДУКТОР(57) Использование; машиностроение. Сущность изобретения; планетарный эксцентриковый редуктор содержит корпус, входной и выходной валы, эксцентричное водило, сателлит с концентрично размещенными венцами, два центральных колеса с внешними и внутренними зубьями и противовес, размещенный на водиле, Входной вал размещен в ободе центрального колеса, связанного с корпусом, водило имеет колоколообразную форму и размещено концентрично ободу того же центрального колеса.1 ил,ружной поверхности обода два цилиндрических зубчатых венца,Венец большего диаметра имеет внутреннее зацепление с неподвижным корончатым центральным колесом, а венец меньшего диаметра имеет внутреннее зацепление с зубчатым венцом подвижного ОО корончатого центрального колеса, установ- (,Д ленного на выходном валу. Расточка в вы ходном валу служит опорой для внутреннего конца входного вала. Сателлит установлен на эксцентричной части входного вала, и поэтому для уравновешивания возникающих при работе редуктора инерционных усилий применен противовес,Недостатками этого редуктора являются большие габариты и масса. Кроме того, входной эксцентриковый вал-водило имеет большую длину, опирается своими концами на крышку корпуса со стороны входа и выходной вал редуктора и при этом испытыва 1778394ет значительную нагрузку от изгибающих усилий со стороны сателлита, что ограничивает величину крутящего момента на входном эксцентриковом валу, а значит, и на выходном валу редуктора.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является планетарный эксцентриковый редуктор, содержащий корпус, крышку корпуса, входной и выходной валы, эксцентричное водило, установленный на последнем сателлит с двумя концентрично расположенными венцами, центральное колесо, одно из которых имеет обод с внешними зубьями и установлено в корпусе, а другое с внутренними зубьями соединено с выходным валом, и противовес.Недостатком этого редуктора является наличие изгибных нагрузок на входном валу,Цель изобретения — повышение надежности путем исключения изгибных нагрузок на входном валу.Поставленная цель достигается тем, что в планетарном эксцентриковом редукторе, содержаЩем корпус, крышку корпуса, входной и выходной валы, противовес, эксцентричное водило, установленный . на последнем сателлит, обод с двумя концентрично расположенными венцами, центральные колеса, одно из которых имеет обод с внешними зубьями и установлено в корпусе, а другое с внутренними зубьями соединено с выходным валом, в ободе центрального колеса установлен входной вал, а водило имеет колоколообразную форму и размещено концентрично ободу,На чертеже показан планетарный эксцентриковый редуктор, разрез по центральной оси.Планетарный эксцентриковый редуктор содержит корпус 1, крышку 2, входной 3 и выходной 4 валы, эксцентричное водило 5, установленный на нем сателлит б с двумя зубчатыми венцами 7, 8, центральные колеса 9 и 10 и противовесы 11,Центральное колесо 9 имеет обод 12 свнешними зубьями и установлено в корпусе5 1. Центральное колесо 10 выполнено с внутренними зубьями и соединено с выходнымвалом 4, Водило 5 имеет колоколообразнуюформу и размещено концентрично ободу 12.Венцы 7 и 8 сателлита 6 расположены кон 10 центрично один внутри другого. Входнойвал 3 установлен в ободе 12. Для уравновешивания возникающих при работе планетарного эксцентрикового редуктораинерционных усилий на водиле 4 установле 15 ны противовесы.Планетарный эксцентриковый редукторработает следующим образом.При вращении входного вала 3 с водилом 5, несущим сателлит б, зубчатый венец20 7 обкатывается по неподвижному центральному зубчатому валу 9, получая при этомвращательное движение около своей оси,сообщает это вращательное движение венцу 8, который, вращаясь и обкатываясь по25 центральному колесу 10, сообщает последнему вращательное движение.Формула изобретенияПланетарный эксцентриковый редуктор, содержащий корпус, крышку корпуса,30 входной и выходной валы, эксцентричноеводило, установленный на последнем сателлит с двумя концейтрично расположеннымизубчатыми венцами, центральныеколеса,одно из которых имеет обод с внешними35 зубьями и установлено на корпусе, а другоес внутренними зубьями соединено с выходным валом, противовес, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения изгибных нагрузок на40 входной вал, в ободе центрального колесаустановлен входной вал, а водило имеет колоколообразную форму и размещено концентрично ободу.17783 п 4 Редактор Т.Иванова Составитель Г.КузнецовТехред М,Моргентал Корректор А,Долинич Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 417 б Тираж ПодписноеИИГ 1 И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб.,45

Заявка

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ «ГИПРОСТАЛЬ»

ИЛЬЧЕНКО ЮРИЙ ИЛЬИЧ, ИЛЬЧЕНКО ОЛЬГА ЮРЬЕВНА

S-labMotorsport › Блог › Перспективы применения циклоидальных передач в колесных приводах.

Возможно кому то будет интересно с чем я ковыряюсь помимо развлекалова с конструированием спортивных мобилей =)
Надеюсь будут и желающие подискутировать.

Попробую, как обычно, тезисно ))

Из осязаемых путей (где можно таки что-то попробовать наковырять) снижения массы трансмиссии для привода колеса большого диаметра мне видятся реальными следующие:
1. Снижение значений кр. моментов в трансмиссионной цепочке.
Исключение привода колеса через ступицу и высоконагруженный вал небольшого сечения.
(чем ближе к поверхности колеса подвод момента, тем меньше его значение)
2. Повышение передаваемой мощности путем увеличения оборотов а не моментов.

На яблоках) — высокую мощность можно передавать очень легкими карданами, раздатками и шестернями если крутить их до третьей космической =)
Для согласования всего этого безобразия с крайне небольшими скоростями колеса требуется компактный и легкий редуктор с большим передаточным числом, расположенный где то в районе колесного диска.
И тут, надо сказать, нас ждут плохие новости )

Самое широкое распространение в приводах машин имеют зубчатые цилиндрические передачи ввиду их надежности, высокого КПД (0,97…0,98), точности плавности работы, технологичности.
Поскольку зубчатые передачи одноконтактные, их передаточное число невелико: i = 6…10 — для прямозубых, i = 5…8 для косозубых передач. При высокой редукции привода массогабаритные параметры велики.
Ограниченные возможности дальнейшего су­щественного улучшения прочностных и качественных показателей эвольвентного зацепления выдвигает задачу поиска новых конструкционных решений.
Например использования планетарных передач, рабочие профили которых выполнены на основе различных циклоидальных кривых: эпициклоиды, гипоциклоиды, эпитрохоиды, гипотрохоиды.

Принцип работы планетарного циклоидально-цевочного механизма изображен на картинко.

Сателлитное колесо 5 с наружной эпициклоидной поверхностью установлено на опоре 6 на входном валу 7 с эксцентриситетом е, относительно солнечного колеса 1. Колесо выполнено в виде корпуса, в котором закреплены цевки 2, обкатывающие ротор 5.
Планетарное движение ротора через поводок W так называемый механизм параллельных кривошипов в виде пальцев 4 в опорах 3 передается на водило выходного вала.
Планетарное движение сателлитного или солнечного колеса обеспечивает многопарность зацепления. Как известно, в эвольвентной зубчатой передаче взаимодействует одна пара зубьев. В волновой передаче в зацеплении одновременно находится около четверти зубьев, а в цевочной — половина. Такая многопарность зацепления обеспечивает высокую нагрузочную способность и, соответственно, минимальные массогабаритные характеристики которые у цевочной передачи в 3-5 раз меньше, чем у зубчатой и в 1,2-1,5 раза меньше чем у волновой.
Такая передача реализует переда­точные отношения от 4 до 100 в одной ступени

Читать еще:  Схема соединения 2 клавишного выключателя

Колесный редуктор выполнен на гипоциклоидном профиле.
(Особенность циклоидального зацепления состоит в том, что, при внешнем зацеплении головку зуба очерчивает эпициклоида, а ножку зуба – гипоциклоида. Происходит касание эпициклоиды шестерни с гипоциклоидой колеса)
Передача момента происходит на радиусе 150мм, через солнечное колесо.
(отсутствует перегруженный вал)
Передаточное число 10:1

Работа циклоидальной передачи.

Такс. литературка, для желающих.
1.Лобастов В.К., Теория расчета и проектирование циклоидальных механизмов. Брянск., 1978.
2.Лобастов В.К., Цаплин Н.С. К вопросу о применении планетарно-цевочных редукторов в качестве привода роторных машин-автоматов и автоматических линий.
3.Янкевич Н.Г., Нагруженность и обеспечение работоспособности элементов трохоидной передачи. Автореферат., Минск 1990.
4.Продедович Ю.В., Обеспечение точности оборудования для прецизионной обработки циклоидальных профилей зубчатых колес особоточных циклоидально-цевочных редукторов. Автореферат., Москва 1996.
5.Волновые передачи (рекомендации по инженерным расчетам). – Москва .:ВНИИТЭМР. 1986г.

Зы. Ну и еще кино про волновые передачи.

Смотрите также

Комментарии 61

Доброе время суток, не могу найти в интернете книгу «Лобастов В.К., Теория расчета и проектирование циклоидальных механизмов. Брянск., 1978.» Автор статьи не мог бы поделиться такой интересной книгой, для саморазвития?)))

Образно говоря если и получится воткнуть в каждое колесо такой редуктор, то как тогда будет обеспечиваться крейсерская скорость по асфальту? Это ж придется КПП переделывать: поднимать все передаточные числа в 15-20 раз.

Вопрос безопасности: допустим на скорости по асфальту у вас внезапно глохнет двигатель… Ну или что-нибудь по традиции отваливается (как рычаг у злосчастной Нивы). :)) В каждом колесе у нас — по редуктору с передаточным 15, а то и все 20, которые ловко и внезапно переходят из «общества понижающих» в «общество повышающих».
А с учетом затрат на трение в них самих и во вращающихся (в густых маслах и смазках) механизмах трансмиссии, их попытка движения накатом, как я подозреваю «одним местом», потерпит фиаско с полной (в лучшем случае — частичной) блокировкой колес.)

Как показывает сегодняшняя индустрия: если производитель хочет получить повышенные тяговые характеристики, он конечно же выбирает наилучшее. (с) Кэп. Однако ни на одном тягаче, даже которые таскают тысячетонные грузы на минимальных скоростях, ни червяков ни волновых, ни каких-либо других редукторов реализовано не было — только «планетарки» в колесах и гидрообъемная трансмиссия. Если же нет ограничений по массе и размерам, то используют многоступенчатые редукторы. С ограничением по размерам — многоступенчатые планетарные. Червяки — в-основном в приводе конвейеров и им подобным.

Волновые редукторы, на сколько я знаю, из-за их способности к высочайшей точности используют в «станках, которые делают станки» — то есть в производстве станков для обработки металлов с высокой точностью и великими нагрузками в процессе обработки.

Планетарный редуктор: принцип работы, характеристики и разновидности этого устройства

Двухступенчатый планетарный редуктор представляет собой конструкцию, составленную из шестеренок и других рабочих элементов, которые приводятся в движение посредством зубчатой передачи. При этом двигаются они по принципу, который заложен в механике вращения планет – вокруг одного центра. По этой причине центральная шестерня именуется «солнечной», промежуточные — «сателлитами», а внешняя с внутренним зубчатым сцеплением — «коронной». Кроме этого, самый простой планетарный редуктор состоит из водила. Оно предназначено для фиксации сателлитов относительно друг друга, чтобы они двигались вместе.

Для правильной работы устройства необходимо, чтобы одна из составляющих его частей была жестко закреплена на корпусе. В планетарном редукторе, который оснащен водилом, статической частью является именно оно. Кроме этого, жестко закрепленным может быть коронная или солнечная шестеренки. В случае если ни одна из частей этого устройства не закреплена, имеется возможность расщепления одного движения на несколько, либо слияние двух в одно.

При этом в сцепке с ведущим и ведомым валом может быть как коронная, так и солнечная шестерни, или сателлиты. Этот механизм может осуществлять повышение передаточного числа и снижение крутящего момента и на оборот.

За счет такой конструкции обеспечивается движение ведомого и ведущего валов в одном направлении.

Назначение и конструкция редуктора

Служит редуктор для обеспечения понижения передачи и при этом повышения силы крутящего момента. Для обеспечения работы этого механизма вращающийся вал присоединяется к его ведомому элементу.

Это устройство в классическом исполнении состоит из червячных или зубчатых пар, центрирующих подшипников, различных уплотнений, сальников и т.д. Примером планетарного редуктора является шариковый подшипник. Корпус устройства сложен из двух элементов:

Смазка всех составных элементов этого устройства производится путем разбрызгивания масла, но в некоторых особенных устройствах это осуществляется при помощи масляного насоса в принудительном порядке.

Принцип работы

То, как будет функционировать этот агрегат зависит от кинематической схемы привода. Так подводку вращательного движения можно осуществлять к любому элементу этой системы, а снятие производить с какого-либо из оставшихся. Передаточное число зависит от того, согласно какой схемы организована подводка и съем вращательного движения.

Понимание того, как работает подобный редуктор, позволяет оценить сложность ремонта и восстановления.

Разновидности планетарных редукторов

В зависимости от количества ступеней, которые они имеют планетарные редукторы подразделяют на:

Одноступенчатые более простые и при этом компактнее, меньше по размерам в сравнении с многоступенчатыми, обеспечивают более широкие возможности по передаче крутящего момента, достижения разных передаточных чисел. Обладающие несколькими ступенями являются достаточно громоздкими механизмами, при этом диапазон передаточных чисел, которые ими могут быть обеспечены, существенно меньше.

В зависимости от сложности конструкции они могут быть:

Кроме этого, планетарные редукторы в зависимости от формы корпуса, используемых элементов и внутренней конструкции могут быть:

Через них может передаваться движение между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися валами.

Характеристики основных разновидностей этого устройства

Цилиндрические

Самые распространенные. Коэффициент полезного действия этих устройств достигает 95%. Они могут обеспечивать передачу достаточно больших мощностей. Передача движения осуществляется между параллельными и соосными валами. Они могут оснащаться прямозубными, косозубными и шевронными зубчатыми колесами. Коэффициент передачи может колебаться в пределах от 1,5 до 600.

Конические

Такое название они носят потому, что в них используются шестеренки, которые имеют коническую форму. Это обеспечивает плавность сцепки и способность выдерживать достаточно большие нагрузки. Могу иметь одну, две и три ступени. Валы в этой разновидности редукторов могут располагаться как горизонтально, так и вертикально.

Волновые

Они представляют собой конструкцию с гибким промежуточным числом. Состоят они из генератора волн, эксцентрика или кулачка, который обеспечивает растяжение гибкого колеса до достижения его контакта с неподвижным. При этом гибкое колесо имеет наружные зубья, а неподвижное — внутренние.

К достоинствам такого типа редукторов относится:

  • плавность хода;
  • высокое передаточное число;
  • возможность передачи движения через герметичные и сплошные стенки.

Они могут быть одно- и многоступенчатыми. Высокоскоростные оснащены подшипниками скольжения, а низкоскоростные — подшипниками качения.

Достоинства планетарных редукторов

  • Небольшой вес;
  • Широкий диапазон передаточных чисел;
  • Относительная компактность;
  • Собрать и починить такое устройство можно своими руками.

Советы по подбору планетарного редуктора

Главное в этом деле — правильно произвести расчет основных параметров нагрузки и существующих условий эксплуатации этого устройства.

Выбор производиться в зависимости от:

  • типа передачи;
  • максимально допустимых осевых и консольных нагрузок;
  • типоразмера этого устройства;
  • диапазона температур, в которых редуктор может использоваться длительный период и не терять при этом своих полезных качеств и свойств.

Делаем планетарный редуктор своими руками

Первым делом производится проектирование будущей конструкции в зависимости от конструктивных особенностей изделия и задач, которые планируется решать с его использованием. При этом производится расчет таких параметров как передаточное число, расположение валов, количество ступеней и т.д.

Далее производится определение межосевого расстояния. Этот показатель очень важен, так как указывает на способность передавать крутящий момент. Температура внутри устройства во время его работы не должна быть выше, чем 80 градусов по Цельсию.

При конструировании планетарного редуктора производится также расчет:

  • числа передаточных ступеней;
  • количества сателлитных шестеренок и зубьев на них;
  • толщины шестеренок;
  • размещения осей в будущем механизме.

Кроме этого, осуществляется подбор шестеренок, которые выполнены из подходящего материала, расчет сил, которые будут присутствовать при функционировании механизма и проверочный расчет.

Не имея специального оборудования и условий, изготовить составные части этого устройства в условиях домашней мастерской не получится. Планетарный редуктор можно собрать из подобранных частей, которые без труда можно приобрести в торговой сети или на разборке.

Сборка также является делом достаточно непростым, для достижения успеха в этом деле необходимо иметь практический опыт ремонта подобных механизмов, их сборки и разборки, обладать теоретическими познаниями в механике, прочими знаниями и навыками.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector