Передаточное число планетарной передачи: Планетарный редуктор — схемы, формулы, анимированные иллюстрации

Date: 27.08.2020

Author: admin

Содержание

коробка, механизм, шестерня, ряд и расчет

Планетарная передача — вид зубчатой передачи, применяемой в механических и автоматических трансмиссиях. Помимо преобразования вращения «планетарка» способна суммировать и раскладывать мощности. Зная о планетарном механизме: что это такое, как работает, по каким критериям оценивают редуктор, станет понятно устройство и характеристики АКПП. В случае поломки расчёт передачи поможет выбрать надёжный и долговечный механизм.

Устройство и принцип работы

Планетарный механизм — это конструкция из зубчатых колёс, перемещающихся относительно центра. По центральной оси расположены колёса разного диаметра:

малое солнечное с внешними зубцами;
большое коронное или эпицикл с внутренними зубцами.

Между колёсами передвигаются сателлиты. Их вращение напоминает движение планет Солнечной системы. Оси сателлитов механические соединены на водиле, которое вращается относительно центральной оси.

Устройство простого планетарного блока:

1 эпицикл;
1 солнечное колесо;
1 водило.

Планетарный механизм собирают в каскады из двух и более звеньев на одном валу для получения широкого диапазона передач. Главной кинематической характеристикой зубчатой передачи является передаточное отношение.

Принцип работы планетарной коробки заключается в блокировке одного из основных элементов и передаче вращения через ведущее колесо. Для остановки элемента применяют тормозные ленты, блокировочные муфты, конические шестерни. Передаточное отношение меняется в зависимости от схемы закрепления. Описать принцип действия планетарного механизма удобнее на примере:

Корона блокируется.
Вал подаёт крутящий момент на солнце.
Вращение солнца заставляет планеты обкатываться вместе с ним.
Водило становится ведомым, сообщая пониженную передачу.

Управляя элементами простой «планетарки», получают разные характеристики:

Передача	Как работает планетарная коробка в АКПП
1	Солнце подаёт вращение на водило, корона двигается в противоположную сторону.
2	Корона подаёт вращение на водило, солнце зафиксировано.
3	Ведущее водило передаёт вращение солнцу. Корона заблокирована.
4	Водило двигает корону. Солнце зафиксировано.
Задний ход	Водило заблокировано. Солнечное колесо вращается, планеты обкатывают и двигают корону в противоположную сторону.

Кпд η простой передачи достигает 0,97.

Планетарный ряд с одной степенью свободы становится планетарной передачей. Две степени образуют дифференциал. Дифференциал складывает моменты на ведомом колесе, поступающие от основных ведущих звеньев.

Разновидности планетарных передач

По количеству ступеней планетарные механизмы разделяют на:

однорядные;
многорядные.

Планетарная передача из одной солнечной шестерни, одновенцовых сателлитов, водила и эпицикла будет однорядной. Замена сателлитов на двухвенцовые усложняет конструкцию, делая её двухрядной.

Многоступенчатая планетарная коробка передач — это последовательно установленные однорядные блоки. Такая схема позволяет суммировать передаточные числа и получать большие значения. 4-скоростные АКПП состоят из двухрядных планетарных конструкций, 8-скоростные — из четырёхрядных.

В АКПП применяют схемы, названные в честь изобретателей:

Механизм Уилсона представляет собой трёхрядную конструкцию, в которой соединены корона первого, водило второго и корона третьего рядов. Количество передач — 5 прямых и 1 задняя.
Механизм Лепелетье состоит из 3 соосно расположенных простых планетарных передач. Количество передач — 6 прямых и 1 задняя.
Схема Симпсона — 2 редуктора с общей солнечной шестернёй. Водило второго ряда оборудовано тормозом. Корона первого ряда и солнце через две блокировочные муфты жёстко соединены с ведущим валом. Механизм реализует режимы: нейтраль; 1,2,3 передачи; задний ход.

По типу зубчатых конструкций планетарные редукторы делятся на:

цилиндрические;
конические;
волновые;
червячные.

Разные типы применяют для передачи момента между валами, расположенными параллельно или под углом. А также в механизмах, требующих низкой или высокой кинематической характеристики.

Характеристики основных разновидностей этого устройства

В конструкции планетарного ряда АКПП применяют различные типы зубчатых передач. Выделяют три основные наиболее распространенные: цилиндрические, конические и волновые.

Цилиндрические

Зубчатые механизмы передают момент между параллельными валами. В конструкцию цилиндрической передачи входит две и более пар колёс. Форма зубьев шестерней может быть прямой, косой или шевронной. Цилиндрическая схема простая в производстве и действии. Применяется в коробках передач, бортовых редукторах, приводах. Передаточное число ограничено размерами механизма: для одной колёсной пары достигает 12. КПД — 95%.

Конические

Колёса в конической схеме преобразуют и передают вращение между валами, расположенными под углом от 90 до 170 градусов. Зубья нагружены неравномерно, что снижает их предельный момент и прочность. Присутствие сил на осях усложняет конструкцию опор. Для плавности соединения и большей выносливости применяют круговую форму зубьев.

Производство конических передач требует высокой точности, поэтому обходится дорого. Угловые конструкции применяются в редукторах, затворах, фрезерных станках. Передаточное отношение конических механизмов для техники средней грузоподъёмности не превышает 7. КПД — 98%.

Волновые

Во волновой передаче отсутствуют солнечная и планетные шестерни. Внутри коронного колеса установлено гибкое зубчатое колесо в форме овала. Водило выступает в качестве генератора волн, и выглядит в виде овального кулачка на специальном подшипнике.

Гибкое стальное или пластмассовое колесо под действием водила деформируется. По большой геометрической оси зубья сцепляются с короной на всю рабочую высоту, по малой оси зацепление отсутствует. Движение передаётся волной, создаваемой гибким зубчатым колесом.

Во волновых механизмах КПД растёт вместе с передаточным числом, превышающим 300. Волновая передача не работает в схемах с кинематической характеристикой ниже 20. Редуктор выдает 85% КПД, мультипликатор — 65%. Конструкция применяется в промышленных роботах, манипуляторах, авиационной и космической технике.

Достоинства и недостатки планетарных передач

Планетарная передача выигрывает у простых зубчатых механизмов аналогичной мощности компактным размером и массой меньшей в 2 — 3 раза. Используя нескольких планетных шестерней, достигается зацепление зубьев на 80%. Нагрузочная способность механизма повышается, а давление на каждый зубец уменьшается.

Кинематическая характеристика планетарного механизма доходит до 1000 с малым числом зубчатых колёс без применения многорядных конструкций. Помимо передачи планетарная схема способна работать как дифференциал.

За счёт соосности валов планетарного механизма, компоновать машины проще, чем с другими редукторами.

Применение планетарного ряда в АКПП снижает уровень шума в салоне автомобиля. Сбалансированная система имеет высокую вибропрочность за счет демпфирования колебаний. Соответственно снижается вибрация кузова.

Недостатки планетарного механизма:

сложное производство и высокая точность сборки;
в сателлиты устанавливают подшипники, которые выходят из строят быстрее, чем шестерня;
при повышении передаточных отношений КПД падает, поэтому приходится усложнять конструкцию.

Передаточное число планетарных передач

Передаточным называют отношение частоты ведущего вала планетарной передачи к частоте ведомого. Визуально определить его значение не получится. Механизм приводится в движение разными способами, а значит передаточное число в каждом случае различно.

Для расчёта передаточного числа планетарного редуктора учитывают число зубьев и систему закрепления. Допустим, у солнечной шестерни 24 зуба, у сателлита — 12, у короны — 48. Водило закреплено. Ведущим становится солнце.

Сателлиты начнут вращаться со скоростью, передаваемой солнечной шестернёй. Передаточное отношение равно: -24/12 или -2. Результат означает, что планеты вращаются в противоположном направлении от солнца с угловой скоростью 2 оборота. Сателлиты обкатывают корону и заставляют её обернуться на 12/48 или ¼ оборота. Колёса с внутренним закреплением вращаются в одном направлении, поэтому число положительное.

Общее передаточное число равно отношению числа зубьев ведущего колеса к количеству зубьев ведомого: -24/48 или -1/2 оборота делает корона относительно солнца при зафиксированном водиле.

Если водило станет ведомым при ведущем солнце, то передаточное отношение: (1+48/24) или 3. Это самое большое число, какое способна предложить система. Самое маленькое отношение получается при фиксировании короны и подачи момента на водило: (1+/(1+48/24)) или 1/3.

Передаточные числа простой планетарной схемы: 1,25 — 8, многоступенчатой: 30 — 1000. С ростом кинематической характеристики КПД снижается.

Подбор чисел зубьев планетарных передач

Число зубьев колёс подбирают на первом этапе расчёта планетарной схемы по заранее установленному передаточному отношению. Особенность проектирования планетарного ряда заключается в соблюдении требований правильной сборки, соосности и соседства механизма:

зубья сателлитов должны совпадать с впадинами солнца и эпицикла;
планеты не должны задевать друг друга зубьями. На практике более 6 сателлитов не используют из-за трудностей равномерного распределения нагрузки;
оси водила, солнечного и коронного колёс должны совпадать.

Основное соотношение подбора зубьев передачи через передаточное число выглядит так:

i = 1+Zкорона/Zсолнце,

где i — передаточное число;

Zn — количество зубьев.

Условие соосности соблюдается при равных межосевых расстояниях солнечного колеса, короны и водила. Для простой планетарной зубчатой передачи проверяют межосевые расстояния между центральными колёсами и сателлитами. Равенство должно удовлетворять формуле:

Zкорона= Zсолнце+2×Zсателлит.

Чтобы между планетами оставался зазор, сумма радиусов соседних шестерней не должна превышать осевое расстояние между ними. Условие соседства с солнечным колесом проверяют по формуле:

sin (π/c)> (Zсателлит+2)/(Zсолнце+Zсателлит),

где с — количество сателлитов.

Планетные колёса размещаются равномерно, если соотношение зубьев короны и солнца к количеству сателлитов окажется целым:

Zсолнце/с = Z;

Zкорона/с = Z,

где Z — целое число.

Расчет на прочность планетарных передач

Прочностной расчёт планетарных передач проводят как для цилиндрических зубчатых передач. Вычисляют каждое зацепление:

внешнее — между солнцем и планетными колёсами;
внутреннее — между планетами и короной.

Если колёса изготовлены из одного материала, а силы в зацеплении равны, рассчитывают наименее прочное соединение — внешнее.

Алгоритм расчёта следующий:

Выбирают схему редуктора.
Определяют исходные данные: передаточное число i, крутящий момент Твых и частоту вращения выходного вала Uвых.
Подбирают число зубьев с проверкой условий сборки и соседства планетных шестерней.
Рассчитывают угловые скорости колёс.
Вычисляют КПД и моменты выходных валов.
Рассчитывают прочность зацепления.

В расчёте момента учитывают количество планетных колёс и неравномерное нагружение их зубьев. Вводят поправочный коэффициент η =1,5…2, если меры выравнивания отсутствуют:

повышенная точность изготовления;
радиальная подвижность солнца, короны или водила;
применение упругих элементов.

Расчёт зубчатых передач выполняют по двум критериям:

контактная прочность, т.е. выносливость рабочих поверхностей зубьев под нагрузкой;
напряжение на изгиб, усталостный излом.

Расчёт контактной прочности сводится к проверке условия, что напряжение σн не превышает допустимого значения. Вычисления проводят по формуле Герца для цилиндрических поверхностей, добавляя уточняющие коэффициенты. В результате получают значение межосевого расстояния — главную геометрическую характеристику зубчатой передачи:

d=K×η×∛ (T×Kн(i±1))/(Ψ×i×[σн]^2),

где K — вспомогательный коэффициент для прямозубых колёс, МПа;

η — коэффициент неравномерности;

Т — вращающий момент, Н×мм;

Kн — коэффициент нагрузки;

Ψ — коэффициент ширины колеса равный 0,75;

i — передаточное число;

[σн] — допускаемое контактное напряжение, МПа.3)/(Ψ×d) ≤ [σн]

При расчёте на изгиб принимают условие, что вся нагрузка передаётся одной паре зубьев и приложена к его вершине. Расчётное напряжение не должно превышать допускаемое:

σf= (M/W) – (F/(b×s) ≤ [σf],

где М — изгибающий момент;

W — осевой момент сопротивления;

F — сила сжатия;

b, s — размеры зуба в сечении;

[σf] — допускаемое напряжение изгиба. Зависит от предела выносливости, шероховатости, погрешности изготовления зубьев.

Советы по подбору планетарного редуктора

Перед выбором планетарного редуктора проводят точный расчёт нагружения и режимов работы механизма. Определяют тип передачи, осевые нагрузки, температурный диапазон и типоразмеры редуктора. Для тяжёлой спецтехники, где нужен большой крутящий момент при малых скоростях, выбирают редуктор с высоким передаточным отношением.

Чтобы сбавить угловую скорость, не снижая крутящего момента, применяют привод с электродвигателем и редуктором. При выборе мотор редуктора учитывают:

эксплуатационную нагрузку;
момент вала на выходе;
частоту вращения входного и выходного валов;
мощность электродвигателя;
монтажное исполнение.

Область применения планетарных передач

Планетарная схема используется в:

редукторах;
автоматических и механических коробках передач;
в приводах летательных аппаратов;
дифференциалах машин, приборов;
ведущих мостах тяжёлой техники;
кинематических схемах металлорежущих станков.

Планетарную коробку передач применяют в агрегатах с переменным передаточным отношением, затормаживая водило. В гусеничной технике для сложения потоков мощности элементы в планетарном механизме не блокируют.

Заключение

Планетарные передачи в АКПП зарекомендовали себя десятилетиями эксплуатации со времён Ford T: компактными размерами, малым весом, высокими скоростями, надёжностью и выносливостью. Планетарная схема способна передавать вращение и управлять потоками мощности, поэтому нашла применение в авиации, машиностроении, промышленности.

Чтобы не ошибиться с выбором конструкции, проводят точный расчёт геометрии и прочности зубчатой передачи, сверяя с допустимыми значениями. Ошибки вычислений приводят к чрезмерной нагрузке зубчатых передач, поломке и истиранию зубьев.

Планетарная передача

Под планетарной передачей понимается вращение, которое передаётся механическим путём. Осуществляется движение шестерёнок, которые расположены вдоль центрального колеса в планетарном порядке.

Редуктор – принцип устройства и действия

Конструкция планетарной передачи имеет набор зубчатых колёс на вращающейся оси:

Основной элемент – «солнечное» колесо, расположенное в центре.
Важной деталью системы является водило, оно фиксирует оси остальных шестерёнок (сателлитов).
Сателлиты – это шестерёнки одного размера, расположенные вокруг центрального колеса.
Кольцевая шестерёнка – она объединяет все части редуктора, и контактирует с сателлитами. Это единственная деталь редуктора, которая находится в неподвижном состоянии.

Вращение центрального колеса приводит в движение сателлиты, которые перемещаются по периметру кольцевой шестерёнки. Этот процесс вращает оси сателлитов, а они дают движение водилу.

Плюсы и минусы планетарного редуктора

Устройство является популярным, так как обладает рядом положительных качеств:

компактность – не требуется много места и времени для установки;
имеет небольшой вес;
создаёт меньше шума при работе, чем в обычные редукторы;
нагрузка на валы и опоры небольшая, это позволяет сделать опорную конструкцию проще, тем самым снизить затраты;
обладает большими передаточными отношениями.

Дифференцированная передача приводит в устройствах сложенное или разложенное движение, которое используется в металлургических станках.

Планетарный редуктор имеет и ряд недостатков:

Требования к изготовлению редукторов высокие. Необходима точность, ведь зубчики должны плотно соприкасаться, но легко двигаться, поэтому они сложнее в сборке, чем другие типы передач.
Стоимость выше, чем цена других редукторов.

Передаточное отношение

Передаточное отношение в планетарном редукторе визуальным способом определить сложно, так как существуют разные способы приводить в движение систему. В планетарной передаче, одна деталь фиксируется, а другие выступают как ведущая и ведомая. Передаточное число зависит от зубчиков всех шестерёнок, от их количества, и от закреплённого элемента.

Передаточные отношения бывают:

положительные – когда оба зубчатых колеса с одним направлением;
отрицательные – если шестерёнки движутся в разных направлениях.

Если неподвижно водило, то передаточное число равно S/А, где S – центральное колесо, A – количество зубьев шестерёнки.

При блокировании кольцевой шестерёнки, к водилу подаётся мощность, и тогда ПО солнечной шестерёнки менее 1 и будет выглядеть как 1+A/S.

При закреплении кольцевой шестерёнки, а прохождении мощности через центральное колесо, ПО равно 1/(1 + A/S). Оно является наибольшим числом, которое возможно получить при планетарной передаче.

Виды планетарных редукторов

Отличительная черта планетарных редукторов – наличие двух и более степеней свободы. А скорость звена, напрямую связана с угловой скоростью остальных звеньев.

Существует несколько видов передач:

Одноступенчатая – наиболее простой вариант с небольшими габаритами.
Многоступенчатая – используется для получения большего придаточного числа.

Планетарные редукторы отличаются по расположению валов: вертикальному или горизонтальному.

Кроме того, планетарная передача различается по зацеплению зубчатых колёс, встречаются:

Прямые (традиционный способ) – так как монтаж такой конструкции самый простой. Используется при небольших скоростях и не высоких нагрузках.
Косозубые – его использование способно понизить шум редукторов, однако осевые нагрузки усложняют подбор подшипников. Угол наклона равен 18 градусам, ход более плавный, используются на скоростях среднего и высокого уровня.
Шевронные – зубцы направлены в разные стороны. Рекомендованы для передач с высокими нагрузками. Преимущества данного вида – практически отсутствует осевая нагрузка на подшипник, это продлевает срок службы всего узла. Данный вид передачи даёт возможность увеличивать наклонный угол зубьев, до 40 градусов. Недостаток вида – его дороговизна.

Выход из строя

Износ – это основная причина поломки планетарной передачи, которая происходит в основном из-за плохой смазки. Изношенные передачи имеют в зацеплениях увеличенные зазоры, что приводит к усилению шума, вибрации и в конечном итоге уменьшению прочности зуба.

Заедание – поломка высокоскоростных передач. Происходит заедание, так как масленая плёнка выдавливается между зубьями при высоких скоростях.

Излом – вызывается напряжением изгиба. Излом может разрушить вал, подшипники и весь механизм.

Планетарный редуктор применяется там, где нужна точность среднего уровня, и отсутствует необходимость в полном вале. Основная отрасль использования планетарного редуктора – машиностроение, кроме того они применяются в медицинской технике и измерительной аппаратуре.

Планетарная передача: расчет, принцип работы

Составляющим элементом на автотранспорте является КПП, включающая набор валов, шестерен. Также, может присутствовать планетарная передача (ПП), которую характеризует продолжительный эксплуатационный срок. Устройство рассчитано на выдержку больших нагрузок, которые возникают при передвижении.

Планетарные передачи: конструктивные особенности

Планетарная передача, внешний вид

Относящиеся к КПП планетарные зубчатые передачи представляют собой набор взаимозацепляемых колес, минимальное количество которых – 4. Следует отметить наличие подвижной и неподвижной оси вращения. Колеса зубчатой формы обеспечивают хорошую связь между собой, имеется возможность осуществления дифференциального вращения. Данная система отличается долговечностью.

Дифференциал – это составляющий механизм коробки переключения передач на транспортном средстве. Данный элемент приводит в движение машину.

Следует перечислить основные составляющие элементы автомобильной автоматической КПП:

Солнечная шестерня;
водило;
кольцевая шестерня.

Водило – это рычажный механизм. Данная комплектующая деталь надежно зафиксирована в штатном месте, неподвижна, в то время солнечная шестерня приводится в движение внешним источником.

К коробке передач относятся сателлиты, представляющие собой шестерни. Данная запчасть отличается надежностью, способна выдерживать возникающие большие нагрузки. Благодаря этому, происходит оперативное зацепление зубьев. При этом отмечается минимальный уровень шума во время их работы.

Сателлиты – это группы колес, отличающиеся небольшим размером, встречающиеся на автоматическом варианте КПП.

Они находятся в постоянном зацеплении с обоими центральными зубчатыми колесами. Скорость их вращения и солнечных шестеренок могут отличаться, однако сумма всегда одинакова.

Строение ПП

Таким образом, ПП влияет на изменение скорости. На ведущей оси машины установлен дифференциал, поддерживающий планетарные передачи с разным передаточным коэффициентом. АКПП с планетарной зубчатой передачей отличается эффективностью работы, в значительной мере облегчает управление транспортным средством во время езды по городу.

Передаточное отношение планетарной передачи

Формула для вычисления передаточного числа

Передаточное число – это отношение числа зубьев ведомой к ведущей шестерни. Оно влияет на эффективность разгона, динамика хода автотранспорта на проезжей части. От чего зависит передаточное отношение? На данный параметр влияют такие факторы, как общее количество зубьев, какой элемент в данной системе закреплен.

С помощью калькулятора представляется возможным осуществить точный расчет планетарных передач. Для определения передаточного соотношения необходимо частоту вращения ведущего вала поделить на частоту вращения ведомого.

Угловая скорость звеньев ПП находится в зависимости от скорости вращения всех остальных имеющихся звеньев, относящихся к трансмиссии. Чтобы определить соотношение между угловыми скоростями зубчатых колес, сателлитов целесообразно применить формулу Виллиса.

Особенности функционирования и классификация ПП

Планетарная коробка передач отличается сложностью конструкции. Название «планетарная» данной передачи обусловлено тем, что внешне она похожа на модель Солнечной системы, т.е. в центре «Солнце», а на прилегающих вокруг него осях расположены «планеты», вращающиеся с определенной скоростью. В ряде источников, помимо планетарной, передача может именоваться дифференциальной, эпициклической (эпицикл). ПП может использоваться в качестве редуктора.

Как работает планетарная передача?

Принцип работы планетарной передачи может базироваться на блокировке одного или нескольких рабочих узлов. При этом отмечается небольшая нагрузка на зубья. Нередко планетарные коробки передач устанавливаются на тракторах, гусеничной технике.

Составляющие элементы планетарного механизма на КПП – это зубчатые колеса, имеющие прямую, косую форму. Также, данные комплектующие детали могут быть V-образными, червячными. Классифицироваться планетарные зубчатые передачи могут по количеству свободных звеньев, связей между собой, расположению осей и т.д.

Таким образом, принцип действия ПП может быть одноступенчатым или многоступенчатым. В первом случае блокировка происходит только одной шестерни, а во втором – нескольких. Шестерни меньшего размера крутят большую. Эффективностью работы отличаются солнечная, коронная шестерня, сателлиты. Благодаря этому, плавно переключаются скорости, не отмечается разрывов в передачи возникающей мощности мотора, следовательно, повышается комфорт поездки.

Обнаружение неполадок в работе ПП

Устройство ПП

Несмотря на надежность механизма ПП, при его продолжительной работе могут возникнуть соответствующие поломки в результате износа комплектующих. Основной признак наличия неисправности – это возникновение посторонних шумов. Такое проявление может являться следствием того, что хозяин транспортного средства часто придерживался агрессивного стиля езды. В дополнении к этому, способствует сокращению рабочего срока ПП – если не прогревался двигатель перед началом поездки.

Необходимость в замене сателлит КПП на шестернях дифференциала возникает, если на их поверхности появились трещины или произошла внешняя деформация зубьев. В ряде случаев, вернуть запчасти первоначальный вид представляется возможным, если осуществить шлифовальные работы по поверхности комплектующей детали. Однако при этом дефект должен быть минимальным.

Снижение КПД планетарной передачи нередко связан с естественным износом комплектующих деталей, которые к ней относятся из-за трения. Как правило, КПД измеряется в процентах.

Для осуществления ремонта планетарной КП нужна разборка данного механизма. Доверить данную процедуру стоит специалистам, имеющим соответствующий опыт проведения подобных работ. Полная переборка позволяет точно определить причину неисправности.

Механизм планетарной передачи и чертеж

Кроме обычных зубчатых передач, рассмотренных выше, на тракторах часто применяется планетарная передача, которая получила такое название потому, что ее детали перемещаются относительно друг друга аналогично движению планет вокруг солнца.

Устройство

Простейшая планетарная передача состоит из следующих главных частей:

Центральную — солнечную шестерню
Наружную — коронную шестерню
Сателлиты — спутники, вращающиеся вокруг центральной солнечной шестерни
Водило.

Коронная шестерня содержит внутренний зубчатый венец — корону и соединяется с валом, опирающимся на подшипники. Солнечная шестерня с наружными зубьями закреплена на целом или полом валу, также опирающемся на подшипники. На чертеже представлена такая передача.

1 — ведущий вал; 2 — коронная шестерня; 3 — сателлит; 4 — водило; 5 — солнечная шестерня; 6 — тормоз солнечной шестерни; 7 — ведомый вал; 8 — муфта сцепления.

Сателлиты входят одновременно в зацепление с коронной и солнечной шестернями и свободно вращаются в подшипниках на осях, закрепленных во фланце, который называется водилом. Водило планетарной передачи соединяется с ведомым валом. Такая планетарная передача работает разными способами.

Рабочий процесс

Если вращать коронную шестерню, соединенную с ведущим валом, при свободно вращающейся на подшипниках солнечной шестерне, то водило, соединенное с ведомым валом, не будет вращаться. В этом случае сателлиты будут передавать вращение солнечной шестерне в обратном направлении с передаточным числом, которое зависит от соотношения диаметров сцепленных шестерен.

В случае если солнечную шестерню затормозить, то при вращении коронной шестерни, сателлиты, обкатываясь по неподвижной солнечной шестерне, будут вести за собой водило, вращая ведомый вал с необходимым передаточным числом.

Если же жестко соединить между собой солнечную шестерню и водило, например, при помощи муфты сцепления, планетарный механизм будет замкнут — заблокирован и начнет вращаться, как одно целое. При этом число оборотов ведущего и ведомого валов будет одинаковым, передаточное число равно 1,0.

Включать и выключать такую передачу можно без прекращения вращения коронной шестерни и ведущего вала.

Возможны и другие случаи использования планетарной передачи, когда ведущая часть — солнечная шестерня, а ведомая — коронная.

Рассмотренная простейшая планетарная передача, у которой сателлиты одновременно входят в зацепление с солнечной и коронной шестернями, носит название передачи с внешним и внутренним зацеплением.

Механизм передачи с внешним зацеплением

Такая передача снабжается двойными сателлитами, которые входят в зацепление только с двумя солнечными шестернями, одна соединяется с ведущим валом, а вторая — с ведомым.

Главные достоинства:

универсальность использования
малые размеры и вес при получении больших передаточных чисел
возможность изменения передаточных чисел без остановки ведущего и ведомого валов, на ходу трактора
большой срок службы, так как все шестерни в постоянном зацеплении друг с другом и работают в масле.

Для остановки планетарной передачи используют ленточные тормоза, а для соединения частей друг с другом, блокирования — дисковые муфты сцепления.

Планетарные механизмы из-за преимуществ начинают шире применять на тракторах для изменения передаточных чисел силовой передачи на ходу при помощи увеличителя крутящего момента, для поворота гусеничного трактора и в механизме независимого привода вала отбора мощности.

Планетарная передача | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Сарсенов, Б. А. Планетарная передача / Б. А. Сарсенов, Н. А. Максудова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 48 (234). — С. 46-48. — URL: https://moluch.ru/archive/234/54101/ (дата обращения: 21.04.2021).

Целью работы является исследование планетарной передачи и кинематический анализ передачи.

Ключевые слова: зубчатое колесо (шестеренка), солнечная шестерня, кольцевая шестерня (корона), сателлит, водило, эпицикл, редуктор, коробка скоростей.

Планетарная передача – механическая передача вращательного движения, имеющая зубчатое колесо с подвижными геометрическими осями. Подвижность оси обеспечивает компактность механизма и уменьшает массу (или габариты) передачи. Можно получить систему с двумя и более степенями свободы, которая расширяет применение планетарной передачи в различных технологических и транспортных машинах.

Принцип действия планетарных передач основан на вращении зубчатых колес (шестеренок) и представляет собой несколько взаимосвязанных шестеренок (Рис.1).

Рис. 1. 1 — солнечная шестерня, 2 — кольцевая шестерня (корона), 3 — сателлиты, Н — водило

Солнечная (центральная) шестерня находится в центре;
Кольцевая шестерня (корона): внешнее зубчатое колесо, имеющее внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Также ее называют «эпициклом» планетарной передачи;
Планетарная шестерня (сателлиты) одиночного размера, находящаяся в зацеплении с солнечной шестерней. Число сателлитов в планетарных передачах варьируется от 2 до 6, в зависимости от возможности размещения в механизме, чаще встречаются механизмы с тремя сателлитами, что обеспечивает более равномерное распределение нагрузок. Зубчатые колеса планетарной передачи могут быть любого известного типа из курса «Детали машин»: прямозубые, косозубые, червячные, шевронные. Тип зацепления не оказывает влияния на работу планетарной передачи.
Одним из основных элементов планетарной передачи является водило – (Н) – подвижное звено, на котором жестко фиксированы друг относительно друга оси нескольких сателлитов.

После ознакомления с основными деталями планетарной передачи возникает вопрос: а почему подобные механизмы называют планетарными? Ответ простой: сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью – вокруг солнечной шестерни, т. е. совершают движение, подобное движению планет. Отсюда название — планетарные передачи. В международных энциклопедиях встречаются синонимы подобных механизмов: планетарная, дифференциальная или эпициклическая передача.

Как все передаточные механизмы, планетарные передачи служат для преобразования кинематических параметров и передачи движения от двигателя другим механизмам машин. Планетарная передача способна в пределах одной оси изменять, складывать и раскладывать угловые скорости и крутящий момент.

Основной кинематической характеристикой планетарной передачи является передаточное отношение (u). Передаточное отношение такой передачи визуально определить очень сложно, потому что механизм может вращаться различными способами, и для кинематического исследования передачи существуют аналитический и графический методы.

Аналитический метод определения передаточного отношения основан на способе обращения движения, который впервые предложил английский ученый Виллис, поэтому аналитический метод больше всего известен под названием «метод Виллиса».

Суть метода заключается в следующем.

Всей планетарной передаче сообщается дополнительное вращение с угловой скоростью – _,равной угловой скорости водила, но обратной направлению. Таким образом, водило Н останавливается, а другие колеса освобождаются; колесо 3 (корона) было неподвижно, а в преобразованном механизме начинается вращаться с угловой скоростью . Обычный планетарный механизм (рис.2,а) превратится в обращенный механизм (рис.2,б)

Рис. 2. 1 — ведущее центральное колесо; 2 — сателлит; 3 — неподвижное центральное колесо; Н — водило

Звенья обращенного механизма будут вращаться с угловыми скоростями:

; ;

Математическое описание передаточного отношения может быть выражено через отношение чисел зубьев (z), угловых скоростей (), частот вращения (n).

Определим передаточное отношение:

а) через угловые скорости:

Но поскольку мы знаем, что 3-звено – это неподвижное центральное колесо (ω₃ = 0), то получаем

Отсюда найдем аналогичную формулу для определения передаточного отношения планетарного механизма:

Эта формула справедлива для любой схемы планетарного механизма при наличии неподвижного центрального колеса. Значит, и передаточное отношение от любого планетарного колеса водилу Н при неподвижном опорном колесе j ровно единице минус передаточное отношение _{от этого же колеса к опорному (центральному) в обращенном механизме, т. е.}

= ,

или

+ = 1.

Таким образом, для планетарных механизмов с круглыми колесами сумма передаточных отношений при различных останавливаемых звеньях всегда равна единице.

б) через количество зубьев (z):

; ;

в) через частоты вращения (n):

Частоты вращения зубчатых колес обращенного механизма равны разности прежних частот вращения и частоты вращения водила. Допустим, , , — частоты вращения соответственно звеньев 1, 3, Н; а — означает передаточное отношение с направлением движения от 1 к 3 при неподвижном Н. Для обращенного механизма получаем следующую формулу:

В реальной ситуации колесо 3 заторможено (= 0), тогда

= =

Широкие кинематические возможности планетарной передачи позволяют использовать данную передачу как редуктор с постоянным передаточным отношением; как коробку скоростей или как дифференциальный механизм.

Литература:

Иосилевич Г. Б., Строганов Г. Б., Маслов Г. С. Прикладная механика. — М.: Высшая школа, 1989.
Иванов М. Н., Детали машин. — М.: Высшая школа, 1991.
Фролов К. В., Попов С. А., Мусатов А. К. и др. Теория механизмов и машин. — М.: Высшая школа, 1987.

Основные термины (генерируются автоматически): планетарная передача, передаточное отношение, обращенный механизм, частота вращения, колесо, кольцевая шестерня, неподвижное центральное колесо, передача, солнечная шестерня, аналитический метод.

Планетарная передача

Передача Планетарная — относится к механическим. Благодаря своей уникальной конструкции вращаясь на одной оси влияет на подводимые скорости, которые подводят с углов. Имеет и другие названия: зубчатая или фрикционная. Конструкционный вид у передачи выглядит следующим образом: в центе находится вращательный элемент – так называемая солнечная шестерня. К ней с разных сторон подведены сателлиты с неподвижными и подвижными звеньями. Это механизм помещён в корону (большую кольцевую шестерню). Вращаясь, солнечная шестерня приводит в движение водилу, которое вращает корону. Количество входящих в передачу сателлитов определяет их положение в механической системе. Неподвижные связаны между собой через зубчатые колёса водил. Главным отличием планетарной передачи от других есть наличие двух и более степеней свободы (независимые координаты, определяющие положение системы).

Деление планетарных передач

Механизмы делят, условно, на простые и сложные. Передачи простые состоят из трёх основных деталей. Таких передач всего семь. Точное число сложных неизвестно. Общая черта всех механизмов – наличие всего лишь одного водила фланца. Иногда в основе сложной планетарной передачи лежит простая. Комплект колёс, сателлитов, которые вращаются на одной оси образуют планетарный ряд.

Планетарная передача принцип действия

Когда в движении коронная шестерня, свободно вращающаяся на солнечной, соединена с ведущим валом, то водила и ведомый вал остаются в недвижимом положении. Сателлиты в данном случае работают на солнечную шестерню в обратном порядке. Приостановив солнечную шестерню движущие элементы перейдут на неподвижную, поведут за собой фланцы водила и приведут в движение ведомый вал с достаточным передаточным числом.

Чтобы замкнуть планетарную передачу нужно соединить шестерню и водило муфтой сцепления. Тогда передача будет работать как единый механизм.

При внешнем способе зацепления планетарную передачу укомплектовывают двойными сателлитами и двумя солнечными шестернями. По шестерне для ведущего и ведомого валов.

Чтобы остановить механизм планетарной передачи применяют тормозную систему ленточного типа. Для того, чтобы заблокировать используют муфты дисковые.

Преимущества планетарной передачи

Планетарные передачи обладают множеством преимуществ, поэтому широко применяются в промышленности и машиностроении. К достоинствам относят:

Компактные размеры, небольшой вес.

Достаточно тихие в эксплуатации.

Передаточное число (у планетарных передач оно больше).

Равномерная нагрузка благодаря нескольким сателлитам в устройстве.

Износостойкие.

К недостаткам планетарных передач, пожалуй, можно отнести большое количество комплектующих задействованных при изготовлении устройства. А также из-за большого количества деталей с зубьями нужно тщательней следить за их состыковкой и точностью. Пожалуй, основной недостаток таких передач, являются сложности, возникающие при их создании и установке, поскольку это достаточно сложный механизм.

Передаточное отношение планетарных передач

Передаточное отношение показывает в механических передачах вращательного типа прирост силы ведомого вала в соотношении с ведущим валом. Это один из важнейших показателей для механических передач.

Для планетарных систем есть свои особенности измерения такого отношения. Известно, что система приводится в движение различными способами, поэтому определить визуальным способом показатель достаточно трудно. Разнообразие схем механических передач планетарного типа позволяет обеспечить оптимальное передаточное отношение в устройствах.

Чаще всего момент прироста силы вычисляют по следующему принципу: соотношение зубьев солнечной и планетарной шестерни. Этот показатель равен повороту планетарной по отношению к солнечной. Для более сложных расчётов используют метод Виллиса.

Применение планетарных передач

На сегодняшний день планетарные (зубчатые) передачи используют в изготовлении сложных станков. Они входят в состав подъемного оборудования. В танкостроении их используют для суммирования мощностей. В авиации планетарную передачу используют для создания электроприводов, гидроприводов. Благодаря высоким показателям и эффективности при малых габаритах не имеют альтернатив.

См. также: Как устроены планетарные редукторы…

Безводильные планетарные передачи с двухзвенными сателлитами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

МАШИНОВЕДЕНИЕ И ДЕТАЛИ МАШИН

УДК 621.833.6 С.В. Колмаков

Курганский государственный университет

БЕЗВОДИЛЬНЫЕ ПЛАНЕТАРНЫЕ ПЕРЕДАЧИ С ДВУХЗВЕННЫМИ САТЕЛЛИТАМИ

Аннотация. В статье рассмотрены конструкции без-водильных планетарных передач, содержащие принципиально новый структурный модуль — двухзвенный сателлит Такой сателлит состоит их двух (или для симметрии трёх) шестерён, закреплённых на общей оси с возможностью относительного вращения. Достоинство предложенных передач, по сравнению с прочими безводильными передачами, заключается в сочетании больших передаточного числа и нагрузочной способности с достаточно высокой технологичностью.

Ключевые слова: безводильная планетарная передача, двухзвенный сателлит, передаточное отношение, нагрузочная способность, технологичность, коэффициент полезного действия.

S.V. Kolmakov Kurgan State University

THE TOWBARLESS PLANETARY GEARS WITH A DOUBLE SATELLITE

Abstract. The article describes the designs of towbarless planetary gears containing a fundamentally new structural unit — a double satellite. This satellite is composed of two (or three for symmetry) gears mounted on the common axis with the possibility of relative rotation. The benefit of the proposed gears, as compared with other towbarless planetary gears, is in combining high reduction ratio and load capacity with relatively high technological effectiveness.

Index Terms: towbarless planetary gear, double satellite, reduction ratio, load capacity, technological effectiveness, efficiency factor.

В машиностроении применяются передачи типа 3К [1], где основными звеньями являются три центральных зубчатых колеса. Водило в этих передачах выполняет лишь вспомогательную функцию — поддерживает сателлиты. Такие передачи позволяют получить неограниченно большое передаточное число при малых габаритах. Другое достоинство передач 3К — возможность упрощения их конструкции за счёт полного исключения водила. В последнем случае речь идёт о так называемых безводильных передачах.

Для того чтобы передачи 3К, в том числе безводиль-ные, имели максимальные передаточное отношение и нагрузочную способность, их сателлиты должны быть двух-венцовыми, т.е. содержать два зубчатых венца, развёрнутых друг относительно друга в окружном направлении и в общем случае имеющих разные числа зубьев, а при необходимости и модули.

Существуют следующие варианты обеспечения взаимного углового положения зубчатых венцов сателлитов:

1) оба зубчатых венца нарезаны на одной заготовке

или жёстко зафиксированы в одном блоке при сборке. При этом относительное угловое положение зубчатых венцов не регулируется и зависит от точности изготовления сателлитов, определяемой технологией;

2) фиксация относительного углового положения венцов сателлитов происходит при монтаже с использованием сил трения.

Недостатками первого варианта являются сложность достижения необходимой точности углового позиционирования венцов и увеличение количества неидентичных деталей изделия (все сателлиты разные). Во втором варианте необходимость регулировки относительно положения зубчатых венцов сателлитов усложняет конструкцию и процесс сборки передачи.

Существует принципиальное решение, которое лишено указанных недостатков — это применение «двухзвен-ных сателлитов». «Двухзвенный сателлит» состоит из двух (или для симметрии трех) зубчатых колес, имеющих общую ось и свободу относительного вращения вокруг этой оси.

Двухзвенные сателлиты в принципе известны. Они присутствуют в безводильной планетарной передаче [2], которая сама по себе не нашла практического применения из-за сложности конструкции. Нами предложены более простые конструкции безводильных планетарных передач [3; 4] с двухзвенными сателлитами.

Одна из новых передач [3] показана на рисунке 1. Она содержит ведущее центральное колесо 1 с внутренними зубьями, неподвижное опорное центральное колесо 2 с наружными зубьями (число зубьев 72), выполненное с двумя венцами, разнесёнными друг относительно друга в осевом направлении, ведомое центральное колесо 3 с наружными зубьями (73), расположенное между этими венцами, соединенное с ведомым валом 4. Плавающие сателлиты состоят из вала-шестерни 5 (75) и двух одинаковых боковых шестерен 6 (76), надетых на хвостовики 7 вала-шестерни. Боковые шестерни 6 сателлитов способны свободно вращаться на хвостовиках 7. = 73 — = п, (1)

где п — разница чисел зубьев центральных колёс 71ь и 71а, 73 и 72 — небольшое целое число: 1, 2 или 3.

В рассматриваемом примере на внешней цилиндрической поверхности ведущего центрального колеса 1 выполнены ручьи 8 для клиновых ремней, приводящих это колесо в движение.

Передача работает следующим образом. Ведущее центральное колесо 1 вращает плавающие боковые шестерни 6, которые обкатываются по венцам опорного центрального колеса 2. В результате оси сателлитов (мнимое водило) совершают вращательное движение вокруг главной оси передачи. Через цилиндрические хвостовики 7 это движение передается шестерням 5 сателлитов, которые опираются на ведущее колесо 1 и передают движение на ведомое колесо 3.

Передаточное отношение Р13 от центрального подвижного колеса 1 к ведомому 3 вычисляется по формуле:

¡213=(1 + / 1 — ( г* / (2)

Рисунок 1 — Передача с двухзвенными сателлитами [3]

С учетом условия (1) расчетная формула (2) приводится к виду:

¡213 = 23/П. (3)

Благоприятный диапазон передаточных чисел данной передачи: 20…100. В случае использования зубчатых колес с разными модулями, передаточное число может быть значительно увеличено.

Главным преимуществом данной конструкции является отсутствие необходимости в какой бы то ни было регулировке угловых положений венцов сателлитов. К сожалению, такая безводильная планетарная передача может работать только в сочетании с другой передачей (цепной, ремённой или зубчатой), осуществляющей съем движения в радиальном направлении, либо обеспечивать неполный оборот ведомого звена.

Другая новая передача [4] показана на рисунке 2. Она содержит ведущее 1 (число зубьев 21), ведомое 2 (г2) и опорное 3 (г3) центральные колеса с внутренними зубьями, взаимодействующие с ведомым и опорным центральными колёсами, основные сателлиты, состоящие из вала-шестерни 4 (г4) и двух одинаковых боковых шестерен 5 (г5), надетых на хвостовики вала-шестерни, а также плавающее центральное колесо 6 с внешними зубчатыми венцами г6а и г6ь, предназначенными для взаимодействия с шестернями ¿4 и г5 сателлитов, соответственно. Передача также содержит дополнительные сателлиты 7 (г7) с наружными зубьями, находящиеся в зацеплении с ведущим центральным колесом 1 (21) и венцом (г4) вала-шестерни 4 основных сателлитов, причём каждый дополнительный сателлит взаимодействует с двумя соседними основными сателлитами. Ведомое центральное колесо 2 выполнено с двумя венцами (г2), разнесёнными друг относительно друга в осевом направлении, а зубчатые венцы опорного 3 (г3) и ведущего 1 (21) центральных колес расположены между ними. Боковые шестерни 5 сателлитов способны свободно вращаться на хвостовиках вала-шестерни 4. Плавающее колесо состоит из двух одинаковых половин, на каждой из которых выполнено по два венца с внутренними зубьями, один из которых г6ь предназначен для взаимодействия с боковой шестерней 5 сател-

лита, а другой г6а — с зубчатым венцом вала-шестерни 4 сателлита. Зубчатые венцы ведомого центрального колеса 2 закреплены с возможностью регулирования углового положения болтами 8 на промежуточных дисках 9, имеющих шлицевое соединение с ведомым валом 10.)]. (4)

Ведущее центральное колесо 1 вращает дополнительные сателлиты 7, которые передают движение валам-шестерням 4 основных сателлитов. Валы-шестерни 4 обкатываются по венцу опорного центрального колеса 3. В результате, оси сателлитов (мнимое водило) совершают вращательное движение вокруг главной оси передачи. Через цилиндрические хвостовики это движение передается боковым шестерням 5 сателлитов, которые опираются на плавающее центральное колесо 6 и передают движение на ведомое колесо 2. С венцов колеса 2 через диски 9 и шлицы движение попадает на ведомый вал 10. Необходимо подчеркнуть, что в отличие от конструкции [3] (рисунок 1), эта передача имеет осевой подвод и отвод движения.

Достоинство предложенных передач, по сравнению с прочими безводильными передачами, состоит в сочетании больших передаточного числа и нагрузочной способности с достаточно высокой технологичностью. Главный недостаток, свойственный и другим известным безводиль-ным передачам, — низкий КПД. Основной областью применения новых безводильных передач являются кратковременно работающие механизмы: приводы задвижек трубопроводной аппаратуры, подъемники, различные механизмы специальных машин, для которых лимитированы

ВЕСТНИК КГУ, 2013. № 2

«кольцевые» габариты редуктора, располагающегося вокруг тяжело нагруженного вала.

/1-/1

I», „—

. ‘ ‘ / , >

i L -, \

j , „ п \

т— \ \ / ✓

р;

1 1

Фиг. 1

УДК 621.833.6

Г.Ю. Волков, С.В. Колмаков

Курганский государственный университет

ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕЗВОДИЛЬНОЙ ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЗА СЧЁТ УВЕЛИЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СМЕЩЕНИЯ НА ВНУТРЕННИХ ЗУБЬЯХ

Аннотация. Статья содержит разработанный авторами метод силового расчёта и определения КПД новой безводильной планетарной передачи. Установлено, что предпочтительным является использование внутренних зубьев с большим положительным коэффициентом смещения инструмента.

Ключевые слова: безводильная планетарная передача, сателлит, коэффициент смещения, коэффициент полезного действия.

G.Y. Volkov, S.V. Kolmakov Kurgan State University

-4

Фиг 2

Рисунок 2 — Безводильная передача с двухзвенными сателлитами, содержащая второй слой сателлитов [4]

Список литературы

1 Кудрявцев, В. 16 Н 1/46. Многосателлитная

планетарная зубчатая передача / Небогин В. Г. ; Юровский Ю. Б. — № 2724345/25-29; заявл. 15.02.1970; опубл. 30.06.1981, Бюд. № 24.- 3 с.

3 Пат. 2463499 РФ, МПК F 16 Н 1/36. Безводильная планетарная

передача /Волков Г. Ю., Колмаков С. В.; заявитель и патентообладатель Курганский государственный университет. — № 2011114671/11; заявл.13.04.2011; опубл. 10.10.2012, Бюл. № 28. — 7 с.

4 Пат. 108525 РФ, МПК F 16 Н 1/36.Безводильная планетарная

передача /Волков Г. Ю., Курасов Д. А., Колмаков С. В.; заявитель и патентообладатель Курганский государственный университет. — № 2011120938/11; заявл. 24.05.2011; опубл. 20.09.2011, Бюл. № 26. — 12 с.

IMPROVING TECHNICAL CHARACTERISTICS OF THE TOWBARLESS PLANETARY GEAR BY INCREASING THE OFFSET COEFFICIENT OF INTERNAL TEETH

Abstract. The article contains the method of force calculation and efficiency test for a new towbarless planetary gear. It has been found that it is preferable to use internal teeth with a large positive offset coefficient of the instrument.

Index Terms: towbarless planetary gear, satellite, offset coefficient, efficiency factor.

Требования, предъявляемые современной техникой к механическим передачам, весьма разнообразны. От механизмов, работающих в постоянном режиме, в первую очередь, требуется высокий КПД. Для других приводов, рассчитанных на кратковременную работу, величина КПД не столь важна, но нужны минимальные массогабаритные характеристики и самоторможение. В приводах второго типа хорошо показывают себя многопоточные планетарные механизмы: редуктор Давида, передачи типа 3К [1], безводиль-ные планетарные передачи. Перспективным видом безво-дильной передачи, отличающимся компактностью и простотой конструкции, является передача с двумя слоями сателлитов, известная по патенту [2] и публикациям [3;4;5]. Главным достоинством такой передачи является уменьшение «кольцевых» габаритов силового редуктора, расположенного «вокруг» тяжело нагруженного вала.

Принципиальная конструкция этой передачи показана на рисунке 1. Она содержит ведущее центральное колесо 1 с наружными зубьями и два силовых центральных колеса 2 и 3, одно из которых 2 имеет наружные зубья, а другое 3 — внутренние. Сателлиты 4, 5 расположены в два слоя в шахматном порядке. Сателлиты 5 внутреннего слоя взаимодействуют с центральным силовым колесом 2, имеющим наружные зубья. Сателлиты 4 внешнего слоя взаимодействуют с центральным силовым колесом 3, имеющим внутренние зубья, а также с сателлитами 5 внутреннего слоя, причем каждый сателлит 4 внешнего слоя взаимодействует с двумя сателлита-

Планетарные передачи

— Обзор основных критериев конструкции и новые варианты выбора размеров

Планетарные редукторы

представляют собой высокоточные устройства управления движением, которые создают значительный крутящий момент для своего размера, обладают высокой жесткостью на скручивание и низким люфтом, что делает их пригодными для широкого применения. — постановка задач.

Планетарные редукторы Micron AquaTrue обеспечивают защиту IP67 от агрессивных чистящих химикатов и промывки под высоким давлением.

Например, отдельные типы планетарных редукторов:

• Работайте круглосуточно, семь дней в неделю, более 30 000 часов в картонных упаковках.Редукторы с пожизненной смазкой не требуют технического обслуживания, а высокое отношение крутящего момента к размеру обеспечивает компактные размеры корпуса и небольшую занимаемую площадь на машине.

• Помогает достичь точности в пределах нескольких десятитысячных дюйма на машинах плазменной резки благодаря исключительно низкому люфту. Винтовая зубчатая передача обеспечивает быстрое позиционирование и плавное движение, а герметичные редукторы не пропускают абразивную пыль, образующуюся во время резки.

• Ограничьте шум и вибрацию и соблюдайте строгие требования к люфту в столах для сканирования сердечно-сосудистых пациентов.

• Позвольте пищевому оборудованию нарезать мясо, хлеб и замороженные продукты со скоростью до четырех ломтиков в секунду. Также доступны тонкие прямоугольные конструкции, которые вписываются в габариты машины и обеспечивают бесшумную и плавную работу.

Основы планетарной системы — передаточные числа, углы винтовой линии, осевые нагрузки, коронация

Планетарный редуктор принимает высокоскоростной вход с низким крутящим моментом, скажем, от электродвигателя, затем увеличивает крутящий момент и снижает скорость на выходе за счет передаточного числа редуктора.Это позволяет двигателям работать на более высоких и более эффективных оборотах в минуту в оборудовании, которое работает на низких скоростях. Это также снижает инерцию, отраженную обратно в двигатель, повышая стабильность. А использование планетарного редуктора часто позволяет машиностроителям уменьшить размер и стоимость оборудования для управления перемещением.

Планетарные агрегаты с косозубыми шестернями, а не прямозубые, имеют большее передаточное отношение. Коэффициент контакта — это количество зубьев в сетке в любой момент времени. В то время как обычная прямозубая зубчатая передача имеет коэффициент контакта 1,5, косозубая зубчатая передача увеличивает его более чем вдвое до 3.3. Преимущества более высокого коэффициента контакта:

Редуктор Micron EverTrue предназначен для непрерывного режима работы. Он может работать без остановок, не превышая 140 ° F, и работать более 30 000 часов.

• На 30–50% больше крутящего момента, чем у эквивалентной цилиндрической планетарной передачи.
• Лучшее распределение нагрузки, что увеличивает срок службы.
• Более плавная и тихая работа.
• Люфт снижен на 2 угл. Мин.

Угол наклона винтовой линии редуктора также оказывает значительное влияние на производительность, поскольку чем больше угол, тем больше зубьев в зацеплении одновременно.Таким образом, увеличение угла наклона винтовой линии с типичных 12 ° до 15 ° увеличивает крутящий момент на 17-20%; и на 40% по сравнению с прямозубыми цилиндрическими зубчатыми колесами. Шестерни с углом наклона спирали 15 ° также издают меньше шума.

Зубья косозубой шестерни создают осевые нагрузки на вал двигателя. Подшипники редуктора должны компенсировать эти нагрузки. В цилиндрических редукторах с шарикоподшипниками с небольшой осевой нагрузкой или без нее может возникать преждевременный выход из строя подшипников двигателя или редуктора. Лучше использовать конические роликоподшипники, например, в редукторах Micron Helical, чтобы полностью компенсировать осевые нагрузки.

Диапазон передаточных чисел одноступенчатого планетарного редуктора от 3: 1 до 10: 1. Передаточное число не может превышать 10: 1, потому что ведущие шестерни могут быть очень маленькими. Передаточное число более 10: 1 возможно с дополнительной планетарной ступенью, хотя обычно это увеличивает длину и стоимость. Планетарные конструкции также не могут иметь передаточное число менее 3: 1, потому что тогда шестерня и внешнее зубчатое колесо должны быть почти одинакового размера, не оставляя места для планетарных шестерен. Передаточные числа от 4: 1 до 8: 1 обеспечивают наилучшее сочетание размера шестерни и планетарной передачи, производительности и срока службы.

Коронация включает в себя небольшое изменение профиля зубьев шестерни для улучшения соосности зубчатого зацепления, увеличения крутящего момента и снижения шума. Он также улучшает распределение нагрузки на боковую поверхность зуба, тем самым сводя к минимуму области высокого напряжения, которые могут вызвать точечную коррозию.

Планетарные передачи преобразуют входные сигналы с высокой скоростью и низким крутящим моментом в выходы с низким крутящим моментом и высоким крутящим моментом.

Для эффективной работы планетарного редуктора необходим некоторый зазор. Зазор предотвращает чрезмерный нагрев и износ шестерен и обеспечивает хорошую смазку.Но небольшой зазор между зубьями шестерни приводит к потере хода. Реальные редукторы также не могут иметь бесконечную жесткость на скручивание, поэтому накат (изгиб) в редукторе приводит к дополнительному потерянному движению.

Понимание того, как разные производители измеряют люфт, важно при выборе редуктора. Нет строгих стандартов, регулирующих, как измерять люфт. Это может привести к путанице и неправильным представлениям. Некоторые производители измеряют и усредняют четыре или более точек на выходном валу, чтобы получить характеристику люфта.Используя этот метод, блок с измерениями люфта 4, 6, 10 и 12 угловых минут будет иметь номинальное значение 8 угловых минут. Инженеры Thomson считают, что зазор должен основываться на самом большом измерении на выходном валу, поэтому в приведенном выше примере будет получено номинальное значение 12 угловых минут.

Кроме того, некоторые производители применяют 2% номинального крутящего момента для создания номинального люфта, в то время как другие применяют меньше. Последний дает более низкие измерения люфта и не дает истинных оценок люфта в течение срока службы продукта.

Люфт со временем будет увеличиваться. Планетарный редуктор может иметь зазор из коробки 8 угловых минут, но, например, 15 угловых минут после шести месяцев использования. Поэтому то, насколько хорошо планетарный редуктор сохраняет точность в течение всего срока службы, является важным фактором для большинства пользователей.

Размер и выбор планетарного редуктора Планетарный редуктор со спиральной головкой обеспечивает плавное движение с низким люфтом, позволяя станкам плазменной резки сохранять точность в пределах нескольких десятитысячных долей дюйма.

Правильный выбор редуктора и точный размер имеют решающее значение для долгого и надежного срока службы. В качестве отправной точки разработчики могут приблизительно определить требуемый размер редуктора от:

T _r = T _м × r × e

, где T _r = крутящий момент приложения, T _м = постоянный крутящий момент, r = передаточное число и e = эффективность.

Однако, чтобы точно определить размер редуктора, инженеры должны учитывать полный профиль движения, включая скорость, крутящий момент, ускорение, замедление и частоту цикла.И они должны применять понижающий коэффициент для условий с высокой циклической нагрузкой. (Типичные значения приведены в таблице.)

Непрерывная работа в непрерывном режиме не требует факторов снижения номинальных характеристик. В таких случаях наиболее распространенной проблемой является перегрев, который разрушает смазку и приводит к выходу из строя шестерен. Высокопроизводительные редукторы, такие как Micron EverTrue, рассчитаны на круглосуточную работу без выходных, при температуре ниже 140 ° F и срок службы более 30 000 часов.

Онлайн-инструменты для выбора и определения размеров позволяют сэкономить время, позволяя инженерам находить и сравнивать планетарные редукторы, подходящие для конкретного применения.(См. Дополнительную информацию на боковой панели.)

Устранение неисправностей Планетарная передача

Некоторые проблемы могут возникнуть в редукторах, размер и установка которых не соответствуют требованиям.

Шум редуктора

Несоответствующая входная частота вращения, передаточное отношение редуктора, выходной крутящий момент, радиальные и осевые нагрузки, а также ошибки монтажа могут способствовать возникновению шума редуктора. Но правильный монтаж имеет решающее значение для минимизации шума и повышения производительности. Многие редукторы необходимо устанавливать на серводвигатель в вертикальном положении.Это позволяет валу двигателя центрировать редуктор. После установки на двигатель редуктор можно использовать в любом положении.

Редуктор трения

Слишком много смазки, компоненты с недопустимыми отклонениями и плохое качество зубчатых колес или подшипников могут вызвать чрезмерное трение и сопротивление. Ищите производителей редукторов, которые проверяют каждый редуктор на входное сопротивление перед отгрузкой. Каждый размер и соотношение имеют допустимый диапазон сопротивления, и пиковые уровни следует измерять в обоих направлениях.

Уплотнение редуктора

Для приложений, требующих защиты от пыли, грязи и воды, имейте в виду, что сочетание двигателя со степенью защиты IP65 и редуктора со степенью защиты IP65 не всегда обеспечивает защиту IP65.Внимательно посмотрите, как герметизируется стык между двигателем и редуктором. Лучшим подходом является использование уплотнительных колец между всеми корпусами для защиты IP65 на всей сборке.

Планетарный редуктор нового типа Micron AquaTrue соответствует требованиям IP67 для обработки, упаковки и раздачи продуктов питания и напитков благодаря круглому корпусу из нержавеющей стали без внешних швов. Такие редукторы могут выдерживать щелочные химические чистящие средства и промывки под высоким давлением, что дает инженерам возможность устанавливать их без дополнительных затрат и сложности компонентов, таких как кожухи, экранирование и механические передачи.

Смазка редуктора

Масло или консистентная смазка могут эффективно смазывать планетарные редукторы. Смазка имеет то преимущество, что она обеспечивает смазку на весь срок службы редуктора, что исключает необходимость в обслуживании. Смазка допускает установку в любом положении и устраняет опасения по поводу утечки.

Масло требует обслуживания и повторной смазки, обычно каждые несколько тысяч часов. А утечки всегда являются проблемой при смазке маслом. Ориентация при масляной смазке обычно ограничена, должна указываться при заказе и обычно не может быть изменена.Распространенное заблуждение состоит в том, что маслонаполненные агрегаты всегда работают холоднее, чем редукторы, смазываемые консистентной смазкой. На самом деле уплотнение, необходимое для маслонаполненной коробки передач, часто выделяет больше тепла, чем экономит масло.

Онлайн-выбор и определение размеров — попробуйте один вариант

Онлайн-инструменты для определения размеров и выбора редуктора упрощают процесс поиска редуктора, подходящего для конкретной области применения. Одним из универсальных инструментов для определения размеров является Micron Motioneering.Его режим определения размера и выбора позволяет пользователям вводить параметры приложения, такие как скорость, выходной крутящий момент, а также радиальные и осевые нагрузки, и инструмент рекомендует редукторы, подходящие для конкретного применения. Вот как это работает.

На первом экране определения размеров и выбора инженеры должны ввести четыре важных элемента информации:

1. Тип или ориентация редуктора (рядный или прямой угол). Угловые редукторы предлагают три отдельных варианта: стандартный вал, сдвоенный вал и полый вал.

2. Тип приложения. Пользователи выбирают между «циклическим режимом» и «непрерывным режимом». Любая операция, которая выполняется в одном направлении в течение 4 часов или более без остановки или изменения скорости, считается непрерывной работой. Все другие приложения, включая машины, которые работают более 4 часов, но меняют направление, считаются циклическими.

3. Требования к люфту делятся на три класса:
• Максимальный люфт Ultraprecision составляет 4 мин. Дуги для одноступенчатых устройств и 5 мин. Дуги для двухступенчатых.
• Высокая точность имеет максимальный люфт 8 угловых минут (одноступенчатый) и 9 угловых минут (двухступенчатый).
• Класс точности имеет максимальный люфт 13 и 15 угловых минут для одно- и двухступенчатых устройств соответственно.

4. Коэффициент. На этом этапе инструмент показывает пользователям доступные коэффициенты для указанных комбинаций. Например, если выбрать линейную ориентацию, соотношения 1: 1 и 2: 1 будут «затенены», потому что они доступны только в прямоугольных версиях.

Далее у пользователей есть два способа ввести требования к крутящему моменту и скорости. Первый вариант — ввести их как максимальный крутящий момент и число оборотов в минуту. Можно ввести как входные, так и выходные обороты, и инструмент вычислит другое. Для более сложных приложений пользователи могут создать полный профиль движения. Каждый сегмент профиля движения требует: скорости в начале и конце сегмента, продолжительности и крутящего момента во время сегмента. После указания этих параметров пользователи могут ввести радиальные или осевые нагрузки, которые могут присутствовать.

Выбор крепления двигателя — последний шаг. Крепления доступны от более 300 производителей. Пользователи просто выбирают двигатель из раскрывающегося меню, и инструмент генерирует номер детали для монтажа двигателя. Размеры двигателя также будут указаны на экране для справки.

Если нужный двигатель отсутствует в списке, инструмент имеет возможность вручную ввести размеры двигателя. Критические размеры, такие как диаметр и длина вала, окружность болта и диаметр пилота, используются для определения номера комплекта для монтажа двигателя, необходимого для редуктора.Пользователи могут вводить размеры в английских или метрических единицах.

После ввода всех параметров приложения инструмент суммирует доступные редукторы, соответствующие критериям применения, отсортированные по цене от самых экономичных до самых дорогих. В нем также указан коэффициент безопасности между требуемым крутящим моментом и номинальным крутящим моментом каждого редуктора. После выбора продукта пользователи могут загрузить 2D- или 3D-модель, запросить ценовое предложение или сохранить выбор.

Режим «Выбрать редуктор по номеру модели» можно использовать, когда требуемый редуктор уже известен.Он позволяет пользователям просматривать цены, спецификации каталога и сроки выполнения заказа, а также загружать модели САПР. Дизайнеры нажимают на семейство редукторов и выбирают тип продукта, размер рамы, передаточное число и комплект для монтажа двигателя. Если комплект для монтажа двигателя неизвестен, пользователи могут ввести размеры, как описано выше.

Планетарная передача: 8 ступеней

Введение — планетарные шестерни также называют планетарными шестернями, состоящими из трех элементов солнечной шестерни, планетарной шестерни и коронной шестерни.Солнечная шестерня расположена в центре, которая передает крутящий момент на планетарные шестерни, вращающиеся вокруг солнечной шестерни. Обе системы расположены внутри зубчатого венца. В зубчатой формации солнечная и планетарная шестерни зацеплены снаружи, а коронная шестерня — внутри. (См. Рис.01) Рис. 01
Планетарная передача встречается во многих вариантах и конфигурациях, чтобы соответствовать широкому диапазону передаточных чисел в соответствии с требованиями конструкции. Планетарная зубчатая передача используется в различных приложениях, таких как часы, лунный календарь, автомобильное зеркало, игрушки, мотор-редуктор, газотурбинный двигатель и многое другое.
Для подробного понимания планетарной передачи: http://en.wikipedia.org/wiki/Epicyclic_gearing Planetary Gear Design.
Система планетарной передачи не будет собрана, если количество зубьев каждой шестерни не будет выбрано правильно.
Передаточное отношение планетарного цилиндрического цилиндрического зубчатого колеса 5: 1 означает, что солнечная шестерня должна совершать 5 оборотов за каждый оборот выходного водила.
Желаемое количество зубьев солнечной шестерни 24.
Требования к конструкции:
Передаточное отношение = 5: 1
Солнечная шестерня = 24
Модуль = 1
Поскольку, я работаю в метрических единицах, все размеры будут в мм.При выборе шестерен в метрических единицах профиль зуба прямозубой шестерни будет в модуле.
M = модуль
N = количество зубьев
Nr = количество зубьев коронной шестерни
Pd = диаметр шага
R = передаточное отношение
PDs = N / M = 24/1 = 24 мм Ур. 01
Диаметр шага солнечной шестерни составляет 24.
Рассчитайте количество зубьев, необходимых в коронной шестерне для передаточного числа 5: 1.
R = 1 + Nr / Pd Ур. 02
Решите для Nr
Nr = Pd (R-1) = 24 (5-1) = 24 (4) = 96 зубьев

Диаметр шага коронной шестерни с 96 зубьями и 1 модулем.
Pd = Nr / M Ур. 03 Pd = 96/1 = 96 мм
Диаметр шага планетарных шестерен должен быть определен от.
PDp = (Nr-PDs) / 2 = (96-24) / 2 = 72/2 = 36 мм
Число зубьев планетарной шестерни теперь можно узнать из.
PDp = N / M Ур. 04 36 мм = N / 1  36 мм (1) = N  N = 36 зубьев
Проверка:
R = 1 + Nr / P_D = 1 + 96/24 = 1 + 4 = 5
Соотношение 5: 1, как требовался дизайн.

Вывод уравнения Уиллиса (основное уравнение планетарных шестерен)

Уравнение Уиллиса описывает движение отдельных шестерен планетарной коробки передач (планетарной передачи).

Суперпозиция движений

Изменение скорости планетарных коробок передач уже не так легко понять, как изменение скорости стационарных трансмиссий. Это связано с тем, что движение вращающихся планетарных шестерен в конечном итоге представляет собой суперпозицию трех различных движений. Движение больше не состоит из простого вращения вокруг своей оси, но сама ось выполняет дополнительное круговое движение вокруг оси солнечной шестерни, в то время как планетарная шестерня также выполняет дополнительное круговое движение из-за вращения солнечной шестерни.

Анимация: движение планетарной передачи

Таким образом, движение вращающейся планетарной передачи можно проследить до наложения трех отдельно наблюдаемых движений:

вращение водила вокруг солнечной шестерни
вращение планетарной шестерни вокруг собственного центра тяжести
вращение солнечной шестерни

1	2	3
Движение водило	Движение планетарной шестерни	Полное движение

Однако движения не являются независимыми друг от друга, потому что планетарная шестерня вращается на солнечной шестерне.Таким образом, соотношение диаметров солнечной шестерни и планетарной шестерни определяет, как часто планетарная шестерня вращается вокруг своей оси, в то время как она один раз вращается вокруг солнечной шестерни.

Чтобы определить соотношение скоростей вращения между солнечной шестерней, планетарной шестерней и водилом, вышеупомянутые движения сначала описываются отдельно, а затем накладываются друг на друга. Для ясности предполагается, что шестерни представляют собой (шаговые) цилиндры.

Рис.: Принципиальная конструкция планетарной шестерни

Вращение водила вокруг солнечной шестерни

Если солнечная шестерня стоит на месте и планетарная шестерня надежно зафиксирована на водиле, то угол стреловидности водила φ _c соответствует угловому положению планетарной шестерни φ _p1.

\ begin {align}
\ label {P1}
& \ underline {\ varphi_ {p1} = \ varphi_c} \\ [5px]
\ end {align}

Рис.: Вращение оси планетарной шестерни вокруг солнечной шестерни

Вращение планетарной шестерни вокруг собственного центра тяжести

Фактически, планетарная шестерня будет катиться по солнечной шестерне, когда она установлена с возможностью вращения на водило, и, таким образом, вращается вокруг своего собственного центра тяжести. Планетарная передача, таким образом, повернется на дополнительный угол φ _p2.

Если рассматривать простое качение, то длина дуги b _c, которую водило покрыло на солнечной шестерне, точно соответствует длине дуги b _p2, на которую планетарная шестерня переместилась по своей окружности.Дополнительный угол φ _p2 может быть определен в радианах следующим образом:

\ begin {align}
& b_ {p2} = b_c \\ [5px]
& \ tfrac {d_p} {2} \ cdot \ varphi_ {p2} = \ tfrac {d_s} {2} \ cdot \ varphi_c \\ [5px]
\ label {P2}
& \ underline {\ varphi_ {p2} = \ frac {d_s} {d_p} \ cdot \ varphi_c} \\ [5px]
\ end {align}

Рис.: Вращение планетарной шестерни вокруг собственного центра тяжести

Вращение солнечной шестерни

Теперь водило удерживается на месте, а солнечная шестерня вращается по часовой стрелке на угол φ _s.В этом случае планетарная шестерня повернется против часовой стрелки на угол φ _p3. Аналогично предыдущему случаю, применяется следующее утверждение: длина дуги b _s на окружности солнечной шестерни соответствует длине дуги b _p3, на которую планетарная шестерня переместилась по окружности:

\ begin {align}
& b_ {p3} = — b_s \\ [5px]
& \ tfrac {d_p} {2} \ cdot \ varphi_ {p3} = — \ tfrac {d_s} {2} \ cdot \ varphi_s \\ [5px]
\ label {P3}
& \ underline {\ varphi_ {p3} = — \ frac {d_s} {d_p} \ cdot \ varphi_s} \\ [5px]
\ end {align}

Рис.: Вращение планетарной шестерни из-за вращения солнечной шестерни

Знак «минус» указывает на то, что планетарная шестерня движется в направлении, противоположном движению солнечной шестерни.

Наложение различных движений

Движения планетарной передачи в соответствии с уравнениями (\ ref {P1}), (\ ref {P2}) и (\ ref {P3}), которые до сих пор рассматривались отдельно, теперь могут быть наложены на общую движение:

\ begin {align}
& \ varphi_p = \ varphi_ {p1} + \ varphi_ {p2} + \ varphi_ {p3} \\ [5px]
\ label {P}
& \ underline {\ varphi_ {p} = \ cdot \ varphi_c + \ frac {d_s} {d_p} \ cdot \ varphi_c — \ frac {d_s} {d_p} \ cdot \ varphi_s} \\ [5px]
\ end {align}

Рисунок: Суперпозиция движений

Угловые положения φ, содержащиеся в этом уравнении, являются результатом соответствующей угловой скорости ω и прошедшего времени t (φ = ω⋅t), при этом угловая скорость напрямую связана со скоростью вращения n соотношением ω = 2π Номер телефона:

\ begin {align}
& \ varphi = \ omega \ cdot t ~~~ \ text {with} ~~~ \ omega = 2 \ pi \ cdot n ~~~ \ text {применяется:} \\ [5px]
\ label {varp}
& \ underline {\ varphi = 2 \ pi \ cdot n \ cdot t} \\ [5px]
\ end {align}

Если уравнение (\ ref {varp}) используется в уравнении (\ ref {P}), в конечном итоге получается следующая зависимость между скоростью вращения планетарной шестерни n _P и скоростью вращения солнечной шестерни n _s и носитель n _c:

\ begin {align}
& 2 \ pi \ cdot n_p \ cdot t = 2 \ pi \ cdot n_c \ cdot t + \ frac {d_s} {d_p} \ cdot 2 \ pi \ cdot n_c \ cdot t — \ frac { d_s} {d_p} \ cdot 2 \ pi \ cdot n_s \ cdot t \\ [5px]
& n_p = n_c + \ frac {d_s} {d_p} \ cdot n_c — \ frac {d_s} {d_p} \ cdot n_s ~ ~~~~~~~ \ text {|} \ cdot d_p \\ [5px]
& n_p \ cdot d_p = n_c \ cdot d_p + d_s \ cdot n_c — d_s \ cdot n_s \\ [5px]
\ label {g }
& \ в коробке {n_p \ cdot d_p = n_c \ cdot \ left (d_p + d_s \ right) — n_s \ cdot d_s} \\ [5px]
\ end {align}

Поскольку диаметр делительной окружности d шестерни прямо пропорционален количеству зубьев z, приведенное выше уравнение также может быть выражено соответствующим количеством зубьев:

\ begin {align}
\ label {pln}
& \ boxed {n_p \ cdot z_p = n_c \ cdot \ left (z_p + z_s \ right) — n_s \ cdot z_s} \\ [5px]
\ end {align }

Это уравнение называется фундаментальной формулой планетарной передачи (также называемой уравнением Уиллиса ).Уравнение Уиллиса используется для определения различных передаточных чисел в зависимости от режима работы, что будет более подробно объяснено в статье Уравнение Уиллиса для планетарных шестерен.

Уравнения и калькуляторы планетарных эпициклических передаточных чисел

| Инженеры Edge

Связанные ресурсы: шестерни

Уравнения и калькуляторы планетарных эпициклических передаточных чисел

Проектирование и проектирование редукторов

Уравнения и калькуляторы для определения передаточных чисел планетарных или планетарных шестерен в сборе

Где:

D = Вращение привода на оборот ведомого, ведомой шестерни или шкива.Обороты / Обороты … или множитель отношения скорости ведущего к ведомому.
F = Вращение ведомого, ведомой шестерни или шкива за один оборот привода. Обратите внимание на (F = вращение толкателя планетарного типа вокруг своей оси.) Или множитель отношения скорости толкателя к водителю.
A = Размер ведущей шестерни с использованием либо числа зубьев, либо делительного диаметра. Примечание. Когда ведомый элемент получает свое движение как от A, так и от вторичного ведущего элемента, A = размер начальной ведущей шестерни, а формула дает соотношение скоростей между A и ведомым элементом.
B = размер ведомой шестерни или ведомого колеса (используйте либо делительный диаметр (дюймы или мм), либо общее количество зубьев)
C = размер фиксированной шестерни (используйте либо делительный диаметр, либо количество зубьев)
E = Угол в градусах
x = размер планетарной шестерни, как показано на диаграмме (используйте либо делительный диаметр, либо количество зубьев)
y = размер планетарной шестерни, как показано на диаграмме (используйте либо делительный диаметр, либо количество зубьев)
z = Размер вторичной или вспомогательной ведущей шестерни, когда ведомый движется от двух приводных элементов
S = Вращение вторичного привода на один оборот первичного привода.S отрицательно, когда вторичный и начальный драйверы вращаются в противоположных направлениях. (Формулы, в которых используется S, дают соотношение скоростей между ведомым и начальным водителем.)
RPM = число оборотов в минуту.

Для всех калькуляторов требуется членство Premium

Примечание: Во всех случаях, если D известен, F = 1 / D, или, если F известен, D = 1 / F.

Направление вращения. Если расчетный результат отрицательный, привод и ведомый будут вращаться в противоположных направлениях; в противном случае неотрицательный ответ означает, что оба будут вращаться в одном направлении.

Рисунки 19–22 используются для получения передаточных чисел, когда два приводных элемента вращаются с разными скоростями. Это типы составных дисков.

Планетарная коническая шестерня

. — Две формы планетарной шестерни конического типа показаны на рисунках 23 и 24. Планетарная шестерня на рисунке 23 вращается вокруг неподвижной конической шестерни, в центре которой находится ведомый вал. На рисунке 24 показан редуктор Humpage. Это иногда называют обратным зацеплением конического шкива из-за его использования в конических шкивах некоторых типов станков.

| Обратная связь | Реклама
| Контакты

Дата / Время:

Понимание планетарных передач | Капс Автомат

Планетарный ряд представляет собой серию из трех взаимосвязанных шестерен, состоящую из солнечной шестерни, нескольких шестерен и зубчатого венца. Каждая ведущая шестерня крепится к узлу водила с помощью ведущего вала.Солнечная шестерня расположена в центре узла; вокруг солнечной шестерни вращаются несколько шестерен; зубчатый венец окружает ведущие шестерни. Этот узел шестерен называется «планетарными», потому что ведущие шестерни напоминают планеты, вращающиеся вокруг Солнца.

В конструкции планетарной передачи мы можем получить разные передаточные числа вперед и назад, даже если шестерни расположены на одной оси.

Передаточные числа

Передаточные числа также могут быть определены в планетарной передаче, хотя это не то, что можно легко изменить.Передаточное число планетарного ряда определяется числом зубьев водила, коронной шестерни и солнечной шестерни. Поскольку водило в сборе не имеет зубьев, а ведущие шестерни всегда работают как холостые шестерни, их количество зубьев не связано с передаточным числом планетарного ряда. Однако для расчета коэффициента несущей необходимо присвоить произвольный номер. Просто посчитайте количество зубьев солнечной шестерни и коронной шестерни. Сложите эти два числа вместе, и вы получите номер несущей передачи для расчетов.

Количество зубьев водила (Cc) можно получить по следующей формуле:

Cc = Cr + Cs

Где

Cc = количество зубьев водила

Cr = количество зубьев коронной шестерни

Cs = количество зубьев солнечной шестерни

Мы предположим, что Cr равно 56, а Cs равно 24. Когда солнечная шестерня зафиксирована, а коронная шестерня работает как входной элемент, передаточное число планетарного ряда рассчитывается как:

Передаточное число = число Зубья вторичной шестерни / количество зубьев первичной шестерни

= Cc / Cr

= 56 + 24/56

= 1.429

Следовательно, входной элемент должен будет повернуться почти полтора раза на один оборот выходного элемента.

Эксплуатация

На диаграмме ниже показана работа планетарной передачи. Различные скорости и направления вращения можно получить, удерживая один из планетарных элементов в фиксированном положении, обеспечивая входной крутящий момент другому элементу, при этом третий элемент используется в качестве выходного элемента.

Когда любые два элемента удерживаются вместе и другой элемент обеспечивает входную крутящую силу, вся сборка поворачивается одновременно с входным элементом.Теперь передаточные числа от одной планетарной передачи не дают нам желаемых передаточных чисел, которые используют оптимальный крутящий момент двигателя. Поэтому необходимо использовать две одинарные планетарные передачи, которые имеют общую солнечную шестерню. Эта конструкция является базовой для большинства производимых сегодня автоматических трансмиссий.

http://www.autoshop101.com

% PDF-1.6
%
1 0 obj
> / Метаданные 2 0 R / Страницы 3 0 R / StructTreeRoot 5 0 R / Тип / Каталог >>
эндобдж
2 0 obj
> поток
2015-11-05T13: 38-05: 002015-11-05T13: 37: 59-05: 002015-11-05T13: 38-05: 00 Adobe InDesign CS5 (7.0) application / pdfuuid: 15110810-db39-5647-9ce6-183db7d4c428uuid: eb794bac-032a-8749-8573-fdc4124f4c0e Библиотека Adobe PDF 9.9

конечный поток
эндобдж
3 0 obj
>
эндобдж
5 0 obj
>
эндобдж
9 0 объект
>
эндобдж
10 0 obj
>
эндобдж
11 0 объект
>
эндобдж
12 0 объект
>
эндобдж
2619 0 объект
>
эндобдж
2620 0 объект
>
эндобдж
2621 0 объект
>
эндобдж
2622 0 объект
>
эндобдж
2623 0 объект
>
эндобдж
2624 0 объект
>
эндобдж
2625 0 объект
>
эндобдж
2626 0 объект
>
эндобдж
2627 0 объект
>
эндобдж
2628 0 объект
>
эндобдж
2629 0 объект
>
эндобдж
2630 0 объект
>
эндобдж
2631 0 объект
>
эндобдж
2632 0 объект
>
эндобдж
2633 0 объект
>
эндобдж
2634 0 объект
>
эндобдж
2635 0 объект
>
эндобдж
2636 0 объект
>
эндобдж
2637 0 объект
>
эндобдж
2638 0 объект
>
эндобдж
2639 0 объект
>
эндобдж
2640 0 объект
>
эндобдж
2641 0 объект
>
эндобдж
2642 0 объект
>
эндобдж
2643 0 объект
>
эндобдж
2644 0 объект
>
эндобдж
2645 0 объект
>
эндобдж
2646 0 объект
>
эндобдж
2647 0 объект
>
эндобдж
2648 0 объект
>
эндобдж
2649 0 объект
>
эндобдж
2650 0 объект
>
эндобдж
2651 0 объект
>
эндобдж
2652 0 объект
>
эндобдж
2653 0 объект
>
эндобдж
2654 0 объект
>
эндобдж
2655 0 объект
>
эндобдж
2656 0 объект
>
эндобдж
2657 0 объект
>
эндобдж
2658 0 объект
>
эндобдж
2659 0 объект
>
эндобдж
2660 0 объект
>
эндобдж
2661 0 объект
>
эндобдж
2662 0 объект
>
эндобдж
2663 0 объект
>
эндобдж
2664 0 объект
>
эндобдж
2665 0 объект
>
эндобдж
2666 0 объект
>
эндобдж
2667 0 объект
>
эндобдж
2668 0 объект
>
эндобдж
2669 0 объект
>
эндобдж
2670 0 объект
>
эндобдж
2671 0 объект
>
эндобдж
2672 0 объект
>
эндобдж
2673 0 объект
>
эндобдж
2674 0 объект
>
эндобдж
2675 0 объект
>
эндобдж
2676 0 объект
>
эндобдж
2677 0 объект
>
эндобдж
2678 0 объект
>
эндобдж
2679 0 объект
>
эндобдж
2680 0 объект
>
эндобдж
2681 0 объект
>
эндобдж
2682 0 объект
>
эндобдж
2683 0 объект
>
эндобдж
2684 0 объект
>
эндобдж
2685 0 объект
>
эндобдж
2686 0 объект
>
эндобдж
2687 0 объект
>
эндобдж
2688 0 объект
>
эндобдж
2689 0 объект
>
эндобдж
2690 0 объект
>
эндобдж
2691 0 объект
>
эндобдж
2692 0 объект
>
эндобдж
2693 0 объект
>
эндобдж
2694 0 объект
>
эндобдж
2695 0 объект
>
эндобдж
2696 0 объект
>
эндобдж
2697 0 объект
>
эндобдж
2698 0 объект
>
эндобдж
2699 0 объект
>
эндобдж
2700 0 объект
>
эндобдж
2701 0 объект
>
эндобдж
2702 0 объект
>
эндобдж
2703 0 объект
>
эндобдж
2704 0 объект
>
эндобдж
2705 0 объект
>
эндобдж
2706 0 объект
>
эндобдж
2707 0 объект
>
эндобдж
2708 0 объект
>
эндобдж
2709 0 объект
>
эндобдж
2710 0 объект
>
эндобдж
2711 0 объект
>
эндобдж
2712 0 объект
>
эндобдж
2713 0 объект
>
эндобдж
2714 0 объект
>
эндобдж
2715 0 объект
>
эндобдж
2716 0 объект
>
эндобдж
2717 0 объект
>
эндобдж
2718 0 объект
>
эндобдж
2719 0 объект
>
эндобдж
2720 0 объект
>
эндобдж
2721 0 объект
>
эндобдж
2722 0 объект
>
эндобдж
2723 0 объект
>
эндобдж
2724 0 объект
>
эндобдж
2725 0 объект
>
эндобдж
2726 0 объект
>
эндобдж
2727 0 объект
>
эндобдж
2728 0 объект
>
эндобдж
2729 0 объект
>
эндобдж
2730 0 объект
>
эндобдж
2731 0 объект
>
эндобдж
2732 0 объект
>
эндобдж
2733 0 объект
>
эндобдж
2734 0 объект
>
эндобдж
2735 0 объект
>
эндобдж
2736 0 объект
>
эндобдж
2737 0 объект
>
эндобдж
2738 0 объект
>
эндобдж
2739 0 объект
>
эндобдж
2740 0 объект
>
эндобдж
2741 0 объект
>
эндобдж
2742 0 объект
>
эндобдж
2743 0 объект
>
эндобдж
2744 0 объект
>
эндобдж
2745 0 объект
>
эндобдж
2746 0 объект
>
эндобдж
2747 0 объект
>
эндобдж
2748 0 объект
>
эндобдж
2749 0 объект
>
эндобдж
2750 0 объект
>
эндобдж
2751 0 объект
>
эндобдж
2752 0 объект
>
эндобдж
2753 0 объект
>
эндобдж
2754 0 объект
>
эндобдж
2755 0 объект
>
эндобдж
2756 0 объект
>
эндобдж
2757 0 объект
>
эндобдж
2758 0 объект
>
эндобдж
2759 0 объект
>
эндобдж
2760 0 объект
>
эндобдж
2761 0 объект
>
эндобдж
2762 0 объект
>
эндобдж
2763 0 объект
>
эндобдж
2764 0 объект
>
эндобдж
2765 0 объект
>
эндобдж
2766 0 объект
>
эндобдж
2767 0 объект
>
эндобдж
2768 0 объект
>
эндобдж
2769 0 объект
>
эндобдж
2770 0 объект
>
эндобдж
2771 0 объект
>
эндобдж
2772 0 объект
>
эндобдж
2773 0 объект
>
эндобдж
2774 0 объект
>
эндобдж
2775 0 объект
>
эндобдж
2776 0 объект
>
эндобдж
2777 0 объект
>
эндобдж
2778 0 объект
>
эндобдж
2779 0 объект
>
эндобдж
2780 0 объект
>
эндобдж
2781 0 объект
>
эндобдж
2782 0 объект
>
эндобдж
2783 0 объект
>
эндобдж
2784 0 объект
>
эндобдж
2785 0 объект
>
эндобдж
2786 0 объект
>
эндобдж
2787 0 объект
>
эндобдж
2788 0 объект
>
эндобдж
2789 0 объект
>
эндобдж
2790 0 объект
>
эндобдж
2791 0 объект
>
эндобдж
2792 0 объект
>
эндобдж
2793 0 объект
>
эндобдж
2794 0 объект
>
эндобдж
2795 0 объект
>
эндобдж
2796 0 объект
>
эндобдж
2797 0 объект
>
эндобдж
2798 0 объект
>
эндобдж
2799 0 объект
>
эндобдж
2800 0 объект
>
эндобдж
2801 0 объект
>
эндобдж
2802 0 объект
>
эндобдж
2803 0 объект
>
эндобдж
2804 0 объект
>
эндобдж
2805 0 объект
>
эндобдж
2806 0 объект
>
эндобдж
2807 0 объект
>
эндобдж
2808 0 объект
>
эндобдж
2809 0 объект
>
эндобдж
2810 0 объект
>
эндобдж
2811 0 объект
>
эндобдж
2812 0 объект
>
эндобдж
2813 0 объект
>
эндобдж
2814 0 объект
>
эндобдж
2815 0 объект
>
эндобдж
2816 0 объект
>
эндобдж
2817 0 объект
>
эндобдж
2818 0 объект
>
эндобдж
2819 0 объект
>
эндобдж
2820 0 объект
>
эндобдж
2821 0 объект
>
эндобдж
2822 0 объект
>
эндобдж
2823 0 объект
>
эндобдж
2824 0 объект
>
эндобдж
2825 0 объект
>
эндобдж
2826 0 объект
>
эндобдж
2827 0 объект
>
эндобдж
2828 0 объект
>
эндобдж
2829 0 объект
>
эндобдж
2830 0 объект
>
эндобдж
2831 0 объект
>
эндобдж
2832 0 объект
>
эндобдж
2833 0 объект
>
эндобдж
2834 0 объект
>
эндобдж
2835 0 объект
>
эндобдж
2836 0 объект
>
эндобдж
2837 0 объект
>
эндобдж
2838 0 объект
>
эндобдж
2839 0 объект
>
эндобдж
2840 0 объект
>
эндобдж
2841 0 объект
>
эндобдж
2842 0 объект
>
эндобдж
2843 0 объект
>
эндобдж
3025 0 объект
>
эндобдж
2845 0 объект
> / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / Свойства >>> / XObject >>> / Rotate 0 / StructParents 19 / TrimBox [0.'[M _> ս F:’ ipmmDuT? KVWλhN [[$ `A $ 3ӌz3: pm2: 0 [q; ͘0 @ 2c: ؇ 0 c!`; ͸0!: 0 # ZfN3 !! me

Планетарная зубчатая передача с ступенчатый планетарный редуктор

Описание

Блок составной планетарной шестерни представляет собой
планетарная передача с составными планетарными передачами. Каждая составная планетарная передача представляет собой пару
жестко связанных и продольно расположенных шестерен разного радиуса. Один из
две шестерни входят в зацепление с центрально расположенной солнечной шестерней, а другая зацепляется с наружным кольцом
механизм.

Составная планетарная передача

Блок моделирует составную планетарную передачу как структурный компонент на основе
Simscape ™
Driveline ™
Блоки Солнце-Планета и Кольцо-Планета. Рисунок демонстрирует
эквивалентная блок-схема для составного планетарного
зубчатый блок.

Чтобы повысить точность модели шестерни, укажите такие свойства, как инерция шестерни,
потери при зацеплении и вязкие потери.По умолчанию инерция шестерни и вязкие потери равны
считается незначительным. Блок позволяет указать инерции внутренних
планетарные шестерни. Чтобы смоделировать инерцию водила, солнца и зубчатого венца, подключите
Simscape
Блоки инерции к портам
C , S и R .

Тепловая модель

Вы можете смоделировать
влияние теплового потока и изменения температуры за счет включения дополнительного теплового порта.Включить
порт, установите Friction model to Температурно-зависимый Эффективность.

Уравнения

Зависимости идеальной шестерни и передаточные числа

Блок составной планетарной шестерни накладывает два
кинематическая и две геометрические зависимости.

где:

r _C — радиус
несущая шестерня.
ω _C — угловой
скорость несущей шестерни.
r _S — радиус
солнечная шестерня.
ω _S — угловой
скорость солнечной шестерни.
r _P1 — радиус
планетарная шестерня 1.
ω _P угловая
скорость планетарных шестерен.
r _P2 — радиус
планетарная шестерня 2.
r _R — радиус
кольцевая шестерня.

Передаточные числа кольцевой планетарной передачи и планетарной шестерни:

где:

г _RP — кольцо-планета
передаточное число.
N _R — количество
зубья коронной шестерни.
N _P2 — количество
зубьев планетарной шестерни 2.
г _PS — планета-солнце
передаточное число.
N _P1 — количество
зубьев планетарной шестерни 1.
N _S — количество
зубья на солнечной шестерне.

Что касается передаточных чисел, ключевое кинематическое ограничение
составляет:

(1 + gRPgPS) ωC = ωS + gRPgPSωR.

Четыре степени свободы сводятся к двум независимым степеням свободы. В
зубчатые пары (1, 2) = ( P2 , R ) и
( S , P1 ).

Предупреждение

Передаточное число г _RP должно быть
строго больше единицы.

Передачи крутящего момента:

gRPτP2 + τR– τпотери (P2, R) = 0

gPSτS + τP1 — τloss (S, P1) = 0,

где:

τ _P2 — передача крутящего момента
для планетарной передачи 2.
τ _R — передача крутящего момента
для зубчатого венца.
τ _потеря — передача крутящего момента
потеря.
τ _S — передача крутящего момента
для солнечной шестерни.
τ _P1 — передача крутящего момента
для планетарной передачи 1.

В идеале
В случае отсутствия потери крутящего момента τ _потеря = 0.

Неидеальные ограничения и потери зубчатого колеса

В неидеальном случае τ _потеря ≠ 0.

Рубрики

Передаточное число планетарной передачи: Планетарный редуктор — схемы, формулы, анимированные иллюстрации

коробка, механизм, шестерня, ряд и расчет

Устройство и принцип работы

Разновидности планетарных передач

Характеристики основных разновидностей этого устройства

Цилиндрические

Конические

Волновые

Достоинства и недостатки планетарных передач

Передаточное число планетарных передач

Подбор чисел зубьев планетарных передач

Расчет на прочность планетарных передач

Советы по подбору планетарного редуктора

Область применения планетарных передач

Заключение

Планетарная передача

Редуктор – принцип устройства и действия

Плюсы и минусы планетарного редуктора

Передаточное отношение

Виды планетарных редукторов

Выход из строя

Планетарная передача: расчет, принцип работы

Планетарные передачи: конструктивные особенности

Передаточное отношение планетарной передачи

Особенности функционирования и классификация ПП

Как работает планетарная передача?

Обнаружение неполадок в работе ПП

Механизм планетарной передачи и чертеж

Устройство

Рабочий процесс

Механизм передачи с внешним зацеплением

Планетарная передача | Статья в журнале «Молодой ученый»

Планетарная передача

Безводильные планетарные передачи с двухзвенными сателлитами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

— Обзор основных критериев конструкции и новые варианты выбора размеров

Шум редуктора

Редуктор трения

Уплотнение редуктора

Смазка редуктора

Планетарная передача: 8 ступеней

Вывод уравнения Уиллиса (основное уравнение планетарных шестерен)

Суперпозиция движений

Вращение водила вокруг солнечной шестерни

Вращение планетарной шестерни вокруг собственного центра тяжести

Вращение солнечной шестерни

Наложение различных движений

| Инженеры Edge

Уравнения и калькуляторы планетарных эпициклических передаточных чисел

Понимание планетарных передач | Капс Автомат

Планетарная зубчатая передача с ступенчатый планетарный редуктор

Описание

Тепловая модель

Уравнения

Leave a Reply Cancel Reply