Выравнивание нагрузки в двуступенчатых соосных зубчатых редукторах

В цилиндрических двухступенчатых соосных двух- и трехпоточных редукторах с жесткой связью между сопряженными зубчатыми колесами имеет место неравномерное распределение внешнего вращающего момента по отдельным потокам.
Происходит это вследствие неизбежных погрешностей изготовления, относительного углового смещения зуба и паза под шпонку в ступице колеса, смещения паза относительно оси отверстия или оси вала, а таже из-за накопленной погрешности окружных шагов колес.

В настоящей главе предложены конструкции, которые позволяют добиться практически равномерного рапределения нагрузки по потокам с помощью упругих элементов, встроенных в колеса быстроходных передач [1,4,8].

Выравнивание нагрузки с помощью упругих элементов, работающих на изгиб

На схемах, приведенных на рисунок 12.1.1, а и 12.1.2, а, 1 — центральная шестерня быстроходной передачи; 2, 5 — колеса быстроходной передачи; 3, 6 — шестерни тихоходной передачи; 4 — колесо тихоходной передачи с выходным валом. При сборке редуктора после ввода в зацепление колес 1-2, 3-4 и 4-6 зуб замыкающего колеса 5 может оказаться напротив зуба быстроходной шестерни 1 и окончательная сборка замыкающей передачи станет невозможной.

Максимальная суммарная угловая погрешность (угловое смещение зубьев) фтах равна дуге делительной окружности колеса, соответствующей половине шага зубьев, т. е. φmах = π / z, где z — число зубьев замыкающего колеса. Упругие элементы обеспечивают достаточно равномерное распределение нагрузки по потокам и значительно упрощают сборку редуктора. Податливость упругих элементов позволяет принудительно повернуть одно из колес быстроходной передачи (2 или 5) на угол φ и ввести в зацепление с зубьями шестерни 1. На рисунок 12.1.1, б, в по казан промежуточный вал с быстроходным колесом 5 и шестерней тихоходной передачи 6. На рисунок 12.1.2, б быстроходное колесо 5 установлено консольно.

Колеса, представленные на рисунок 12.1.1, б, в, имеют меньшие осевые размеры, однако колесо, изображенное на рисунок 12.1.1, б, более простое в изготовлении и монтаже. На рисунок 12.1.3 даны эскизы колес быстроходной передачи. Колеса здесь обладают большими осевыми размерами и большей радиальной нагрузкой на ближайшую опору, чем в схеме на рисунок 12.1.2 из-за консольного положения колеса 5.

1 2

Выравнивание нагрузки с помощью упругих элементов, работающих на кручение

На рисунок 12.2.1, б показан промежуточный вал, состоящий из двух частей, связанных между собой торсионным валом. К недостаткам данной схемы можно отнести большие осевые размеры промежуточного вала, двойной расход подшипников. В схеме на рисунок 12.2.1, в колесо 5 выполнено за одно целое с промежуточным валом. На рисунок 12.2.1, д промежуточный вал имеет меньшие осевые размеры, чем на рисунок 12.2.1, б, и консольно расположенные колеса 5. На рисунок 12.2.2 представлен эскиз колеса, состоящего из центра, зубатого венца и встроенных пружин сжатия. Такая конструкция характеризуется повышенной сложностью и требует высокой точности изготовления.

3

Выравнивание нагрузки с помощью вала на плавающих опорах

На рисунок 12.3.1, б предложено устройство, которое обеспечивает выравнивание нагрузки путем свободного осевого перемещения быстроходного (входного) вала 1, установленного на плавающих подшипниках. Для ограничения осевого перемещения и уравновешивания осевых сил в зацеплении на валу нарезаны две шестерни 2 и 3 с противоположным направлением наклона зубьев. Передача вращающего момента с колес 4 и 7 на промежуточные валы происходит с помощью упругих конических колец.

4