Конического дифференциала

/, устанавливаемыми под фланцы нривертных крышек (рис. 14.17, а). Переносом части прокладок с одной стороны корпуса на другую при сохранении их суммарной толщины изменяют осевое положение колеса, г. е. регулируют коническое зацепление. При установке закладных крышек (рис. 14.17,6) регулировку подшипников и зацепления осуществляют с помощью нажимных винтов 2.

Фиксирующую опору по рис. 12.8, а регулируют крышкой /, завинчивающейся в стакан, а по рис. 12.8,6 — подбором и подшлифовкой компенсаторного кольца К. Коническое зацепление регулируют набором металлических прокладок 2, устанавливаемых под фланцем стакана.

Общим недостатком консольного расположения шестерни является неравномерное распределение нагрузки по длине зуба шестерни. Более рациональным с этой точки зрения является неконсольное расположение шестерни. Однако такие конструкции сложнее. Дополнительную опору можно разместить в специально выполненной внутренней стенке редуктора (рис. 12.8, а, б). Так как зубья конической шестерни нарезают на валу, то посадочный диаметр под подшипник оказывается небольшим. Рядом расположенное колесо конической зубчатой передачи ограничивает радиальные размеры этой опоры. Фиксирующую опору по рис. 12.8, а регулируют крышкой /, завинчивая ее в стакан, а по рис. 12.8, б — подбором и подшлифовкой компенсаторного кольца К. Коническое зацепление регулируют набором металлических прокладок 2, устанавливаемых под фланцем стакана.

Конические передачи сложнее .цилиндрических в изготовлении и монтаже. Для нарезания конических колес требуются специальные станки и специальный инструмент. Кроме допусков на размеры зубьев здесь необходимо выдерживать допуски на углы S, бх и 62, а при монтаже обеспечивать совпадение вершин конусов. Выполнить коническое зацепление с той же степенью точности, что и цилиндрическое, значительно труднее. Пересечение осей валов затрудняет размещение опор._Одно из конических колес, как правило, располагают кон-сольнр.При этом увеличивается неравномерность распределения нагрузки по длине зуба (см. рис. 8.13). В коническом зацеплении действуют осевые силы, наличие которых усложняет конструкцию опор. Все это приводит к тому, что по опытным данным нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет лишь около 0,85 цилиндрической. Несмотря на отмеченные недостатки, конические передачи имеют широкое применение, поскольку по условиям компоновки ме-"'хЖй'змов"иногда необходимо располагать валы под углом.

Коническое зацепление пары зубчатых колес определяется их относительным положением, зависящим от угла 2 между осями вращения / и 2 (рис. 12.14). Взаимодействие конических колес характеризуется зацеплением профилей зубьев, ограниченных концентрическими окружностями, являющимися линией пересечения со сферой соосных конусов — вершин и впадин. Пересечение со сферой других конусов (делительного и начального) образует окружности — делительную и начальную. Диаметры этих окружностей определяют диаметры конического колеса. Они различаются также в зависимости от положения сферы, на которой располагаются соответствующие окружности, что обозначается соответствующим индексом: d — средний делительный диаметр; de — внешний делительный диаметр; аае — внешний диаметр вершин зубьев; dw — средний начальный диаметр и т. п.

Рис. 70. Коническое зацепление: а — сферическое, б— дополнительные конусы

поэтому, если 6 = 90°, то «'««/J,,. Таким образом, коническое зацепление эквивалентно цилиндрическому с колесами, имеющими большее число зубьев (г'>г). Следовательно, при равных условиях коническое зацепление обладает большим, чем цилиндрическое, коэффициентом перекрытия и допускает без применения

Длина общей образующей OP = L называется конусным расстоянием. Торцовые поверхности конических колес выполняются по конусам дополнительным к начальным. Образующие дополнительных конусов 0SP и О2Р перпендикулярны образующим начальных конусов ОР. Все геометрические параметры конического зацепления уменьшаются номере приближения к вершине конусов О. Коническое зацепление принято характеризовать размерами его элементов на внешнем дополнительном конусе.

Фиксирующую опору по рис. 12.8, а регулируют крышкой /, завинчивающейся в.стакан, а по рис. 12.8,6 — подбором и подшлифовкой компенсаторного кольца К. Коническое зацепление регулируют набором металлических прокладок Г., устанавливаемых под фланцем стакана.

Коническое зацепление и нижняя шаровая опора

Коническое зацепление и нижняя шаровая опора

Конические передачи сложнее цилиндрических в изготовлении и монтаже. Для нарезания конических колес требуются специальные станки и специальный инструмент. Кроме допусков на размеры зубьев здесь необходимо выдерживать допуски на углы Z, д{ и 52, а при монтаже обеспечивать совпадение вершин конусов. Выполнить коническое зацепление с той же степенью точности, что и цилиндрическое, значительно труднее. Пересечение осей валов затрудняет размещение опор. Одно из конических колес, как правило, располагают консольно. При этом увеличивается неравномерность распределения нагрузки по длине зуба (см. рис. 8.13, в). В коническом зацеплении действуют осевые силы, наличие которых усложняет конструкцию опор. Все это приводит к тому, что, по опытным данным, нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет лишь около 0,85 цилиндрической. Несмотря на отмеченные недостатки, конические передачи имеют широкое применение, поскольку по условиям компоновки механизмов иногда необходимо располагать валы под углом.

Рассмотрим механизм конического дифференциала (рис. 7.35) с равными колесами I и 3, сателлитом Н и паразитным колесом 2.

Известно, что водило 5 конического дифференциала деподвижно, когда его центральные колеса б и 7 вращаются в противоположных направлениях с одинаковыми уг.ювыми скоростями (шв = о>5). Вращение центральных колес дифференциала осуществляется через две зубчатые передачи 8—7 и 9—6, передаточные отношения которых равны единице (/t( = ig, = 1). Валик с диском 1 должен вращаться посредством синхронного электродвигателя Дв [с постоянной угловой скоростью <% = const. Угловая скорость ша валика 2 зависит от положения колеса 3. При неравенстве угловых скоростей со3 и <в8 водило-винт 5 будет вращаться и пгремещать гайку и колесо 3 до тех пор, пока не будет достигнуто равенство (Вг = о>8. При достижении этого равенства водило-винт 5 остановится и указателе, связанный с гайкой, покажет на шкале 4 значение ш8.

Рассмотрим механизм конического дифференциала (рис. 7.35) с равными колесами / и 3, сателлитом Н и паразитным колесом 2.

Приводы всех трех указанны^ типов могут располагаться непосредственно на подвижных звеньях манипулятора или же быть вынесенными на стойку (корпус робота). В первом случае получается более простая и жесткая конструкция, так как отсутствуют сложные передаточные механизмы с длинными кинематическими цепями. Но при этом снижается грузоподъемность манипулятора и ухудшаются его динамические характеристики^ Кроме того, затрудняется работа в труднодоступных местах из-за подводящих трубопроводов, шлангов и электроприводов. Во втором; случае открывается возможность использования одного приводногр устройства для управления несколькими звеньями, но затрудняется проектирование, изготовление и монтаж сложного многоступенчатого передаточного механизма с несколькими степенями свободы (например, многоступенчатого зубчатого конического дифференциала с трубчатыми валами).

В силу свойства конического дифференциала водило дифференциала II поворачивается на величину, равную одной четверти левой части первого уравнения, водило дифференциала IV повернется на величину одной четверти левой части второго уравнения, наконец, водило дифференциала VI повернется на величину одной четверти левой части третьего уравнения. Углы поворота осей х, у, г дадут значения неизвестных,

При учете упругих свойств подшипниковых опор сателлитов будем рассматривать условный конический дифференциал с безынерционным водилом, связанным с конструктивным водилом конического дифференциала соединением, эквивалентным по своей упругой характеристике подшипниковым опорам сателлитов. При такой схематизации конический дифференциал по числу звеньев и структуре уравнений связей не отличается от планетарного ряда. Динамическое поведение условного конического дифференциала будет характеризоваться схемным эквивалентом или динамическим графом, структурно не отличающимся от графа планетарного ряда (см. рис. 60). Как и для планетарного ряда, для конического дифференциала можно получить три динамических графа, соответствующие трем возможным базам графа — основным звеньям 1,2,3 (см. рис. 60, б—г).

Инерционные и квазиупругие параметры динамических графов конического дифференциала в общем случае определяются по формулам (4.27) — (4.29). Входящие в эти формулы эквивалентные моменты инерции основных звеньев конического дифференциала следует определять из выражений:

В частном случае при z2 = 24 (автомобильный дифференциал) формулы для определения квазиупругих и инерционных параметров динамических графов конического дифференциала приобретают вид:

Полный динамический граф конического дифференциала будет иметь вид трехмассовой разветвленной динамической схемы. Соответственно трем динамическим графам эквивалентного конического дифференциала можно получить три структурных варианта этой схемы (см. рис. 61). Полный динамический граф конического дифференциала включает в себя динамический граф соответствующего условного механизма (с безынерционным водил ом), а также сосредоточенную массу 3' и ветвь 3, 3'.

Последние характеризуют соответственно инерционные свойства конструктивного водила и упругие свойства подшипниковых опор сателлитов. Коэффициент инерции массы 3' представляет собой массовый момент инерции конструктивного водила конического дифференциала относительно оси вращения. Коэффициент жесткости ветви 3, 3' определяется по формуле (4.39).

Полный динамический граф цилиндрического дифференциала структурно не отличается от полного графа конического дифференциала, включая динамический граф соответствующего условного