均载机构有多种类型,如弹性元件的均载机构、基本构件浮动的均载机构、杠杆联动的均载机构等。而各种类型又有多种形式。
(1)弹性元件的均载机构
它是依靠构件的弹性变形来达到载荷均衡的。载荷的不均匀系数与弹性元件的刚度和制造总误差成正比。为此采用图4-4所示,将轴做成细长型,当l很大时,由于结构刚度很小,可使太阳轮a产生径向位移,促使星轮间的载荷平均分配。
图4-4 采用轴的变形产生径向位移
以εmax表示太阳轮可能产生的最大径向位移值,则发生这个位移值(即梁的挠度)所需要的力P可计算得出。
1)当太阳轮a悬臂式布置时(图4-4a)
式中 E——轴的弹性模量;
J——轴的惯矩。
这种情况下,εmax与轴的偏角θ的关系为
这偏角θ使载荷沿齿宽方向分布不均匀。
2)当太阳轮a简支式布置时(图4-4b)
这种情况下,εmax与轴的偏角θ的关系为
这时虽载荷沿齿宽方向分布均匀了,但要达到εmax位移所需的力P增大了。这种均载机构需要传动装置轴向尺寸较大,因此往往会遇到由于轴向尺寸的限制而不宜采用。
(2)杠杆联动的均载机构
它是借杠杆联动机构使星轮浮动,达到均载目的。采用这种机构,星轮个数可以Np≥3,有利于提高传动装置的承载能力。其缺点是结构较为复杂,零件数量较多。图4-5为一个4星轮浮动的均载机构,从图4-6可见,杠杆的平衡条件为
P1L1=Pe(www.daowen.com)
P2L2=Pe
十字槽形盘的平衡条件为
P1s1=P2s2
故星轮间载荷平衡条件为
式中 P——星轮负载;
e——枢轴偏心距;
s1、s2——分布在同一直径上的两滚子间的距离;
L1——作用力P1到杠杆中心A1间的距离;
L2——作用力P2到杠杆中心A2间的距离;
P1、P2——不同杠杆与十字槽形盘间的作用力。
(3)基本构件浮动的均载机构
图4-54 星轮浮动的均载机构
1—太阳轮 2—星轮 3—偏心枢轴 4—杠杆 (转臂) 5—滚子 6—十字槽形盘
图4-6 杠杆受力图
在星形齿轮传动中,很少以星轮作为浮动构件,通常以太阳轮(或内齿圈)作为浮动构件。它具有不额外增加构件,结构简单紧凑,均载效果较好,系统可靠性高,对构件无过高精度要求等优点。所谓基本构件浮动的均载机构,是指浮动构件没有径向支承,允许其无约束地位移,当数个星轮受载不均匀时,就会引起浮动件移动,直至数个星轮载荷趋于均匀分配为止。这种均载机构在星轮数为3的轮系中应用最广,均载效果最好,其浮动件通常采用中心轮(太阳轮或内齿圈)。由图4-7可见,3个自动定心的星轮互成120°,在轮系传递动力过程中,若浮动件处于平衡时,则3个法向啮合力必构成封闭的等边三角形,从而使星轮载荷趋向均匀,达到均载目的。
图4-7 太阳轮浮动
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