Планетарная передача

Планетарная передача, механизм для передачи вращательного движения цилиндрическими или коническими зубчатыми (реже фрикционными) колёсами, в состав которого входят т. н. сателлиты (колёса, совершающие сложное движение и имеющие подвижную ось вращения). Подвижное звено, на котором укреплены оси сателлитов, называются водилом (рис. 1). Сателлиты находятся обычно в зацеплении с центральными колёсами, вращающимися вокруг оси механизма или закрепленными неподвижно. Число сателлитов в планетарной передаче зависит от возможности их размещения в механизме, но для более равномерного распределения нагрузок в результате самоустановки колёс предпочтительно иметь 3 сателлита. Компактность и малая масса планетарных передач в значительной степени объясняются распределением передаваемой мощности между сателлитами и использованием внутреннего зацепления.

  Передаточные отношения планетарных передач обозначают буквой и с двойным индексом внизу, указывающим отношение угловых скоростей рассматриваемых звеньев, и с индексом наверху, указывающим, какое звено механизма принято за неподвижное. Если направления вращения ведущего и ведомого звеньев одинаковы, то передаточное отношение считается положительным, если различны — отрицательным.

  Простейшей планетарной передачей является передача с 1 степенью свободы и 1 закрепленным центральным колесом. Свойства и возможности таких планетарных передач в значительной степени зависят от знака передаточного отношения преобразованного механизма, т. е. такого механизма, у которого остановлено водило и передача обращается в обычный механизм с неподвижными осями колёс. Если в преобразованном механизме передаточное отношение отрицательное

(,  — угловые скорости центральных колёс), то передаточное отношение планетарной передачи определяется по формуле , где z₁  и z₄  — числа зубьев центральных колёс, z₂ и z₃ — числа зубьев сателлитов. Такие планетарные передачи имеют высокий кпд (0,96—0,99), но не дают возможности получать большие передаточные отношения: при 3 сателлитах в однорядной планетарной передаче (рис. 1, а) возможно u не более 12 (обычно u £ 8), для двухрядной (рис. 1, б) — обычно u £ 15. При выборе чисел зубьев колёс учитывается также условие собираемости планетарной передачи. В простейшем случае для однорядной планетарной передачи достаточно, чтобы z₁ и z₄ были кратны k — числу сателлитов. Для получения передач с большим кпд и большим передаточным отношением обычно соединяют последовательно несколько однорядных планетарных передач (по схеме рис. 1, а).

  Если в преобразованном механизме передаточное отношение положительное

(рис. 2), то передаточное отношение определяется по формуле:

.

  Такие планетарные передачи дают возможность получать очень большие передаточные отношения, но при этом обладают низким кпд.

  Если использовать колёса со смещением (см. Корригирование зубчатых колёс) и числа зубьев выбрать так, чтобы  было близким к 1, то можно получить планетарные передачи с весьма большим передаточным отношением. Например, при z₁ = z₃, z₂ = z₁ — 1 и z₄ = z₁ + 1 планетарные передачи, изображённые на рис. 2, а и б, дают , т. е. при z₁ =100 u = 10 000. Однако при этом кпд планетарных передач получается меньше 0,01. При средних передаточных отношениях (порядка 100) кпд планетарных передач с внутренними зацеплениями равен 0,6—0,7, что позволяет использовать такие передачи в качестве силовых.

  Изготовление планетарных передач существенно упрощается, если сателлиты выполнить одновенцовыми увеличенной ширины, входящими в зацепление с центральными колёсами, имеющими разные числа зубьев (рис. 2, в).

  Планетарные передачи, различные по назначению, устройству и характеристикам, применяют в редукторахс целью получения компактных соосных конструкций и больших передаточных отношений; в коробках передач, реверсивных механизмах и механизмах включения с целью получения удобного управления посредством тормозов и фрикционных муфт. Известна планетарная передача, обеспечивающая передаточное отношение до 2×10⁶.

  Лит.: Кудрявцев В. Н., Планетарные передачи, 2 изд., М.— Л., 1966; Детали машин. Расчет и конструирование. Справочник, под ред. Н. С. Ачеркана, 3 изд., т. 3, М., 1969.

  Н. Я. Ниберг.

Рис. 2. Планетарная передача с положительным передаточным отношением преобразованного механизма: а и б — с внешним и внутренним зацеплением; в — с упрощёнными сателлитами.

Рис. 1. Планетарная передача с отрицательным передаточным отношением преобразованного механизма: а — однорядная; б — двухрядная; z₁ и z₄ — центральные колёса; z₂ и z₃ — сателлиты; в — водило.