Планетарні коробки передач

На шліцах первинного вала 1 є рухливі шестернікареткі 2. 3 і 4. які можуть входити в зачеплення відповідно

з шестернями 21. 19 і 18. нерухомо встановленими на проміжному валу 22. і забезпечувати три передавальних числа. З проміжного вала момент передається через першу або другу сходинку редуктора. В результаті число передач подвоюється. У розглянутій схемі КП (рис. 6.5, г) передачі з третьої по восьму виходять за схемою трехвальной КП.

На першій і другій передачах і передачах заднього ходу момент

з первинного вала 1 на вторинний вал 12 передається через вал 25 знижених передач. При цьому момент з шестерні 4 через двухвенцовую шестерню 17. вільно встановлену на проміжному валу 22. передається на шестерню 28. яка знаходиться в постійному зачепленні з малим вінцем шестірні 17. Далі з вала 25 момент передається на проміжний вал 22 і через редуктор на вторинний вал 12. Для отримання першої і другої передач каретка 27 вводиться в зачеплення з шестірнею 19. а двох передач заднього ходу - з проміжною шестірнею 26. Остання знаходиться в постійному зачепленні

Дев'ята передача виходить введенням в зачеплення шестерні 4 з внутрішніми зубами шестерні 7 (пряма передача). Перемикання передач здійснюється важелем 8. переміщує повзуни 5. які утримуються від мимовільного пересування фіксаторами 6 в кришці 9.

Понижуючий редуктор (див. Рис. 6.5, г), встановлений перед основною КП, подвоює число передач. Він складається з двох пар шестерень 29. 24 і 23 і зубчастої муфти 30. Коли муфта вводиться в зачеплення з шестірнею 24. момент передається без зміни (пряма передача), при введенні в зачеплення з шестірнею 29 виходить знижена передача.

На тракторах МТЗ-80/82 може бути також встановлений двоступеневий планетарний ходоуменьшитель, що дозволяє отримувати додатково чотири знижені передачі переднього і чотири заднього ходу.

Планетарної передачею називається шестерінчастий механізм, в якому хоча б одна з шестерень (сателіт) имееет вісь, що обертається навколо центральної осі. Утворюючим елементом такої пере-

дачі є планетарний ряд, що складається з двох співвісних центральних шестерень різних діаметрів, сателітів, які перебувають в постійному зачепленні з ними і водила - власника осей сателітів, що обертається співвісно з центральною віссю. Залежно від виду центральних шестерень, планетарний ряд буває з внутрішнім, зовнішнім або змішаним їх зачепленням. Центральну шестерню з зовнішнім зачепленням зазвичай називають сонячною, а з внутрішнім - епіциклом.

Найбільш часто застосовують змішане зачеплення, що дозволяє при обмежених геометричних розмірах планетарного ряду отримувати великі передавальні числа.

Для того щоб планетарний ряд міг передавати крутний момент, трансформуючи його, необхідно: загальмувати один з трьох його основних елементів - одну з шестерень (крім сателітів) або водило; до одного з решти підвести енергію, а від останнього відводити її. При цьому в залежності від компоновки ряду матимемо прискорює або знижувальну передачу і різні напрямки обертання вихідного вала. Якщо ж ми заблокуємо між собою два будь-яких елемента ряду, то він буде працювати як редуктор з передавальним числом, рівним одиниці.

Вибираючи необхідні поєднання рядів, створюють складні схеми планетарних коробок передач (ПКП) з необхідним числом передач.

Управляються ВКП зупинковими стрічковими або багатодисковими фрикційними гальмами і блокувальними багатодисковими муфтами, як правило, c гідравлічним поджатием. Перемикання передач в більшості випадків проводиться без зупинки трактора, що в ряді випадків, як вказувалося, виключає необхідність застосування в ньому зчеплення. Подібна система управління ПКП дозволяє її відносно легко автоматизувати. Однак для отримання певної передачі цей механізм повинен володіти тільки одним ступенем свободи. Всі інші повинні бути зняті шляхом накладення певних зв'язків, включенням необхідних гальм і блокувальних муфт.

Число ступенів свободи будь ВКП дорівнює числу необхідних зв'язків, які повинні бути накладені для включення обраної передачі, плюс одиниця. Внаслідок цього одним з класифікаційних ознак ПКП є число ступенів свободи, що визначає число необхідних обмежень для її нормальної роботи. Якщо для включення будь-якої передачі необхідно впливати на один елемент управління (включити один гальмо або

один фрикціон), то така ПКП має два ступені свободи. Для ПКП з трьома ступенями свободи для включення передачі необхідно одночасно впливати на два елементи управління (два гальма, два фрикциона або на гальмо і фрикціон).

Основні відомості про роботу планетарного ряду. для знаком-

ства з основними властивостями найбільш поширеного планетарного ряду зі змішаним зачепленням шестерень, розглянемо його кінематичну схему, план швидкостей при загальмованому епіцикли і схему сил (рис. 6.6).

Позначимо літерними індексами назви елементів ряду, а цифровими їх призначення: а - сонячна шестерня; в - водило; з - епіцикл; 1. 2 і 3 - відповідно провідний, ведений і гальмівної елементи. Літерні або цифрові позначення при параметрах ряду, показують, до якого елементу вони відносяться.

На рис. 6.6, а сонячна шестерня а 1 - провідна, водило в 2 - ведений елемент, а епіцикл з 3 - гальмівний елемент. Кінематичний зв'язок між елементами планетарного ряду найкраще визначається графічним способом. Він наочно показує план окружних швидкостей елементів ряду і дає приблизні результати при визначенні передавальних чисел системи. Для цього необхідно в довільному масштабі викреслити схему ряду (рис. 6.6, а), а трохи збоку її, на горизонталі намітити центр її осі - точка О (рис. 6.6, б) і відновити з неї перпендикуляр, спроектувавши на нього полюса зачеплення зубів шестерень р а і р с. і центру осі сателіта - р в. Тоді відстані R а. R с. R в і r в - радіуси відповідно початкової окружності сонячної шестерні і епіциклу, окружності обертання осі сателіта навколо центральної осі і його початковій окружності.

Мал. 6.6. Планетарний ряд зі змішаним зачепленням шестерень:

а - кінематична схема; б - план швидкостей; в - схема сил, що діють на елементи ряду

Так як частота обертання n 1 ведучого вала зазвичай відома, то можна визначити і окружну швидкість V а. вектор якої відкладаємо з полюса р а. Таку ж швидкість має і сателіт в полюсі р а. Поєднавши прямий центр Про з кінцем вектора V а отримуємо промінь V 1. є планом абсолютних швидкостей точок сонячної шестірні. Згідно зі схемою епіцикл з 3 загальмований, тоді окружна швидкість сателіта в полюсі р з дорівнює нулю При загальмованою епіциклічних шестірні З 3 промінь V 1 - план абсолютних швидкостей точок сонячної шестерні; промінь V 2 - план швидкостей водила; промінь V 3 - план швидкостей сателіта при його обертанні навколо полюса p c. Провівши з полюса р з пряму через кінець вектора V а отримуємо промінь V 3 - план абсолютних швидкостей точок сателіта і вектор V в абсолютній швидкості осі сателіта, закріпленої на водію. Поєднавши центр Про з кінцем вектора V в отримуємо план швидкостей водила - промінь V 2 (при обертанні його навколо центральної осі).

З плану швидкостей видно, що при повороті сонячної шестерні на кут α 1. водило повернеться тільки на кут α 2 <α 1. Отсюда следует, что отрезки hh' и hh ". отсекаемые на произвольной горизонтальной прямой лучами V 1 и V 2. пропорциональны частотам вращения водила и солнечной шестерни. Тогда передаточное число данного планетарного ряда представится как u = n 1 /n 2 = hh " /hh'> 1.

Отже, дана схема планетарного ряду являє собою понижуючий редуктор.

Сателіт планетарного ряду бере участь одночасно в двох рухах: відносному (навколо осі водила) і переносному (спільно з водилом навколо центральної осі). Абсолютна швидкість його обертання відома, так як вона дорівнює окружної швидкості сонячної шестерні в полюсі р а. а його відносна швидкість V у пропорційна відрізку h 'h ". Розділивши V у сателіта на його радіус r ст. можна знайти кутову швидкість ω во і частоту обертання n у. яка лімітує працездатність підшипників кочення сателітів. Частота обертання сателіта n во не повинна перевищувати при роботі на режимі холостого ходу 10000 хв -1. а під навантаженням - 6000 хв -1. при великих значеннях n у відбувається руйнування сепаратора підшипника.

Сили і моменти, що діють на елементи планетарного ряду при сталому русі, визначаються виходячи з умови рівноваги сателіта (рис. 6.6, в):

Р з + Р а = Р в і Р а r в = Р з r в.

Р в = 2 Р а = 2 Р с.

Варіант кінематичної схеми складовою ПКП, що має десять передач переднього ходу й дві заднього, показаний на рис. 6.9. Схема включає чотири планетарних ряду зі змішаним зачепленням шестерень. Планетарний ряд I з гальмом Т 1 і блокувальним фрикціоном Ф 1 являє собою вхідний двошвидкісний редуктор з прямою передачею (ПКП з двома ступенями свободи). Планетарні ряди II. III і IV становлять ПКП з трьома ступенями свободи, обеспечи-

вающий отримання п'яти передач переднього ходу і однією заднього. Включення будь-якої передачі здійснюється одночасним включенням трьох керуючих механізмів - гальм Т і фрикционов Ф. В табл. 6.2 включаються елементи управління вказані знаком "+".

Мал. 6.9. Схема складовою планетарної КП

6.2. Включення елементів управління в складовою планетарної КП