Передаточное число планетарного редуктора: Передаточное число планетарного редуктора формула

Date: 30.07.2018

Author: admin

Содержание

Передаточное число планетарного редуктора формула

Загрузить всю книгу

2.3. Передаточное отношение планетарных и дифференциальных механизмов

Звенья, вращающиеся вокруг неподвижной оси, называются основными или центральными.

Центральное колесо 1 называется солнечным, а неподвижное 3 – коронным или корончатым. Зубчатое колесо 2 имеющее подвижную ось называется сателлитом. Звено Н называется водилом или поводком. Механизмы, в состав которых входят зубчатые колеса с подвижными осями называются планетарными или дифференциальными.

Планетарными (рис. 14 а) называются механизмы, имеющие одну степень свободы. Дифференциальные (рис. 14 б) механизмы имеют две и более степени свободы.

Эти механизмы обязательно должны быть соосными, то есть оси солнечных колёс должны располагаться на одной и той же прямой линии.

Рассмотрим дифференциальный механизм (рис. 15).

где: n=4; ; .

, таким образом определённость в движении звеньев этого механизма будет в том случае, если будут известны законы движения двух его ведущих звеньев.

Так как сателлиты имеют подвижные оси, то использовать формулы для расчёта передаточного отношения механизмов с неподвижными осями не представляется возможным. В этом случае прибегают к методу инверсии (метод обращённого движения).

Будем рассматривать движение всех колёс относительно водила. Всем звеньям зададим вращательное движение с угловой скоростью водила, но в обратном направлении и найдём скорости всех звеньев механизма. Для этого вычтем угловую скорость водила из всех угловых скоростей колёс.

Скорость звена в действительном движении (до инверсии)

Скорость звена в обращённом движении (после инверсии)

Механизм, полученный в результате инверсии (остановки водила) называется обращённым (рис. 16). В результате получили обычную зубчатую передачу с неподвижными осями.

Эту зависимость (1) называют формулой Виллиса для дифференциальных механизмов.

Если бы было n – колёс, то:

где s – солнечное колесо.

Дифференциальный механизм никакого определённого передаточного отношения не имеет, если ведущим является одно из звеньев (колесо или водило), и приобретает определённость, если ведущих колёс будет два.

Передаточное отношение обращённого механизма можно рассчитать,

зная числа зубьев колёс.

У планетарных механизмов (рис. 2.29) одно из центральных (основных) колёс неподвижно, тогда формула Виллиса примет вид:

или в общем случае:

Передаточное отношение планетарного механизма от любого n-го колеса равно 1 минус передаточное отношение от этого же самого колеса к солнечному колесу, при неподвижном водиле.

Планетарными называют зубчатые передачи, содержащие зубчатые колеса с перемещающимися геометрическими осями (рис. 1, 2, 3, 4). Эти зубчатые колеса, называемые планетарными или сателлитами, движутся подобно планетам Солнечной системы, от чего и получили свое наименование. Зубчатые колеса, с которыми сцепляются сателлиты, называются центральными. Оси сателлитов закрепляются в звене передачи, называемом водилом, которое, так же как и центральное колесо, вращается вокруг центральной, или основной, геометрической оси передачи.

Рис. 1

Одно из центральных колес планетарной передачи установлено неподвижно. Ведущим (или ведомым) валом передачи служит вал подвижного центрального колеса, а ведомым (или ведущим) — вал водила. Если в планетарной передаче сделать подвижным все зубчатые колеса и водило, то такая передача называется дифференциальной или дифференциалом. В дифференциале два основных звена ведущие (или ведомые), а третье — ведомое (или ведущее).

На рис. 1 представлена схема наиболее распространенной простейшей планетарной передачи, в которой центральное колесо 1 — ведущее, водило H — ведомое, три сателлита 2 вращаются вместе с водилом вокруг центральной оси передачи, центральное колесо 3 закреплено неподвижно.

Передаточное отношение этой планетарной передачи определяют следующим образом. Допустим, что все звенья передачи (1, 2, 3 и H) жестко скреплены между собой. Сообщим этой жесткой системе переносное вращательное движение вокруг центральной оси с угловой скоростью w_H, равной скорости водила w_H, но обратной по знаку. При этом скорость относительного движения сцепляющихся зубчатых колес и соответственно передаточное отношение их не изменятся. При таком движении результирующая угловая скорость водила +w_H+(—w_H)=0, т. е. водило окажется остановленным; результирующие относительные угловые скорости зубчатых колес 1 и 3 ω₁=ω₁—ω_H и ω′₃=ω₃-ω_H. При ω_H=0, т. е. при неподвижном водиле Я, планетарная передача превращается в простую зубчатую передачу, в которой геометрические оси всех зубчатых колес неподвижны. Для этой передачи в соответствии с формулой

передаточное отношение (сателлиты не учитываются, так как они являются паразитными колесами) i′=ω′₁/ω′₃=(ω₁-ω_H)/(ω₃-ω_H)

Рис. 2

Передаточное отношение i′ считается положительным при одинаковых направлениях вращения обоих зубчатых колес и отрицательным при противоположных направлениях вращения. Для рассматриваемой передачи i′ имеет отрицательное значение: i′=(ω₁-ω_H)/(ω₃-ω_H)=—(z₃/z₁), где z₁ и z₃ — соответственно числа зубьев зубчатых колес 1 и 3. Так как колесо 3 закреплено неподвижно, то ω₃=0, а угловая скорость водила ω_H=ω₁/[1 +(z₃/z₁)]. Передаточное отношение данной; планетарной передачи i=ω₁/ω_H, или в окончательном виде

Так же определяют передаточное отношение других видов планетарных передач.

Для двухступенчатой планетарной передачи (рис. 2), в которой каждая ступень представляет собой планетарную передачу по схеме (рис. 1) где центральное колесо 1 – ведущее, водило Н₂ – ведомое, центральные колеса 3 а 4 закреплены в корпусе, передаточное отношение

Для двухступенчатой планетарной передачи (рис. 3), в которой центральное зубчатое колесо 1 – ведущее, водило H – ведомое, сателлиты 2 и 4 жестко соединены между собой и центральное колесо 3 закреплено неподвижно, передаточное отношение

Рис. 3

Для двухступенчатой планетарной передачи (рис. 4), в которой водило H – ведущее, центральное колесо 3 — ведомое, сателлиты 1 и 4 жестко соединены между собой и центральное колесо 2 закреплено неподвижно, передаточное отношение

Рис. 4

Если z₁=100, z₂=99, z₃=100 и z₄=101, то из формулы следует, что

некоторые виды планетарных передач по сравнению с простой зубчатой передачей обладают достоинством — возможностью получать большие передаточные отношения при небольшом числе зубчатых колес и небольших габаритах передачи.

Конструкции планетарных передач разнообразны. Наиболее распространены передачи, представленные на (рис. 1-3) для которых рациональные значения передаточных отношений и к. п. д. равны: по схеме (рис. 1) i=1,3. 8 и η=0,97. 0,99; по схеме (рис. 2) i=15. 60 и η=0,93..0,97; по схеме (рис. 3) i=1. 15 и η=0,97. 0,99.

Нагрузки со стороны каждого центрального колеса или водила воспринимаются одновременно несколькими (3. 6) сателлитами. Вследствие этого размеры зубчатых колес планетарной передачи по сравнению с простой передачей значительно меньше.

Следовательно, основные достоинства планетарных передач — большие передаточные отношения, компактность и малая масса. С помощью дифференциальных передач в машинах получается сложение или разложение движения, что используют, в частности, в автомобилях и металлорежущих станках. Однако планетарные передачи по сравнению с обыкновенными требуют повышенной точности изготовления и сложнее в сборке. Планетарные передачи благодаря своим достоинствам нашли довольно широкое применение в станкостроении, транспортном машиностроении, приборостроении.

Определение окружных сил в планетарных передачах рассмотрим на примере передачи, представленной на (рис. 1). Из рисунка следует, что

где T₁ – крутящий момент, передаваемый шестерней 1;
d_w1 — начальный диаметр этой шестерни;
а — число сателлитов;
k_H=1,2. 2 — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между сателлитами. Радиальные и осевые силы определяются в зависимости от окружных сил, так же как и в простых передачах. Так как передача мощности от ведущего вала к ведомому осуществляется по нескольким потокам, число которых равно числу сателлитов, то нагрузки на зубья колес планетарных передач уменьшаются соответственно в несколько раз.

При симметричном расположении сателлитов входные и выходные валы планетарных передач нагружены только вращающим моментом и опоры этих валов разгружены от радиальных нагрузок.

Расчет на прочность зубьев колес планетарных передач производят так же, как и расчет зубьев обыкновенных зубчатых передач.

планетарная передача — планетарная шестерня — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы планетарная шестерня EN planetary gear … Справочник технического переводчика

ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА — ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА, зубчатая передача, имеющая колеса (сателлиты) с осями, перемещающимися вокруг центрального колеса, вращающегося вокруг неподвижной оси. Механизмы с планетарной передачей имеют малые габариты, используются в счетно решающих… … Современная энциклопедия

ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА — зубчатая передача, имеющая колеса с перемещающимися геометрическими осями (сателлиты), которые обкатываются вокруг центрального колеса. Имеет малые габариты и массу. Используется в грузоподъемных машинах, станках, счетно решающих устройствах и т … Большой Энциклопедический словарь

Планетарная передача — ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА, зубчатая передача, имеющая колеса (сателлиты) с осями, перемещающимися вокруг центрального колеса, вращающегося вокруг неподвижной оси. Механизмы с планетарной передачей имеют малые габариты, используются в счетно решающих… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

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).… … Большая советская энциклопедия

ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА — зубчато рычажная передача, в к рой часть зубчатых колёс (сателлитов) перемещается со своими осями относительно центрального колеса вместе с водилом. П. п. применяется для передачи вращения между двумя параллельными или пересекающимися осями или… … Большой энциклопедический политехнический словарь

планетарная передача — зубчатая передача, имеющая колёса с перемещающимися геометрическими осями (сателлиты), которые обкатываются вокруг центрального колеса. Имеет малые габариты и массу. Используется в грузоподъёмных машинах, станках и т. д. * * * ПЛАНЕТАРНАЯ… … Энциклопедический словарь

Зубчатая передача — Цилиндрическая зубчатая передача Зýбчатая передача это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. Назначение: передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные … Википедия

Зубчатая передача — механизм, состоящий из колёс с зубьями, которые сцепляются между собой и передают вращательное движение, обычно преобразуя угловые скорости и крутящие моменты. З. п, разделяют по взаимному расположению осей на передачи (рис. 1):… … Большая советская энциклопедия

зубчатая передача — шестерня. шестеренка. зубчатка. зубчатое зацепление. зубчатая пара. червяк. червячная передача. гипоидная передача. глобоидная передача. планетарная передача. косозубый (# шестерня). шевронный (# колесо). зуборезный (# станок). зубодолбежный.… … Идеографический словарь русского языка

Планетарные зубчатые передачи.

Планетарные зубчатые передачи

Общие сведения о планетарных передачах

Планетарными называют передачи, имеющие зубчатые колеса с подвижными осями. Отличительной особенностью механизмов, включающих планетарную передачу (или передачи), является наличие двух или более степеней свободы. При этом угловая скорость любого звена передачи определяется угловыми скоростями остальных звеньев.

Наибольшее распространение получила простая одинарная планетарная передача (рис. 1), которая состоит из центрального колеса 1 с наружными зубьями, неподвижного центрального колеса 3 с внутренними зубьями; сателлитов 2 – колес с наружными зубьями, зацепляющихся одновременно с колесами 1 и 3 (на рис. 1 число сателлитов с = 3), и водила Н, на котором закреплены оси сателлитов. Водило соединено с тихоходным валом. В планетарной передаче одно колесо неподвижно (соединено с корпусом). Обычно внешнее центральное колесо с внутренними зубьями называют коронным (коронная шестерня или эпицикл), а внутреннее колесо с внешними зубьями – солнечным колесом (солнечная шестерня или солнце).

При неподвижном колесе 3 вращение колеса 1 вызывает вращение сателлитов 2 относительно собственных осей, а обкатывание сателлитов по колесу 3 перемещает их оси и вращает водило Н. Сателлиты таким образом совершают вращение относительно водила и вместе с водилом вокруг центральной оси, с. е. совершают движение, подобное движению планет. Поэтому такие передачи и называют планетарными.

При неподвижном колесе 3 движение передают чаще всего от колеса 1 к водилу Н, можно передавать движение от водила Н к колесу 1.

В планетарных передачах применяют не только цилиндрические, но и конические колеса с прямым или косым зубом.

Если в планетарной передаче сделать подвижными все звенья, т. е. оба колеса и водило, то такую передачу называют дифференциальной.

С помощью дифференциального механизма можно суммировать движение двух звеньев на одном или раскладывать движение одного звена на два других. Например, в дифференциале заднего моста автомобиля движение от водила Н передают одновременно колесам 1 и 3, что позволяет при повороте одному колесу вращаться быстрее другого.

***

Разновидности планетарных передач

Существует много различных типов и конструкций планетарных передач. Наиболее широко в машиностроении применяют однорядную планетарную передачу, схема которой показана на рисунке 1. Эта передача конструктивно проста, имеет малые габариты. Находит применение в силовых и вспомогательных приводах. КПД планетарной передачи η = 0,96…0,98 при передаточных числах u = 3…8.

Планетарные механизмы, в составе которых присутствуют одна или несколько планетарных передач подразделяются на однорядные, двухрядные и многорядные. Каждый набор из центральных зубчатых колёс и сателлитов, вращающихся в одной плоскости, образует так называемый планетарный ряд. Простой планетарный механизм с набором одновенцовых сателлитов является однорядным. Простые планетарные механизмы с двухвенцовыми сателлитами являются двухрядными. Сложные планетарные механизмы могут быть двух, трёх, четырёх и даже пятирядными.

Для получения больших передаточных чисел в силовых приводах применяют многоступенчатые планетарные передачи. На рис. 2,а планетарная передача составлена из двух последовательно соединенных однорядных планетарных передач. В этом случае суммарное передаточное число u = u₁×u₂ ≤ 64, а КПД равен η = η₁×η₂ = 0,92…0,96.

На рисунке 2, б показана схема планетарной передачи с двухрядным (двухвенцовым) сателлитом, для которой при передаче движения от колеса 1 к водилу Н при n₄ = 0 передаточное число определяется из зависимостей:

u = n₁/n_Н = 1 + z₂z₄/(z₁z₃).

В этой передаче u = 3…19 при КПД η = 0,95…0,97.

Как упоминалось выше, планетарные передачи, у которых все звенья подвижны, называют дифференциальными или просто дифференциалами.

Неизбежные погрешности изготовления приводят к неравномерному распределению нагрузки между сателлитами. Для выравнивания нагрузки в передачах с тремя сателлитами одно из центральных колес выполняют самоустанавливающимся в радиальном направлении (не имеющим радиальных опор). Для самоустановки сателлитов по неподвижному центральному колесу применяют сферические подшипники качения.

Высокие требования предъявляются к прочности и жесткости водила, при этом его масса должна быть минимальной. Обычно водила выполняют литыми или сварными.

***

Достоинства и недостатки планетарных передач

Основными достоинствами планетарных передач являются:

малые габариты и масса вследствие передачи мощности по нескольким потокам, численно равным количеству сателлитов. При этом нагрузка в каждом зацеплении уменьшается в несколько раз;

удобство компоновки в машинах благодаря соосности ведущего и ведомого валов;

работа с меньшим шумом, чем в обычных зубчатых передачах, что обусловлено меньшими размерами колес и замыканием сил в механизме. При симметричном расположении сателлитов силы в передаче взаимно уравновешиваются;

малые нагрузки на валы и опоры, что упрощает конструкцию опор и снижает потери в них;

возможность получения больших передаточных чисел при небольшом числе зубчатых колес и малых габаритах передачи.

Не лишены планетарные передачи и недостатков:

повышенные требования к точности изготовления и монтажа передачи;

большее количество деталей, в т. ч. подшипников, и более сложная сборка.

***

Область применения планетарных передач

Планетарные передачи применяют как редукторы в силовых передачах и приборах, в коробках передач автомобилей и другой самоходной техники, при этом передаточное число такой КПП может изменяться путем поочередного торможения различных звеньев (например, водила или одного из колес), в дифференциалах автомобилей, тракторов и т. п.

Широкое применение планетарные передачи нашли в автоматических коробках передач автомобилей благодаря удобству управления передаточными числами (переключением передач) и компактности. Можно встретить планетарные передачи и в механизмах привода ведущих колес современных велосипедов.
Часто применяют планетарную передачу, совмещенную с электродвигателем (мотор-редуктор, мотор-колесо).

***

Передаточное число планетарных передач

При определение передаточного числа планетарной передачи используют метод остановки водила (метод Виллиса).

По этому методу всей планетарной передаче мысленно сообщается дополнительное вращение с частотой вращения водила n_Н, но в обратном направлении. При этом водило как бы останавливается, а закрепленное колесо освобождается. Получается так называемый обращенный механизм, представляющий собой обычную непланетарную передачу, в которой геометрические оси всех колес неподвижны. Сателлиты при этом становятся промежуточными (паразитными) колесами, т. е. колесами, не влияющими на передаточное число всего механизма.

Передаточное число в обращенном механизме определяется как в духступенчатой передаче с одним внешним и вторым внутренним зацеплением.

Здесь существенное значение имеет знак передаточного числа. Передаточное число считают положительным, если в обращенном механизме ведущее и ведомое звенья вращаются в одну сторону, и отрицательным, если в разные стороны. Так, для обращенного механизма передачи по рис. 1 имеем:

u = u₁×u₂ = (-n₁/n₂)×(-n₂/-n₃) = (-z₂/z₁)×(z₃/z₂) = — z₃/z₁,

где z – числа зубьев колес.

В рассматриваемом обращенном механизме знак минус показывает, что колеса 2 и 3 вращаются в обратную сторону по отношению к колесу 1.

В качестве примера определим передаточное число для планетарной передачи, изображенной на рис. 1, при передаче движения от колеса 1 к водилу Н. Мысленная остановка водила в этой передаче равноценна вычитанию его частоты n_Н из частоты вращения колес.

Тогда для обращенного механизма этой передачи имеем:

u’ = (n₁ – n₂)/(n₃ – n_Н) = — z₃/z₁,

где (n₁ – n_Н) и (n₃ – n_Н) – частоты вращения колес 1 и 3 относительно водила Н;
z₁ и z₃ – числа зубьев колес 1 и 3.

Для планетарной передачи, у которой колесо 3 закреплено в корпусе неподвижно (n₃ = 0), колесо 1 является ведущим, а водило Н – ведомым.

Тогда получим передаточное число такой передачи:

(n₁ – n_Н)/(- n_Н) = — z₃/z₁;
— n₁/n_Н+ 1 = -z₃/z₁

или

u = n₁/n_Н= 1 + z₃/z₁.

***

Подбор чисел зубьев планетарных передач

В отличие от обычных зубчатых передач расчет планетарных начинают с подбора чисел зубьев на колесах и сателлитах.
Рассмотрим последовательность подбора чисел зубьев на примере планетарной передачи, изображенной на рис. 1.

Число зубьев z₁ центральной шестерни 1 задают из условия неподрезания ножки зуба: z₁ ≥ 17. Принимают z₁ = 24 при Н ≤ 350 НВ; z₁ = 21 при Н ≤ 52 HRC и z₁ = 17 при Н > 52 HRC.

Число зубьев неподвижного центрального колеса 3 определяют по заданному передаточному числу u:

z₃ = z₁(u – 1).

Число зубьев z₂ сателлита 2 вычисляют из условия соосности, в соответствии которым межосевые расстояния a_w зубчатых пар с внешним и внутренним зацеплением должны быть равны.

Из рис. 1 для немодифицированной прямозубой передачи:

a_w = 0,5(d₁ + d₂) = 0,5(d₃ – d₂), (1)

где d = mz — делительные диаметры колес.

Так как модули зацеплений планетарной передачи одинаковые, то формула (1) принимает вид:

z₂ = 0,5(z₃ – z₁).

Полученные числа зубьев z₁, z₂, и z₃ проверяют по условиям сборки и соседства.

Условие сборки требует, чтобы во всех зацеплениях центральных колес с сателлитами имело место совпадение зубьев со впадинами, в противном случае собрать передачу будет невозможно. Установлено, что при симметричном расположении сателлитов условие сборки удовлетворяется, когда сумма зубьев центральных колес (z₁ + z₃) кратна числу сателлитов с = 2…6 (обычно с = 3), т. е. должно соблюдаться условие:

(z₁ + z₃)/c = целое число.

Условие соседства требует, чтобы сателлиты не задевали зубьями друг друга. Для этого необходимо, чтобы сумма радиусов вершин зубьев соседних сателлитов, равная d_a2 = m(z₂ + 2) , была меньше расстояния l между их осями (рис. 1), т. е.:

d_a2 < l = 2a_w sin (180˚/c), (2)

где a_w = 0,5m(z₁ + z₂) – межосевое расстояние.

Из формулы (2) следует, что условие соседства удовлетворяется, когда

z₂ + 2 (z₁ + z₂) sin (180˚/c). (3)

***

Расчет на прочность планетарных передач

Расчет на прочность зубчатых передач планетарного типа ведут по методике, применяемой для обычных зубчатых передач. Основными критериями работоспособности для большинства планетарных передач (как и для всех зубчатых передач), является усталостная контактная прочность рабочих поверхностей зубьев и прочность зубьев при изгибе. При этом под контактной прочностью понимают способность контактирующих поверхностей зубьев обеспечить требуемую безопасность против прогрессирующего усталостного выкрашивания, а прочностью при изгибе – способность зубьев обеспечить требуемую безопасность против усталостного излома зуба.

Расчет выполняют для каждого зацепления. Например, в передаче, изображенной на рис. 1, необходимо рассчитать внешнее зацепление колес 1 и 2 и внутреннее – колес 2 и 3. Так как модули и силы в этих зацеплениях одинаковы, а внутреннее зацепление по своим свойствам прочнее внешнего, то при одинаковых материалах колес достаточно рассчитать только внешнее зацепление.

Расчет начинают с подбора чисел зубьев колес, как было показано выше.

При определении допускаемых напряжений коэффициенты долговечности находят по эквивалентных числам циклов нагружения. При этом число циклов перемены напряжений зубьев за весь срок службы вычисляют при вращении колес только относительно друг друга.

При определении допускаемых напряжений изгиба для зубьев сателлита вводят коэффициент Y_A, учитывающий двустороннее приложение нагрузки (симметричный цикл нагружения).

Межосевое расстояние планетарной прямозубой передачи для пары колес внешнего зацепления (центральной шестерни с сателлитом) определяют по формуле:

a_w = 450(u’ + 1)× ³√{(К_НТ₁К_c)/(ψ_bau'[σ]_Н²с)},

где u’ = z₂/z₁ – передаточное число рассчитываемой пары колес;
К_c = 1,05…1,15 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между сателлитами;
Т₁ – вращающий момент на валу центральной шестерни, Нм;
с – число сателлитов;
ψ_ba — коэффициент ширины венца колеса:

        ψ_ba = 0,4 для Н ≤ 350 НВ;

        ψ_ba = 0,315 при 350 НВ < Н ≤ 50 HRC,

        ψ_ba = 0,25 для Н > 50 HRC.

Ширина b₃ центрального колеса 3 определяется по формуле b₃ = ψ_baa_w.

Ширину b₂ венца сателлита принимают на 2…4 мм больше значения b₃; ширина центральной шестерни b₁ = 1,1b₂.

Модуль зацепления определяют по формуле:

m = 2a_w/(z₂ + z₁).

Получнный расчетом модуль округляют до ближайшего стандартного значения, а затем уточняют межосевое расстояние:

a_w = m(z₂ + z₁)/2.

Окружную силу F_t в зацеплении вычисляют по формуле:

F_t = 2×10³К_cТ₁/сd₁.

Радиальную силу F_r определяют по формуле:

F_r = F_t tg α_w,

где α_w = 20˚ – угол зацепления.

***

Волновые передачи

Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Планетарный редуктор: устройство и принцип работы

Содержание:

Из чего состоит планетарная передача

Планетарным редуктором называется один из типов механических редукторов. Этот широко распространённый во многих отраслях тип редукторов основан на планетарной передаче. Планетарная передача представляет собой зубчатый механизм, характерной особенностью которого является то что оси некоторых зубчатых колёс являются подвижными.

Наиболее популярная разновидность планетарной передачи состоит из следующих элементов:

Солнечная шестерня – малое зубчатое колесо с внешними зубьями, располагающееся в центре механизма
Коронная шестерня (эпицикл) – большое зубчатое колесо с внутренними зубьями
Водило – эта деталь планетарной передачи механически соединяет все сателлиты. Именно на водиле установлены оси вращения сателлитов.
Сателлиты – малые зубчатые колёса с внешними зубьями, располагающиеся между солнечной и коронной шестернёй. Сателлиты находятся в одновременном зацеплении и с солнечной и с коронной шестернёй.

Как работает планетарный редуктор

Работа планетарной передачи простейшей конструкции в случае остановленного эпицикла происходит следующим образом. Во вращение приводится солнечная шестерня. Вместе с ней начинают поворачиваться сцепленные с ней сателлиты. По мере того как сателлиты поворачиваются, они перекатываются по солнечной шестерне и по эпициклу. Тем самым они перемещаются вокруг солнечной шестерни, приводя во вращение водило, на котором закреплены оси сателлитов.

Конструкция планетарного механизма позволяет работать не только с остановленным эпициклом, используя в качестве входа солнечную шестерню, а в качестве выхода – водило. Из трёх перечисленных элементов: солнечная шестерня – водило – эпицикл любые два можно использовать как вход или как выход, а оставшийся третий – затормозить. Планетарная передача при таких способах включения всё равно будет работать, изменится лишь передаточное отношение как по величине, так и по знаку. Всего возможно шесть подобных способов включения, но наиболее широко применяется описанный выше: вход – солнечная шестерня, выход – водило, эпицикл – неподвижен. Такое включение имеет самое большое передаточное отношение из всех имеющихся способов.

Если в планетарном механизме вращаются, и солнечная шестерня и водило и эпицикл, то механизм начинает работать как дифференциал, позволяя производить сложение угловых скоростей на разных входах или их разложение угловой скорости на два различных выхода.

От планетарной передачи к планетарному редуктору

На практике планетарная передача используется как основной элемент для построения планетарных редукторов. В состав редуктора помимо самой передачи входят корпус, опорные подшипники, входной и выходной вал (или иные элементы для подключения вала двигателя и вала нагрузки).

Поскольку передаточное отношение планетарной передачи описанной конструкции чаще всего находится в диапазоне от 3 до 7, то для получения более высоких передаточных отношений применяют последовательное соединение нескольких планетарных механизмов. Получившийся в результате многоступенчатый редуктор может иметь передаточное отношение до нескольких тысяч и даже десятков тысяч.

Варианты планетарного редуктора: отличия друг от друга

Планетарные редукторы имеют большое количество разновидностей, отличающихся друг от друга по самым различным признакам. Отличия могут заключаться в конструктивной схеме – несколько солнечных шестерён, водил или эпициклов, вместо одной солнечной шестерни, одного водила и одного эпицикла в простейшем варианте редуктора. В некоторых вариантах редукторов плоскости вращения различных планетарных колёс могут быть не параллельны друг другу (пространственные планетарные механизмы).

Для построения планетарного редуктора могут быть использованы различные виды зубчатых колёс: прямозубые, косозубые, шевронные, конические. Использование каждого из этих видов зубчатых колёс может придать редуктору особенные свойства. Например, косозубые зубчатые колёса могут быть использованы для построения малошумных редукторов.

Количество сателлитов также может изменяться. Обычно используется от трёх (наиболее распространённый вариант) до шести сателлитов (выходные ступени компактных высоконагруженных редукторов). Форма сателлитов также может быть различной – например двухвенцовые зубчатые колёса в планетарных редукторах, построенных по сложным конструктивным схемам или разрезные подпружиненные зубчатые колёса в редукторах с пониженным люфтом.

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

Планетарный редуктор имеет небольшой диаметр если сравнивать редукторы разных типов, рассчитанные на одинаковый номинальный момент. При этом осевая длина планетарных таких редукторов как правило больше чем у других типов редукторов.

В стандартных конструкциях планетарных редукторов доступен широкий ассортимент передаточных чисел (например, до шести тысяч в случае планетарных редукторов maxon motor) в отличие, например, от волновых редукторов (от 30 до 160 в стандартных моделях).

Среди планетарных редукторов можно найти модели с самым разным люфтом: от нескольких градусов для моделей стандартного исполнения до особо низколюфтовых редукторов специальной конструкции (например, планетарные редукторы Harmonic Drive). С одной стороны, это позволяет им быть более точными чем распространённые модели рядных редукторов, с другой стороны они не достигают точности волновых редукторов.

Читать дальше:

Планетарный редуктор | ИНЕЛСО

Планетарный редуктор – это механизм для преобразования угловой скорости вращения входного вала в меньшее значение на выходном валу, увеличивая при этом крутящий момент пропорционально скорости. В общем случае, планетарная передача имеет две степени свободы и состоит из: солнечной шестерни, которая расположена в центре рабочей части редуктора, сателлитов (несколько шестерен, находящиеся в контакте с солнечной шестерней), эпицикла (зубчатого колеса с внутренним зубом, расположенное снаружи планетарной передачи и находящееся в зацеплении с сателлитами), а также водила (планетодержателя), который механически соединяет сателлиты, а на его осях происходит вращение сателлитов. Все элементы расположены в корпусе редуктора и, для снижения силы трения при работе механизма, заполнены смазочными материалами.

Входным элементом планетарного редуктора может являться водило, эпицикл или солнечная шестерня в зависимости от применения. Таким же образом, выходным элементом может быть любая из данных частей передачи, третья же деталь может быть, как движущейся, так и неподвижной. Для повышающего или понижающего редуктора необходима движущаяся часть, неподвижная является дополнительным входным (выходным) элементом для работы редуктора, например, в качестве дифференциала. Такая специфика планетарного редуктора позволяет получать различные передаточные числа для одной передачи, тем самым расширяя сферы применения.

Планетарная передача чаще всего используется в составе планетарных редукторов при применении электроприводов малой мощности. В таком случае водило является выходным элементом, солнечная шестерня входным, а эпицикл — неподвижным. Редуктор состоит из одной или более планетарных передач. Передачи собираются последовательно, при этом выход предыдущей служит входом для последующей. Каждая планетарная передача является ступенью редуктора, солнечная шестерня для первой устанавливается на вал двигателя. Для второй и последующих ступеней, солнечные шестерни устанавливаются на водила предыдущих ступеней. Водило последней ступени устанавливается на выходной вал редуктора.

Принцип работы планетарного редуктора

Для работы редуктора необходимо исключить одну из степеней свободы, а именно привести один из узлов механизма в неподвижное состояние. В планетарной передаче простейшей конструкции входная мощность проворачивает солнечное колесо. Солнечная шестерня приводит в движение сателлиты. Сателлиты расположены вокруг центральной оси вращения и входят в зацепление с эпициклом. Сателлиты монтируются на водило, сообщая ему вращательное движение. При этом водило вращается с низкой скоростью и высоким крутящим моментом, тем самым обеспечивая максимальную редукцию. В данном случае передача работает при фиксированном эпицикле.

Работа планетарного редуктора также возможна при неподвижной солнечной шестерне или водиле, а две другие детали используются в качестве входных и выходных элементов. Именно за счет изменения неподвижного узла и подключения механизма и приводного двигателя к разным шестерням влияет на передаточное число и смену направления вращения. Тем самым, мы можем выбрать режим работы устройства – мультипликационный либо редукционный. Так, при застопоренной солнечной шестерне, ведомом водиле и ведущем эпицикле мы получим редукционный режим с уменьшенным передаточным числом, а если водило будет ведущем, а эпицикл, наоборот, ведомым, режим работы будет уже мультипликационным с увеличенной редукцией. Простейшие исполнения могут работать исключительно в установленном режиме по причине изначальной жесткой фиксации одного из звеньев. Передаточное число зависит от отношения количества зубьев на разных шестернях.

Планетарные редукторы отличаются по:

Типу зацепления зубчатых колес

Количеству сателлитов

Люфту

Тип зубчатых колес бывает прямым, шевронным и косозубым. Косозубое применяется для снижения шума в первых ступенях редукторов, в них также можно достичь большего значения передаточного числа в расчете на ступень. Наиболее распространено применение 3 сателлитов, однако, для увеличения допустимого крутящего момента их число может увеличиться до 6 штук.

Наличие люфта делает стандартные редукторы менее точными относительно волновых. При необходимой точности применяют конструкции с уменьшенным люфтом. Например, разрезанные шестерни или поджатие всех сателлитов упругим зубчатым колесом. Однако стоит учитывать, что такие редукторы позволяют снизить люфт лишь до 1-3 угловых минут.

По сравнению с волновыми редукторами, прямозубые отличает широкий диапазон передаточных чисел, от 3…4:1 и вплоть до 6285:1. Передаточное число на одну ступень может достигать 6:1, что не так велико в сравнении с волновыми редукторами.

У планетарного редуктора выделяют:

Отсутствие полого вала в большинстве случаев

Отсутствие обратного прокручивания под нагрузкой у многоступенчатых редукторов

Высокий крутящий момент при определенном диаметре в сравнении с волновыми редукторами

Высокая крутильная жесткость

Планетарный редуктор применяют при отсутствии необходимости в полом валу, достаточности среднего уровня точности, при потребности в компактных приводах, возможности изменения режимов работы. Такие редукторы применяют в многочисленных отраслях техники: медицина, промышленные роботы, автоматизированные системы, авиация, машиностроение и транспортные средства.

При выборе планетарного редуктора для надежной работы стоит уделить внимание:

Габаритным размерам корпуса

Взаимному расположению ведущих и ведомых валов

Величине допустимого рабочего крутящего момента

Величине допустимого передаточного числа

Рабочей температуре воздуха

Планетарные редукторы. | PRO-TechInfo

Редукторы с зубчатыми передачами, в которых имеются колеса с перемещающимися осями, называются планетарными. Планетарные передачи позволяют получить большие передаточные числа редукторов при малом числе зубчатых колес. Габариты планетарных редукторов меньше, чем габариты обычных редукторов при одинаковых передаточных числах и нагрузках. Планетарные передачи несколько сложнее в изготовлении.

Кинематические схемы планетарных редукторов.

Планетарные передачи с одновенцовыми (рис. 1 ) и двухвенцовыми (рис. 3) сателлитами, а также многоступенчатые передачи (рис. 2) имеют средние передаточные числа (2…30) и высокий КПД (0,9…0,97).

Одноступенчатый планетарный редуктор.

Рис.1

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Центральное колесо 1 — ведущее, водило Н — ведомое. Центральное колесо 3 закреплено в корпусе.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 1.

Рис.2

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Центральное колесо 1 — ведущее, водило Н2 — ведомое. Центральные колеса 3 и 6 закреплены в корпусе.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 2.

Рис.3

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Центральное колесо 1 — ведущее, водило Н — ведомое. Центральное колесо 4 закреплено в корпусе. Колеса 2 и 3 жестко соединены между собой.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 3.

Рис. 4

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Центральное колесо 1 — ведущее, центральное колесо 5 — ведомое. Центральное колесо 3 закреплено в корпусе, колеса 2 и 4 жестко соединены между собой.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются при D₅<D₃ в одну сторону, при D₅>D₃ — в противоположные стороны.

Планетарные передачи с тремя центральными колесами (рис. 4) имеют большие передаточные числа (100… 200). С увеличением передаточного числа КПД резко снижается.

Двухступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Планетарные передачи с кривошипами (рис. 5,6) имеют большие передаточные числа (100…200), но сравнительно низкие КПД.

Рис. 5

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Водило Н — ведущее, центральное колесо 4 — ведомое. Центральное колесо 2 закреплено в корпусе, колеса 1 и 3 жестко соединены между собой.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются при D₃<D₂ в одну сторону, при D₃>D₂ — в противоположные стороны.

Одноступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 6

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Водило Н — ведущее, вал с кривошипами К — ведомый. Центральное колесо 2 закреплено в корпусе.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются в разные стороны.

Кинематическая схема волнового редуктора.

На рис. 7 дана схема волнового зубчатого редуктора.

Рис. 7

Генератор волн Н (кулачок и подшипник с гибкими кольцами) — ведущий, колесо 1 с гибким венцом — ведомое, колесо 2 закреплено в корпусе.

Передаточное число

Чертежи и устройство планетарных редукторов.

Соседние страницы

Схема редуктора планетарного

Планетарные редукторы.

Кинематические схемы планетарных редукторов.

Одноступенчатый планетарный редуктор.

Рис.1

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Центральное колесо 1 — ведущее, водило Н — ведомое. Центральное колесо 3 закреплено в корпусе.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 1.

Рис.2

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Центральное колесо 1 — ведущее, водило Н2 — ведомое. Центральные колеса 3 и 6 закреплены в корпусе.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 2.

Рис.3

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 3.

Рис. 4

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются при D5D3 — в противоположные стороны.

Двухступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 5

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются при D3D2 — в противоположные стороны.

Одноступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 6

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

Водило Н — ведущее, вал с кривошипами К — ведомый. Центральное колесо 2 закреплено в корпусе.

Передаточное число

Ведущий и ведомый валы вращаются в разные стороны.

Кинематическая схема волнового редуктора.

На рис. 7 дана схема волнового зубчатого редуктора.

Рис. 7

Передаточное число

Чертежи и устройство планетарных редукторов.

Планетарные редукторы

Производитель редукторов – «Zambello Riduttori»

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999 году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в США, Южной Кореи, Канаде и Японии, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию планетарные редукторы.

Редуктором (планетарным) называют механизм, который преобразует высокую угловую скорость вращения входного вала в низкую на выходном валу. При этом крутящий момент на выходном валу возрастает пропорционально уменьшению скорости вращения.

Редуктор (планетарный) состоит из корпуса, в котором расположены зубчатые колеса, валы, подшипники валов, системы их смазки и др. Наличие корпуса обеспечивает безопасность, хорошую смазку и, следовательно, высокий КПД, в сравнении, например, с открытыми передачами.

Описание и принцип работы:

Планетарные редукторы имеют ряд общих черт с цилиндрическими редукторами, так как передача усилия так же происходит посредством зубчатой передачи, а в конструкции используются зубчатые колеса. Однако конструкция планетарных редукторов, как и принцип работы, сложнее.

В общем случае в планетарном редукторе можно выделить следующие основные детали: коронная шестерня, планетарные шестерни (сателлиты), водило и солнечная шестерня. По аналогии с Солнцем, расположенным в центре солнечной системы, солнечная шестерня расположена в центре рабочей части редуктора. Она находится в зацеплении с идентичными планетарными шестернями, оси которых расположены на окружности, центр которой лежит на оси солнечной шестерни, и в то же время сателлиты сцеплены с коронной шестерней, представляющей собой зубчатое колесо с внутренним зацеплением. Водило жестко закрепляет все сателлиты относительно друг друга.

Для работы планетарного редуктора необходимо, чтобы одна из его деталей (солнечная шестерня, коронная шестерня или водило) была жестко закреплена относительно корпуса редуктора. В зависимости от выбора ведущего и ведомого элемента будет зависеть передаточное число планетарного редуктора. Также работа планетарного редуктора возможна и в случае, когда ни одна из его деталей не закреплена. В таком случае становится возможным разложение одного движения на два (к примеру, от солнечной шестерни к коронной шестерни и водилу), или слияние двух движений в одно.

Основные характеристики редукторов

Основные характеристики редукторов: КДП, частота вращения входного и выходного валов, передаточное отношение, передаваемая мощность, количество ступеней и тип передач.

Передаточное отношение – это отношение скоростей вращений входного к скорости вращения выходного вала.

i = wвх/wвых

КПД редуктора определяется отношением мощности на входном валу к мощности на выходном валу

n = Pвх/Pвых

Классификация планетарных редукторов:

По количеству ступеней планетарного редуктора выделяют:

одноступенчатые
многоступенчатые

Одноступенчатые редукторы наиболее компактны, в то время как многоступенчатые значительно сложнее по конструкции и занимают больше места, но позволяют достичь больших передаточных чисел.

По факту жесткого закрепления одного из элементов редуктора выделяют:

простейшие
дифференциальные

В простейших планетарных редукторах одно из звеньев жестко закреплено, и передача усилия происходит от одного из незакрепленных звеньев к другому с фиксированным передаточным числом. В дифференциальных редукторах ни один из элементов не закреплен, что позволяет использовать редуктор как дифференциальный механизм.

Достоинства:

Поскольку планетарные редуктора являются соостными, а в их конструкции используются зубчатые колеса, то их целесообразно сравнивать с цилиндрическими редукторами.

К преимуществам относятся:

Пониженная шумность
Компактность
Малая нагрузка на опоры редуктора
Меньшая нагрузка на зубья колес
Повышенное передаточное отношение

Поскольку в передаче усилия участвует большее число зубьев, нагрузка на каждый из них приходится меньше, что напрямую влияет на их срок службы. Также особенности конструкции планетарного редуктора, в частности расположение сателлитов, приводит к тому, что возникающие в нем силы взаимно компенсируются, из-за чего нагрузка на опоры падает. Плотная компоновка элементов редуктора приводит к уменьшению его габаритов, а условия зацепления зубьев шестерней – к снижению шумности.

К недостаткам относятся:

Сложность в изготовлении
Снижение КПД при передаче больших нагрузок

Наибольшим недостатком планетарных редукторов является сложность их изготовления и монтажа. Незначительные отклонения в деталях или ошибки при монтаже могут привести к серьезным проблемам при эксплуатации вплоть до поломки редуктора. Причина второго недостатка кроется в возросшей площади контакта зубьев по сравнению с аналогичными по передаваемой мощности цилиндрическими редукторами. Если при малых передаваемых мощностях разница в КПД почти не ощутима, то с их возрастанием также увеличиваются потери на трение, что и приводит к снижению КПД.

Сфера применения:

Несмотря на свою сложность, планетарные редукторы получили весьма широкое распространение. Они с успехом применяются в машиностроении, станкостроении, могут являться составной частью приводов лебедок и другого подъемного оборудования. Планетарные редукторы используются в автоматической коробке автомобилей, а также в иных случаях, где необходимо переменное передаточное отношение.

Волновые зубчатые редукторы

Волновая передача представляет собой разновидность планетарной передачи с гибким промежуточным колесом.

Передача состоит из:

1. генератор волн – кулачка или эксцентрика, который растягивает гибкое колесо до его контакта с неподвижным колесом

2. гибкое зубчатое колесо с наружными зубьями

3. неподвижное зубчатое колесо с внутренними зубьями

Вращение генератора волн передается на гибкое зубчатое колесо, которое прижимаясь к неподвижному входит в зацепление зуб за зубом с ним. За счет того, что число зубьев гибкого колеса всегда меньше чем у неподвижного каждый оборот оно смещается (проворачивается) относительно него, что и приводит к его вращению относительно генератора волн.

Преимущества волновых передач:

высокое передаточное отношение
высокая нагрузочная способность и плавность хода
передача через сплошные и герметичные стенки

Недостатки:

пониженная жесткость вращения
высокая напряженность гибкого колеса и генератора волн

Планетарные редукторы бывают одно-, двух и более ступенчатыми.

В низкоскоростных редукторах применяются подшипники качения, в высокоскоростных – скольжения.

Планетарный редуктор, вариант 1

Планетарный редуктор, вариант 2

Альтернативное предложение с торсионной опорой вала

Объём поставки:

Электродвигатель;
Муфта в сборе;
Планетарный редуктор.

Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым планетарным редукторам.

Ваши запросы на оборудование просим присылать в технический департамент нашей компании на e-mail: [email protected], тел. +7 (495) 225 57 86.

Центральный сайт компании ENCE GmbH Наша сервисная компания Интех ГмбХ

Головные Представительства в странах СНГ: России Казахстане Украине Туркменистане Узбекистане Латвии Литве

Планетарный редуктор, устройство и расчет

Такой вид редукторов, как планетарный (планетарный мотор редуктор) относится к передачам крутящего момента посредством зубчатого (зубчатое устройство) зацепления шестерен. Как и любой другой редуктор, планетарный редуктор, предназначен для передачи крутящего момента от двигателей различных видов непосредственно к приводам, при этом происходит понижение скорости вращения валов и увеличение крутящего момента. Главное отличие, которое имеет устройство планетарного редуктора от обычных (червячного, цилиндрического, конического и т.д.) заключается в том, что он имеет перемещающиеся оси зубчатых колес. В состав редуктора набор шестеренок – сателлитов. В связи с тем, что эти сателлиты движутся вокруг одного центрального, и все это устройство напоминает солнечную систему, то соответственно и родилось название планетарный редуктор. Маленькие шестеренки, вращающиеся вокруг одной центральной, имеют ось в центре (водило).

Преимущества планетарных устройств

По сравнению с традиционными редукторами можно выделить следующее преимущества, которые имеет это устройство: они могут создавать огромные передаточные отношения скоростей при невысоком количестве шестеренок. Шестерни механизма имеют небольшой размер благодаря их количеству. Так, одно более массивное колесо распределяет равномерно нагрузку по нескольким сателлитам. Из этого следует, что устройство получается не очень большим и громоздким. Однако, расчет и практика показывают, что при высоких передаточных числах работоспособность и коэффициент полезного действия сильно снижаются. И как вывод всего вышесказанного, основными преимуществами являются:

Большие передаточные числа;
Невысокая масса;
Относительная компактность;
Его можно чинить и собирать своими руками.

Такие преимущества требуют и соответствующего изготовления. Начиная с расчета, проектирования и заканчивая изготовлением – все должно быть прецизионно точно. Эти редукторы нашили очень широкий ряд применений в различных отраслях: прибостроительной, станкостроительной, машиностроительной и т.д. В данной статье остановимся более подробно на применении этого устройства в машиностроительной отрасли.

Планетарные редукторы в машиностроении

Широкое распространение редуктора, которые имеют устройство данного типа получили в ведущих мостах автомобилей и в автоматических коробках переключения передач. Колесный редуктор можно встретить в мостах таких автомобилей, как: МАЗ, Икарус, в некоторых троллейбусах, тракторах Т-150К, К-700. Этот колесный редуктор в мостах передает крутящий момент к ступицам колес от полуосей. Также они распространены в передаче бортового типа. Такое применение в бортовой передаче позволило существенно уменьшить как расчетный, так и практический диаметр основной передачи. Уменьшение диаметра отразилось повышенным просветом автомобиля и как следствие более высокой проходимостью. Использование планетарных коробок переключения передач набирает все большую популярность. Передаточное отношение устройства будет вытекать из расчета отношения числа зубьев на центральной шестерни к числу зубьев на коронной шестерне. Интересным моментом является расторможение коронной шестерни в коробке. В этом случае передаточное число равняется 1.

Планетарный редуктор автомобиля

Мотор-редукторы планетарного типа

Это устройство предназначено для использования в роли привода в горизонтальном либо вертикальном положении. Мотор-редукторы исполнены из нескольких модулей. Такая кинематическая схема, включающая сразу мотор и устройство планетарного редуктора, имеет целый ряд значительных преимуществ и позволяет выполнять следующие задачи:

Вырабатывание высоких мощностей при невысоких габаритах;
Большой коэффициент полезного действия;
Масса в три раза меньше аналогов;
Использование для специализированных установок;
Расчет делать легче, чем у других редукторов;
Невысокие затраты на обслуживание.

Расчет планетарного устройства

Обсудив в статье уже множество моментов по этому редуктору, стоит перейти и к основным моментам по его расчету перед проектированием. Расчет редуктора производится следующим образом:

Определяем число передаточных ступеней;
Расчет сателлитов и числа зубьев;
Выбор материала шестерен;
Определяем межосевое расстояние;
Проверочный расчет;
Расчет сил;
Выбор подшипников;
Определение толщины колес;
Вычисление осей шестеренок.

Ремонт редуктора своими руками

Ремонт редуктора своими руками является весьма непростой задачей. Так, данный механизм очень непростой и состоит из множества частей. При ремонте своими руками часто можно даже при разборке не ведая, что внутри просто растерять целую кучу маленьких деталей, например, иголки моментально рассыпаются и теряются. Ремонт планетарного редуктора лучше всего оставить профессионалам.

Стоит отметить, что на сегодняшний день планетарный редуктор весьма распространен и используется в большинстве грузовых автомобилей в ведущих мостах, а также очень часто встречается в роли лебедок.

Как и все редукторы, он может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым.2)- Подставив выражения для определения л//2 в первое уравнение и учитывая, что nHl = лд,, имеем

а передаточное число

Отсюда видно, что и2 = 0, но пь= явм при этом

Равноправно и иное представление сочетания двух планетарных рядов: первый остается в прежнем виде: па-(1 + к)пц + к]ПЬ =0, а второй — как ряд со сдвоенным сателлитом па-{ + к2)пн + к2п’ь =0.

В этом случае

Тогда передаточное число редуктора */ = (1 + к)к2/(к2 -Aj). Естественно, что передаточное число одинаково и не зависит от способа рассмотрения. Это видно из плана скоростей (см. рис. 5.10,?).

На рис. 5.11, а показана схема планетарного ряда шаровой опоры поворота стрелы подъемного крана с зубчатым венцом погона. Фактически на водиле закреплен двигатель с сателлитом, находящемся в зацеплении с зубьями погона — эпициклом. Солнечное колесо отсутствует. Записав, как и ранее:

где пэд — частота вращения вала электродвигателя; яэд = /;вщ, получим при nh — 0

Часто Zc~ 17…20, a Zb * 200…300 зубьев и более.

Рис. 5.11. Схема передачи в зацеплении сателлит—эпицикл, используемой в шаровых опорах автомобильных кранов и специальных машинах, а также планетарно-кривошипных механизмах:

а — планетарный ряд шаровой опоры поворота стрелы; б — планетарно-кривошипное устройство

На рис. 5.11 уб показана схема планетарно-кривошипного устройства, в которой тоже отсутствует солнечная шестерня. Записав аналитически

получим при пь = 0, лвш = пн и явм = пс, что передаточное число

Такой редуктор также может иметь сравнительно большое передаточное число за счет близких значений zb и гс.

Нами не рассматриваются редукторы и коробки передач, состоящие из трех планетарных рядов и более. Их кинематическое исследование делается аналогично: число уравнений кинематики должно соответствовать количеству планетарных рядов. На эти уравнения и «накладываются» условия кинематических связей, которые постоянны для редукторов и меняются для коробок передач в зависимости от включаемой ступени.

Принцип работы планетарного редуктора — ООО «АГРЕГАТ»

Планетарная передача — механическая система, состоящая из нескольких планетарных зубчатых колёс (шестерён), вращающихся вокруг центральной, солнечной, шестерни. Обычно, планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Планетарная передача может также включать дополнительную внешнюю кольцевую шестерню, имеющую внутреннее зацепление с планетарными шестернями.

Основными элементами планетарной передачи можно считать следующие:

Солнечная шестерня: находится в центре;
Водило: жёстко фиксирует друг относительно друга оси нескольких
Планетарных шестерён (сателлитов) одинакового размера, находящихся в зацеплении с солнечной шестерней;
Кольцевая шестерня (эпицикл): внешнее зубчатое колесо, имеющее внутреннее зацепление с планетарными шестернями.

Планетарная передача в режиме повышения скорости. Водило (зелёное) вращается внешним источником. Усилие снимается с солнечной шестерни (жёлтая), в то время как кольцевая шестерня (красная) закреплена неподвижно. Красные метки показывают вращение входного вала на 45°.

При использовании планетарной передачи в качестве редуктора один из трёх её основных элементов фиксируется неподвижно, другой элемент используется как ведущий, а третий — в качестве ведомого. Таким образом, передаточное отношение будет зависеть от количества зубьев каждого компонента, а также того, какой элемент закреплён.

Водило (зелёное) закреплено неподвижно, в то время как солнечная шестерня (жёлтая) вращается внешним источником. В данном случае передаточное отношение равно -24/16, или -3/2; каждая планетарная шестерня поворачивается на 3/2 оборота относительно солнечной шестерни, в противоположном направлении.

Часто планетарные передачи используются для суммирования двух потоков мощности (например, планетарные ряды двухпоточных трансмиссий некоторых танков и др. гусеничных машин), в этом случае неподвижно зафиксированных элементов нет. Например, два потока мощности могут подводиться к солнечной шестерне и эпициклу, а результирующий поток снимается с водила.

Применение планетарного редуктора

Наиболее широкое применение принцип нашёл в автомобильных дифференциалах, кроме того используется в суммирующих звеньях кинематических схем металлорежущих станков.

В современных устройствах могут использоваться каскады из нескольких планетарных передач для получения большого диапазона передаточных чисел. На этом принципе работают многие автоматические коробки передач.

Во время Второй мировой войны была разработана особая конструкция планетарной передачи, которая использовалась для привода небольших радаров. Кольцевая шестерня изготавливалась из двух частей, каждая толщиной в половину толщины других компонентов. Одна из этих половинок фиксировалась неподвижно и имела на 1 зуб меньше, чем вторая. В такой конструкции при полном обороте планетарных шестерён и нескольких оборотах солнечной шестерни, подвижное кольцо поворачивалось всего на 1 зуб. Таким образом, получалось очень высокое передаточное отношение при небольших габаритах.

Расчет передаточного числа планетарной передачи

Эта статья также доступна на испанском языке

Мне часто задают вопрос, как отработать планетарные передачи, используя
зубчатый шаблон генератора

Расчет количества зубьев планетарных шестерен на самом деле не так уж и сложен,
поэтому я изначально не упомянул, как это сделать.
Но, получив вопрос несколько раз, я уточню.

Для удобства обозначим R, S и P как количество зубьев на шестернях.

R	Количество зубьев коронной шестерни
S	Количество зубьев солнечной (средней) шестерни
P	Количество зубьев планетарных шестерен

Первое ограничение для работы планетарной шестерни состоит в том, что все зубья имеют одинаковый шаг,
или расстояние между зубьями. Это гарантирует, что зубы сцепятся.

Второе ограничение:
R = 2 × P + S

То есть количество зубьев коронной шестерни равно количеству зубьев.
в средней солнечной шестерне плюс удвоенное количество зубьев планетарной шестерни.

В шестеренке слева это будет 30 = 2 × 9 + 12.

Это можно прояснить, представив себе «шестеренки», которые просто катятся (без зубцов), и представив себе
четное количество планетарных шестерен. На рисунке слева видно, что диаметры
солнечной шестерни плюс две планетарные шестерни должны быть равны размеру коронной шестерни.

А теперь представьте, что мы вынимаем одно из колес зеленой планеты и переставляем остальные.
быть равномерно распределенными.По-прежнему шестерня того же размера.

А теперь представьте, что у колес есть зубья. Зубы торчали бы за линию колеса
настолько, насколько они отступают, так что линия шага шестерен должна быть линией вокруг
шестерни. Геометрия остается прежней. Если вы войдете в шестеренчатый генератор
и выберите «показать делительный диаметр», вы увидите, что делительный диаметр представляет собой просто круг.
что зубы находятся по центру.

Делительный диаметр шестерни — это количество зубьев, разделенное на диаметральный шаг.
(большие значения «диаметрального шага» означают меньшие зубья).Программа зубчатого генератора имеет тенденцию относиться к расстоянию между зубьями. Диаметр шага
также может быть рассчитано как расстояние между зубьями * количество зубьев / (2 * π),
где 2 * π = 6.283

Вот еще одна планетарная передача. Средняя аранжировка удалена …

… и вот он вставлен.

В этом случае планетарные шестерни имеют 12 зубьев, солнечная шестерня — 18, а коронная шестерня — 42 зуба.

Итак, применяя

R = 2 × P + S

Получаем

42 = 2 × 12 + 18

Эти фотографии — часть увлекательно сложного
планетарный редуктор Рональда Уолтерса.

Расчет передаточных чисел планетарной передачи

Определить передаточное число планетарной передачи может быть непросто.
Обозначим следующее:

T _r	Обороты коронной шестерни
T _s	Обороты солнечной шестерни
T _y	Обороты водила планетарной передачи (Y-образная деталь на предыдущем фото)
R	Зубья коронной шестерни
S	Зубья солнечной шестерни
P	Зубья планетарной шестерни

Соотношение витков следующее:

(R + S) × T _y = R × T _r + T _s × S

Пример:

Теперь, обычно в планетарной передаче, одна из шестерен фиксируется.Например, если мы держим
зубчатый венец в фиксированном положении, T _r всегда будет нулевым.
Таким образом, мы можем удалить эти термины из приведенной выше формулы и получить:

(R + S) × T _y = T _s × S

Теперь, если мы ведем солнечную шестерню, мы можем изменить формулу для определения оборотов водила Y:

Таким образом, передаточное число

S / (R + S)

Ограничения на количество зубов и планет

Если вы хотите, чтобы планетарные шестерни были расположены равномерно, и все они входили в зацепление со следующим зубом
в то же время ваше солнце и зубчатое колесо должны быть равномерно
делится на количество планет.

Если вы хотите, чтобы они были равномерно распределены, но не обязательно, чтобы все они находились в одной фазе
относительно их зубьев, тогда сумма зубьев коронной шестерни и солнца
Зубья шестерни должны быть без остатка кратны количеству планет. То есть:

(R + S) делится на количество планет.

Если, однако, вы хотите расположить планеты неравномерно, это ограничение не действует.
применять. Однако угол между планетарными шестернями относительно солнечной шестерни по-прежнему ограничен:

Угол _p2p =	360	× N	Где N — целое число

	R + S

То есть угол между планетарными шестернями кратен 360 / (R + S).Наконец, вот еще одна классная система шестерен, хотя и не совсем «планетарная».

Если вы поместите шестерню внутрь другой шестерни, при этом внутренняя шестерня будет иметь число зубьев
половина числа зубьев коронной шестерни, любая точка на делительном диаметре внутренней шестерни будет
двигайтесь вперед и назад по прямой.

Латунный стержень на этой фотографии будет перемещаться строго слева направо в прорези, в то время как
шестерня, к которой она прикреплена, катится внутри зубчатого венца.Это снаряжение действительно прикреплено
к кривошипу, который держит его в движении по краю, хотя только центральная часть
кривошипа видно, поэтому на фото он не совсем похож на кривошип.

Фото:
На самом деле у меня не было необходимости в сборке планетарной передачи, поэтому я использовал некоторые
фотографии, которые прислали мне читатели.

Первое и последнее фото сделал Брайан Керр.

Вторую и третью фотографии мне прислал Рональд Уолтерс.

См. Также:

Как рассчитать передаточное число планетарной передачи

Обновлено 8 ноября 2020 г.

Блейк Флорной

Планетарные зубчатые передачи, также известные как планетарные зубчатые передачи, являются важными компонентами в современной технике.Они полезны для изменения скорости и могут быть найдены во всем: от автоматических трансмиссий автомобилей и промышленных миксеров для пищевых продуктов до операционных столов и солнечных батарей. С четырьмя основными компонентами — коронной шестерней, солнечной шестерней и планетарными шестернями, соединенными с водилом, — идея расчета передаточного числа планетарной системы может показаться устрашающей. Однако одноосный характер системы упрощает эту задачу. Только не забудьте отметить состояние водила в системе передач.

TL; DR (слишком длинный; не читал)

При расчете передаточного числа планетарной или планетарной шестерни сначала отметьте количество зубьев на солнечной и коронной шестернях.Сложите их вместе, чтобы вычислить количество зубьев планетарной шестерни. После этого шага передаточное число вычисляется путем деления количества ведомых зубьев на количество ведущих зубьев — возможны три комбинации, в зависимости от того, движется ли водило, перемещается или стоит на месте. Вам может потребоваться калькулятор для определения окончательного соотношения.

Первые шаги

Чтобы максимально упростить расчет передаточного числа планетарной шестерни, запишите количество зубьев на солнечной и кольцевой шестернях.Затем сложите два числа: сумма зубьев двух шестерен равна количеству зубьев планетарных шестерен, соединенных с водилом. Например, если солнечная шестерня имеет 20 зубьев, а коронная шестерня — 60, планетарная шестерня имеет 80 зубцов. Следующие шаги зависят от состояния планетарных шестерен, подключенных к водилу, хотя все они используют одну и ту же формулу. Рассчитайте передаточное число, разделив количество зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни.

Водило как вход

Если водило действует как вход в планетарной системе, вращая коронную шестерню, когда солнечная шестерня неподвижна, разделите количество зубьев на кольцевой шестерне (ведомой шестерне) на количество зубьев планетарных шестерен (ведущих шестерен).В соответствии с первым примером:

\ frac {60} {80} = 0,75

Carrier as Output

Если водило действует как выход в планетарной системе, вращаясь солнечной шестерней, в то время как кольцо шестерня остается неподвижной, разделите количество зубьев планетарной шестерни (ведомой шестерни) на количество зубьев солнечной шестерни (ведущей шестерни). Согласно первому примеру:

\ frac {80} {20} = 4

Carrier Standing Still

Если водило неподвижно в планетарной системе, в то время как коронная шестерня вращает солнечную шестерню, разделите число зубьев солнечной шестерни (ведомой шестерни) на количество зубьев коронной шестерни (ведущей шестерни).Согласно первому примеру:

\ frac {20} {60} = \ frac {1} {3}

Как рассчитать коэффициент скоростей

Обновлено 15 декабря 2020 г.

Автор: Клэр Гиллеспи

Шестерня состоит из зубчатые колеса прикреплены к валам. Это создает механическое преимущество в ряде приложений, например, велосипедист использует шестерни для увеличения выходной мощности при нажатии на педали. Шестерни обладают множеством свойств, одним из которых является передаточное число, часто известное как передаточное число.Это отношение скорости вращения входной шестерни к скорости вращения выходной шестерни, другими словами, сколько раз входная шестерня должна повернуться, чтобы выходная шестерня повернулась один раз.

TL; DR (слишком длинный; не читал)

Шестерня состоит из зубчатых колес («зубьев»), соединенных с валами. Чтобы вычислить передаточное число, также известное как передаточное число, вы разделите количество зубьев входной шестерни на количество зубьев выходной шестерни.

Определение передаточного числа

Зубчатая передача состоит из нескольких шестерен, соединенных друг с другом, и их зубья сцеплены.Когда машина имеет две шестерни разного размера, меньшая шестерня вращается быстрее, чем большая. Когда первая передача (ведущая или входная) включается, в ответ включается вторая передача (ведомая или выходная шестерня). Разница между скоростями двух шестерен называется передаточным числом или передаточным числом.

Расчет передаточного отношения

Передаточное отношение определяется количеством зубьев на каждой шестерне. Вычислите передаточное число двух шестерен, разделив угловую скорость ведомой шестерни (представленной численно числом зубьев) на угловую скорость ведущей шестерни (представленную численно числом зубьев).

Пример передаточного числа

Допустим, у вас есть входная шестерня с 10 зубьями и выходная шестерня с 20 зубьями. Вы найдете передаточное число, вычислив:

\ frac {20} {10} = 2

Эта пара шестерен имеет передаточное число 2 или 2/1. Другими словами, входная шестерня вращается дважды, чтобы выходная шестерня вращалась один раз.

Расчет выходной скорости

Если вы знаете передаточное число и входную скорость, вы можете рассчитать выходную скорость по формуле: выходная скорость = входная скорость ÷ отношение скорости.Например, если у вас передаточное число 3, а входная шестерня вращается со скоростью 180 об / мин, рассчитайте:

\ frac {180} {3} = 60

Выходная скорость составляет 60 об / мин. Вы можете изменить эту формулу, чтобы вычислить входную скорость, если вы знаете выходную скорость и соотношение скоростей. Например, если у вас передаточное число 4, а выходная шестерня вращается со скоростью 40 об / мин, рассчитайте:

40 \ times 4 = 160

Входная скорость составляет 160 об / мин.

Планетарный редуктор | KHK Шестерни

Трансмиссия и планетарный механизм

Многие «шестерни» используются для автомобилей, но они также используются для многих других машин.Наиболее типичным из них является «трансмиссия», которая передает мощность двигателя на шины. В общих чертах, трансмиссия автомобиля играет две роли: первая — замедлять высокую скорость вращения, создаваемую двигателем для передачи на шины; другой — изменить передаточное число в соответствии с ускорением / замедлением или скоростью движения автомобиля.

Скорость вращения двигателя автомобиля в общем состоянии движения составляет 1 000 — 4 000 оборотов в минуту (17 — 67 в секунду).Поскольку невозможно вращать шины с одинаковой скоростью вращения для движения, необходимо снизить скорость вращения, используя соотношение числа зубьев шестерни. Такая роль называется замедлением; соотношение скорости вращения двигателя и шин называется передаточным числом.

Тогда почему необходимо изменять передаточное число в соответствии с ускорением / замедлением или скоростью движения? Это связано с тем, что веществам требуется большая сила, чтобы начать движение, однако им не требуется такая большая сила, чтобы продолжать движение после того, как они начали движение.Автомобиль можно назвать хорошим примером. Однако двигатель по своей природе не может так точно изменять свою мощность. Следовательно, один регулирует его выход, изменяя передаточное число, используя трансмиссию.

Передача движущей силы через шестерни очень похожа на принцип рычага (рычага). Отношение числа зубьев шестерен, входящих в зацепление, можно рассматривать как отношение длины плеч рычагов. То есть, если передаточное число велико, а скорость вращения на выходе мала по сравнению с входной, выходная мощность при передаче (крутящий момент) будет большой; с другой стороны, если скорость вращения на выходе не так низка по сравнению с частотой вращения на входе, выходная мощность (крутящий момент) будет небольшой.Таким образом, изменение передаточного числа с использованием трансмиссии во многом похоже на принцип перемещения вещей.

Тогда как трансмиссия изменяет передаточное число? Ответ кроется в механизме, называемом планетарной зубчатой передачей.

Механизм планетарной передачи — это зубчатый механизм, состоящий из 4 компонентов, а именно солнечной шестерни A, нескольких планетарных шестерен B, внутренней шестерни C и водила D, которое соединяет планетарные шестерни, как показано на графике ниже. Он имеет очень сложную структуру, что затрудняет его проектирование или производство; он может реализовать высокое передаточное число с помощью шестерен, однако этот механизм подходит для редукционного механизма, который требует как малых размеров, так и высоких характеристик, например, трансмиссии для автомобилей.

График 17.1: Конструкция планетарного редуктора.

Механизмы планетарной передачи обладают способностью изменять передаточное число, выбирая, какой из компонентов должен быть зафиксирован.
Например, предположим, что внутренняя шестерня C зафиксирована, входная ось соединена с солнечной шестерней A, а водило выходной оси D. Когда солнечная шестерня A вращается один раз,
планетарная шестерня B будет вращаться несколько раз.
Если внутренняя шестерня C не зафиксирована, а вместо нее фиксировано водило D, когда планетарная шестерня B вращается один раз, внутренняя шестерня C будет вращаться несколько раз.Это означает, что когда солнечная шестерня A вращается один раз, внутренняя шестерня C будет вращаться один раз.
Но поскольку на самом деле внутренняя шестерня C зафиксирована, а водило D будет находиться в движении, весь механизм планетарной шестерни следует рассматривать только во времени вращения.
Затем солнечная шестерня A повернется раз, а водило D —
раз, что приведет к уменьшению передаточного числа.
Далее, предположим, что водило D зафиксировано, входная ось соединена с солнечной шестерней A, а внутренняя шестерня сателлита выходной оси C. В этом случае планетарная шестерня B будет вращаться только для передачи движущей силы в качестве второстепенной шестерни.Кроме того, поскольку внутренняя шестерня C будет вращаться в направлении, обратном солнечной шестерне A, передаточное число будет равным.
Таким образом, фиксируя и вращая компоненты в зубчатом механизме, трансмиссия изменяет передаточное число, не требуя большого механизма.

Приложение — планетарная передача

Эта статья воспроизводится с разрешения автора.
Масао Кубота, Хагурума Ньюмон, Токио: Ohmsha, Ltd., 1963.

Планетарная шестерня — это зубчатая передача, состоящая из шестерни (солнечной шестерни), которая закреплена или вращается вокруг фиксированного центра, а шестерня (планетарная шестерня) вращается вокруг центра, который вращается вокруг солнечной шестерни.На рис. 12.9 показана простейшая планетарная передача. Когда шестерня A (число зубьев α) зафиксирована (неподвижная солнечная шестерня) и рычаг C вращается в направлении ωc, а шестерня B (планетарная шестерня, число зубцов b) вращается во время вращения.

Рис 12.9 Очень простая планетарная передача

Считая угловую скорость пространства, в котором он вращается, равной ωb, получим соотношение между ωb и ωc. Во-первых, скорость v2 в центре O2 планетарной шестерни B равна ωc на O1O2.С другой стороны, точка P зафиксирована, потому что шестерня A не вращается. Поскольку шестерня B вращается вокруг точки B с угловой скоростью со скоростью ωb, v2 = ωb на PO2. Следовательно,

ωb / ωc = O1O2 / PO2 = a + b / b
(12,3)

В качестве альтернативы вы можете рассмотреть следующее: рассматривать вращение, когда шестерня A и B находится в зацеплении, в то время как рычаг C фиксируется, как нормальное зацепление, затем дать A обратное вращение, в то время как A, B и C взаимно фиксированы. Затем поворот A становится 0 (фиксированным), а поворот B и C показан в таблице 12.1.
Таблица 12.1

	А	B	C
Против C	1	— а / б	0
С C	-1	-1	-1	(+
	0	— (1 + а / б)	-1

Когда C вращает -1 оборот, B вращает — (a + b) / b, и это соответствует результату формулы 12.3.

Рис. 12.10 Обратно-планетарная шестерня с внешней шестерней

Рис. 12.10 показывает типичную обратную планетарную передачу, которая поворачивается назад и передает вращение от неподвижной солнечной шестерни на концентрическую вращающуюся солнечную шестерню через планетарную шестерню. Вы можете получить большое передаточное число, используя небольшую машину. Этот механизм используется для понижающей / ускоряющей передачи. На картинке выше зацепление представляет собой солнечную шестерню A -> планетарную шестерню B -> планетарную шестерню C (соединенную с шестерней B) -> солнечную шестерню D (концентрическую, но не соединенную с шестерней B) и шестерню A фиксируется, а рычаг E вращается.

Чтобы получить передаточное число, сначала зафиксируйте рычаг E и получите вращение каждой шестерни за один оборот шестерни A, затем вычислите количество оборотов каждой шестерни, задав шестерне A -1 оборот, как в таблице 12.2.

Таблица 12.2

	А	B	C	D	E
Против E	+1	— а / б	— а / б	ac / bd	0
С E	-1	–1	-1	–1	-1	(+
	0	— (1 + а / б)	— (1 + а / б)	— (1-ac / bd)	-1

Следовательно, если угловая скорость плеча равна ωe, угловая скорость ωd солнечной шестерни D выражается с помощью следующей формулы:

ωd = — (ac / bd — 1) ωe
(12.4)

В этом случае D обратно пропорционально E, когда ac> bd, D и E синхронно вращаются, когда ac

Существуют различные формы планетарной передачи в дополнение к вышеперечисленным, например, с внутренним зацеплением, как на рис. 12.11 и в таблице 12.3, или с коническим зубчатым колесом, как на рис. 12.12.

Когда какая-либо внешняя шестерня заменяется внутренней шестерней, используйте знак минус для радиуса делительной окружности в формуле для передаточного числа.

Рис. 12.11 Обратный планетарный редуктор с внутренним зацеплением

Рис. 12.12 Планетарный редуктор с коническим редуктором

Таблица 12.3

фиксированная шестерня	ведущая шестерня	ведомая шестерня	число оборотов s1	число оборотов s2	число вращения	число оборотов оси p1, p2
s2	а	с1	p2s1 + p1s2 / p2s1	0	1	с2 / п2
s1	а	с2	0	п2с1 + п1с2 / п1с2	1	с1 / п1
s2	с1	а	1	0	п2с1 / п2с1 + п1с2	p2s1 / p2s1 + p1s2 * s2 / p2
s1	с2	а	0	1	п1с2 / п2с1 + п1с2	п1с2 / п2с1 + п1с2 * с1 / п1

Ссылки по теме:
Gear Systems

Редукторные системы | KHK Шестерни

Ссылки по теме:
Free Gear Calculator

В этом разделе представлены планетарные зубчатые передачи, гипоциклоидные механизмы и ограниченные зубчатые передачи, которые представляют собой специальные зубчатые передачи, обладающие такими характеристиками, как компактный размер и высокое передаточное отношение.

17.1 Планетарная зубчатая передача

Базовая форма планетарной передачи показана на рисунке 17.1. Он состоит из солнечной шестерни A, планетарной шестерни B, внутренней шестерни C и водила D.

Рис.17.1 Пример планетарной системы

Входная и выходная оси планетарной зубчатой передачи находятся на одной линии. Обычно для равномерного распределения нагрузки используются две или более планетарных шестерни. Он компактен в пространстве, но сложен по конструкции. Планетарные редукторы нуждаются в высококачественном производственном процессе.Разделение нагрузки между планетарными шестернями, интерференция внутренней шестерни, баланс и вибрация вращающегося водила, опасность заклинивания и т. Д. Являются неотъемлемыми проблемами, которые необходимо решить.
На рис. 17.1 показана планетарная зубчатая передача типа 2K-H. Солнечная шестерня, внутренняя шестерня и водило имеют общую ось.

(1) Взаимосвязь шестерен планетарной системы

Чтобы определить соотношение между количеством зубьев солнечной шестерни (za), планетарной шестерни B (zb) и внутренней шестерни C (zc) и количеством планетарных шестерен N в системе, эти параметры должны удовлетворять следующие три условия:

Условие No.1

zc = za + 2 zb (17.1)
Это условие, необходимое для совпадения межосевых расстояний шестерен. Поскольку уравнение справедливо только для стандартной зубчатой передачи, можно изменять количество зубьев, используя конструкции зубчатых колес с профильным смещением.
Чтобы использовать шестерни с профильным переключением, необходимо согласовать межосевое расстояние между солнечной шестерней A и планетарной шестерней B, a1, и межосевое расстояние между планетарной шестерней B и внутренними шестернями C, α2.
α1 = α2 (17,2)

Условие No.2

Это условие необходимо для размещения планетарных шестерен на равном расстоянии от солнечной шестерни. Если желательно неравномерное размещение планетарных шестерен, тогда должно выполняться уравнение (17.4).

Где θ ： половина угла между соседними планетарными шестернями (°)

Рис. 17.2 Условия выбора передач

Условие № 3

Удовлетворение этого условия гарантирует, что соседние планетарные шестерни могут работать, не мешая друг другу.Это условие, которое должно быть выполнено для стандартной конструкции шестерни с одинаковым размещением планетарных шестерен. Для других условий система должна удовлетворять соотношению:

Где:
dab ： Диаметр кончика планетарной шестерни
α1 ： Межосевое расстояние между солнечной и планетарной шестернями
Помимо трех вышеуказанных основных условий, может существовать проблема взаимного взаимодействия между внутреннюю шестерню C и планетарную шестерню B. См. раздел 4.2 Внутренние шестерни (стр. 611–613).

(2) Передаточное число планетарной передачи

В системе планетарной передачи передаточное число и направление вращения должны изменяться в зависимости от того, какой элемент закреплен.Рисунок 17.3 содержит три типичных типа планетарных зубчатых передач:

Рис. 17.3 Планетарный редукторный механизм

(a) Планетарный тип

В этом типе фиксируется внутренняя шестерня. На входе используется солнечная шестерня, а на выходе — водило D. Передаточное число рассчитывается согласно таблице 17.1.

Таблица 17.1 Уравнения передаточного числа для планетарного типа

Обратите внимание, что направление вращения входной и выходной осей одинаковое.Пример: za = 16, zb = 16, zc = 48, тогда передаточное число = 4.

(b) Тип солнечной энергии

В этом типе солнечная шестерня закреплена. Внутренняя шестерня C является входом, а ось водила D — выходом. Передаточное число рассчитывается согласно таблице 17.2.

Таблица 17.2 Уравнения передаточного числа для солнечного типа

Обратите внимание, что направления вращения входной и выходной осей одинаковы. Пример: za = 16, zb = 16, zc = 48, тогда передаточное число = 1.33333

(c) Тип звезды

Это тип, в котором фиксируется Carrier D. Планетарные шестерни B вращаются только на фиксированных осях. В строгом понимании этот поезд теряет черты планетарной системы и становится обыкновенной зубчатой передачей. Солнечная шестерня является входной осью, а внутренняя шестерня — выходной. Передаточное число:

На Рисунке 2.3 (c) планетарные шестерни являются просто холостыми.
Входная и выходная оси имеют противоположное вращение.
Пример: za = 16, zb = 16, zc = 48,
, тогда передаточное число = -3.

17.2 Гипоциклоидный механизм

При зацеплении внутренней шестерни и внешней шестерни, если разница в количестве зубьев двух шестерен довольно мала, шестерня с профильным смещением может предотвратить столкновение. Таблица 17.3 представляет собой пример того, как предотвратить столкновение в условиях z2 = 50 и разности чисел зубьев двух шестерен в диапазоне от 1 до 8.

Таблица 17.3 Зацепление внутренних и наружных шестерен малой разности чисел зубьев

Все вышеперечисленные комбинации не вызовут эвольвентной интерференции или трохоидной интерференции, но интерференция обрезки все же присутствует.
Для успешной сборки внешнее зубчатое колесо следует собрать, вставив его в осевом направлении. Внутренняя шестерня с профильным смещением и внешняя шестерня, в которой разница в количестве зубьев мала, относятся к области гипоциклических механизмов, которые могут создавать большое передаточное число за один шаг, например 1/100.

На рисунке 17.4 зубчатая передача имеет различие в количестве зубьев всего в 1; z1 = 30 и z2 = 31. Это дает передаточное число 30.
Рис. 17.4 Зацепление внутреннего зубчатого колеса и внешнего зубчатого колеса, в котором разность чисел зубьев равна 1

17.3 Система с ограниченными зубчатыми колесами

Планетарная зубчатая передача, имеющая четыре зубчатых колеса, является примером системы передач с ограничениями. Это замкнутая система, в которой мощность передается от ведущей шестерни через другие шестерни и, в конечном итоге, на ведомую шестерню. Система передач с замкнутым контуром не будет работать, если шестерни не соответствуют определенным условиям.
Пусть z1, z2 и z3 будут числами зубьев шестерни, как на рисунке 17.5 Создание сетки не может работать, если длина жирной лески (ремня) не делится равномерно на шаг. Уравнение (17.11) определяет это условие.

Рис. 17.5 Система с промежуточной шестерней

На рисунке 17.6 показана система передач с ограничениями, в которой зубчатая рейка находится в зацеплении. Жирная линия на рисунке 17.6 соответствует поясу на рисунке 17.5. Если длина ремня не может быть равномерно разделена по шагу, система не работает. Он описывается уравнением (17.12).

Рис.17.6 Зубчатая передача с зубчатой рейкой

Ссылки по теме:
Прямозубые шестерни
Планетарный редуктор

Передаточное число планетарной передачи | Конструкция машины

С точки зрения грузоподъемности наиболее подходящее передаточное число редуктора имеет наивысшую плотность крутящего момента для наиболее компактного (и экономичного) агрегата. С точки зрения приложения, наилучшее передаточное число редуктора для приложения динамической автоматизации основывается на двух вещах: крутящем моменте, необходимом для ускорения нагрузки, и требуемом согласовании момента инерции.Первое важно, потому что коробка передач должна повышать крутящий момент двигателя до достаточного уровня. Согласование по инерции — инерция нагрузки, отраженная к оси двигателя, деленная на инерцию ротора двигателя — равна инерции нагрузки, деленной на квадрат передаточного отношения редуктора. Таким образом, наличие соответствующего редуктора между двигателем и нагрузкой может значительно снизить инерцию нагрузки, которая определяется (или ощущается) двигателем. Выбор правильного соотношения фактически позволяет динамическую настройку сервосистемы.

Полезные советы за этот месяц предоставлены доктором философии Герхардом Энтони. компании Neugart USA LP, в парке Вефиль. Пенсильвания. Для получения дополнительной информации звоните (412) 835-4154 или пишите редактору по электронной почте [email protected].

Вопросы и ответы

Что влияет на допустимую нагрузку редуктора?

Передаточное число редуктора существенно влияет на грузоподъемность. Например, скажем, одна передача имеет передаточное число 3: 1. Планеты будут маленькими по сравнению с солнечной шестерней. С другой стороны, набор с соотношением 10: 1 имеет относительно негабаритные планеты — и, следовательно, грузоподъемность наиболее ограничена солнцем.

Наилучший баланс геометрии шестерен находится где-то между этими крайностями. Как правило, оптимальное соотношение для максимального крутящего момента находится где-то между 4: 1 и 6: 1.

Как можно увеличить грузоподъемность?

Способность планетарной передачи по крутящему моменту (также называемая плотностью крутящего момента ) может быть увеличена путем добавления дополнительных планетарных шестерен. Тем не менее, количество добавляемых файлов ограничено. Например, максимальное количество планетарных шестерен в системе с передаточным числом 10: 1 равно 3.

Какая одна из распространенных ошибок?

Часто дизайнеры задают передачи с передаточным числом 10: 1, потому что математические вычисления логичны и упрощены. Однако такое соотношение не лучше для цифровых контроллеров; компьютеры не имеют «предпочтений» относительно того, какие числа им нужно умножать или делить. Фактически, как уже упоминалось, планетарное передаточное число 10: 1 имеет не только самые сильные ограничения крутящего момента из-за своей крошечной солнечной шестерни, но и крутящий момент не может быть увеличен путем добавления планет, потому что просто недостаточно места для четвертой планетарной передачи.

Вкратце: если система управления движением не требует абсолютного соотношения 10: 1, то этого лучше избегать.

Каковы наилучшие передаточные числа?

ДОСТУПНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

— Для одноступенчатых редукторов доступны передаточные числа 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10.

— Для двухступенчатых коробок передач вы можете заказать любое передаточное число, кратное указанному. Например, вы можете выбрать соотношение 81 (9×9)

— Также доступны 3 ступени. Например, соотношение 300 составляет 10x6x5

Не все соотношения видны в таблицах, но их можно сделать стандартными.Чтобы знать, какой крутящий момент может быть передан в том соотношении, которое вы хотите заказать, вы должны знать, что мы всегда устанавливаем на входе самое высокое передаточное число. Например, коэффициент 35 состоит из 7×5, поэтому 7 будет входным коэффициентом, а 5 — выходным коэффициентом. Значение крутящего момента, которое вы ищете, — это крутящий момент передаточного числа 5.

НЕ ВСЕ СООТНОШЕНИЯ В ПЛАНЕТАРНОЙ КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ

Допустимый номинальный и максимальный крутящие моменты зависят от передаточного числа. Из-за принципа планетарного снижения скорости не все передаточные числа равны, и не все передаточные числа могут обеспечить одинаковую производительность.

Передаточное число — это соотношение между числом зубьев солнечной шестерни и числом зубцов других шестерен с внутренним шестернями (планетарной шестерни и коронной шестерни). В планетарной коробке передач с передаточным числом 10 солнечная шестерня будет иметь небольшое количество зубцов, а планетарные шестерни будут иметь большое количество зубцов. В коробке передач с передаточным числом 3 солнечная шестерня будет иметь большое количество зубьев, а планетарные шестерни будут небольшими. Этот факт влияет на наилучшее соотношение для принятия.

Давайте сравним последствия использования отношения 10 или отношения 3.

В соотношении 10 (как на картинке) только одна часть будет вращаться быстро: солнечная шестерня. Его размер невелик по сравнению с размером трех планетарных шестерен. Следовательно, можно сказать, что передаточные числа 10 идеальны при непрерывном вращении (поскольку планетарные шестерни вращаются медленно, температура не будет расти на уровне игольчатых подшипников внутри планетарных шестерен), но передаточное число 10 не будет работать так хорошо при быстром реверсировании. условий (поскольку солнечная шестерня мала, а другие элементы (например, планеты или водило планет) тяжелые, она может пострадать от более быстрого усталостного повреждения, чем другие передаточные числа во время реверсирования).В отличие от планетарных шестерен, солнечная шестерня передает всю мощность двигателя!

— При передаточном числе 3 принцип противоположный: солнечная шестерня большая, а планетарные шестерни маленькие и легкие. Слабым элементом будут не планеты или солнечная шестерня, а внутреннее зубчатое кольцо, которое может пострадать от абразивного износа во время разгона. Кроме того, в случае непрерывного вращения игольчатые подшипники внутри планет будут вращаться быстро, что может привести к чрезмерной температуре.

СТРЕМЛЕНИЕ ДО СИЛЬНЫХ СООТНОШЕНИЙ

— Принято считать, что «сильными» передаточными числами являются передаточные числа 5 и 6, поскольку они надежно работают как при непрерывном вращении, так и при быстром реверсировании.

— Соотношение 4 хорошо работает в условиях быстрого разворота. И планетарная шестерня, и солнечная шестерня будут иметь большое количество зубцов.

— Передаточное число 10 на первый взгляд может показаться удобным в использовании, но это самая слабая конструкция, которую вы можете получить в одноступенчатой планетарной коробке передач.

Если вы можете изменить количество зубьев вашего выходного компонента (например, шкива или шестерни при использовании рейки), вы можете подумать о том, чтобы отрегулировать его количество зубьев, чтобы получить передаточное число от 4 до 8 в планетарной коробке передач.От 4 до 6 будет предпочтительнее при частом ускорении, от 6 до 8 при более длительном вращении. Если вы не можете использовать коэффициент 8 вместо коэффициента 10, возможно, вам подойдет коэффициент 12, и вам понравится сила коэффициента 3 или 4, используемого на его выходе.

Мы будем рады оптимизировать внутреннюю конструкцию редуктора в соответствии с требованиями вашего приложения. Например, передаточное число 36 может составлять 4×9 или 6×6. Мы выберем 6×6 в случае непрерывного вращения или 4×9 в случае быстрого разворота… если мы получим информацию! Так что не стесняйтесь обращаться к нам, мы будем рады помочь!

Рубрики

Передаточное число планетарного редуктора: Передаточное число планетарного редуктора формула

Передаточное число планетарного редуктора формула

2.3. Передаточное отношение планетарных и дифференциальных механизмов

Планетарные зубчатые передачи.

Планетарные зубчатые передачи

Общие сведения о планетарных передачах

Разновидности планетарных передач

Достоинства и недостатки планетарных передач

Область применения планетарных передач

Передаточное число планетарных передач

Подбор чисел зубьев планетарных передач

Расчет на прочность планетарных передач

Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Планетарный редуктор: устройство и принцип работы

Содержание:

Из чего состоит планетарная передача

Как работает планетарный редуктор

От планетарной передачи к планетарному редуктору

Варианты планетарного редуктора: отличия друг от друга

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

Планетарный редуктор | ИНЕЛСО

Планетарные редукторы. | PRO-TechInfo

Кинематические схемы планетарных редукторов.

Одноступенчатый планетарный редуктор.

Рис.1

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 1.

Рис.2

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 2.

Рис.3

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 3.

Рис. 4

Двухступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 5

Одноступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 6

Кинематическая схема волнового редуктора.

Рис. 7

Чертежи и устройство планетарных редукторов.

Схема редуктора планетарного

Планетарные редукторы.

Кинематические схемы планетарных редукторов.

Одноступенчатый планетарный редуктор.

Рис.1

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 1.

Рис.2

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 2.

Рис.3

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 3.

Рис. 4

Двухступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 5

Одноступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 6

Кинематическая схема волнового редуктора.

Рис. 7

Чертежи и устройство планетарных редукторов.

Планетарные редукторы

Описание и принцип работы:

Основные характеристики редукторов

Классификация планетарных редукторов:

Достоинства:

Сфера применения:

Волновые зубчатые редукторы

Планетарный редуктор, вариант 1

Планетарный редуктор, вариант 2

Планетарный редуктор, устройство и расчет

Преимущества планетарных устройств

Планетарные редукторы в машиностроении

Мотор-редукторы планетарного типа

Расчет планетарного устройства

Ремонт редуктора своими руками

Принцип работы планетарного редуктора — ООО «АГРЕГАТ»

Основными элементами планетарной передачи можно считать следующие:

Применение планетарного редуктора

Расчет передаточного числа планетарной передачи