Критерии оптимальности

При синтезе планетарного зубчатого механиз­ма необходимо учитывать не только условия, оп­ределяющие его кинематику, но и дополнительные требования, позволяющие улучшить качество механизма. Условия проектирования работоспособ­ного механизма рассмотрены в разд.4. Со­ответствующие им решения многовариантны, по­этому из них выбирают оптимальное. Таких решений может быть несколько, в зависимости от выбора оценочных параметров. В качестве крите­риев оптимальности планетарного механизма мо­гут быть выбраны разные условия. Наиболее рас­пространены три критерия оптимальности.

1. Критерий Г — наибольший радиальный габа­рит. Для получения этого критерия сравнивают га­бариты ступеней ГI — зацепления колеса 1 с са­теллитом 2 и ГII — колеса 3с сателлитом 2(см. рис.2). При этом для внешнего зацепления в ка­честве габарита принимают величину dц.к.+ 2dcaт., а для внутреннего зацепления ступени — dвнут., где dц.к., dcaт., dвнут.диаметры делительных окруж­ностей центрального колеса, сателлита, колеса внут­реннего зацепления соответственно. Наибольший из критериев ГI или ГII принимают за критерий Г, оценивающий габарит редуктора. Отметим, что крите­рий Г не является фактическим габаритом переда­чи, поскольку для внешнего зацепления габарит оп­ределяется через диаметры окружностей вершин соответствующих колес, а для внутреннего зацепления необходимо учитывать размеры зубчатого венца. Поэтому критерий используется только для сравнения вариантов, поскольку понятно, что ме­ханизм с большим значением критерия Г будет иметь и большие размеры.

Это наиболее важный критерий, поскольку при прочих равных условиях более компактная переда­ча всегда предпочтительнее.

2. Критерий Σ — сумма чисел зубьев (Σ = z1 + z2 + z2¢ + z3), косвенно определяющий массу ре­дуктора и трудоемкость его изготовления. Заметим, что иногда в качестве критерия Σ выбирают более сложное выражение, учитывающее число сателлитов k и, на наш взгляд, более точно отражающее величину массы редуктора, Σ = z1 + k(z2 + z2¢) + z3. Заметим также, что критерий Σ никак не учитыва­ет случай, когда разные ступени редуктора имеют разные модули.

3. Критерий некратности — условие отсутствия кратности числа зубьев центральных колес числу сателлитов k. При наличии такой кратности в ме­ханизме могут возникать периодические силовые возмущения и, кроме того, износ зубьев в этом слу­чае получается неравномерным. Если таковая крат­ность отсутствует, то механизм с некратным чис­лом зубьев числу сателлитов будет более динамически работоспособным. Это слабый критерий и один из наиболее трудно достижимых, посколь­ку в случае передаточных отношений некратных числу сателлитов он конфликтует с условием сборки.

Как уже указывалось, при синтезе планетарных редукторов число неизвестных зубьев колес боль­ше числа кинематических условий. Следовательно, задача имеет множество решений. Для поиска оптимальных решений из всех вариантов наборов чи­сел зубьев z1, z2, z2¢, z3, удовлетворяющих кинемати­ческим условиям, рассчитывают оценочные показа­тели по критериям Σ и Г. Затем, последовательно сравнивая между собой, например, величины Σ для каждого набора, находят наименьшее значение кри­терия Σ min. Соответствующий ему набор значений чисел зубьев и сателлитов z1, z2, z2¢, z3, k принима­ют за параметры оптимального механизма, имею­щего при прочих равных условиях наименьшую массу. Аналогично, сравнивая величину критерия Г для разных наборов чисел зубьев, находят наимень­шее его значение Гmin. Соответствующий ему на­бор параметров z1, z2, z2¢, z3 и k является оптималь­ным вариантом механизма с наименьшим радиаль­ным габаритом при прочих равных условиях.

 

Библиографический список

1. Теория механизмов и машин / под ред. К.В. Фролова. – М.: Высш. школа, 1998. – 496 с.

2. Теория механизмов / под ред. В.А. Гавриленко. М.: Высш. школа, 1973. – 511 с.: ил.

3. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование: учеб. пособие / под ред. Г.А. Тимофеева и Н.В. Умнова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2010. – 154 с., [2] с.: ил.

 

 

Содержание

Введение.......................................................................................................................3

1. Строение планетарных редукторов.......................................................................3

2. Преимущества и недостатки планетарных механизмов......................................4

3. Основные характеристики планетарных механизмов.........................................5

4. Синтез планетарных передач.................................................................................8

5. Критерии оптимальности......................................................................................17

Библиографический список......................................................................................19