Планетарный механизм — это… Что такое Планетарный механизм?

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°.

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.

Передаточное отношение

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.

Передаточное отношение такой передачи визуально определить достаточно сложно, в основном, потому что система может приводиться во вращение несколькими разными способами. 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.

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.

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.

Рассмотрим случай, когда водило зафиксировано, а мощность подводится через солнечную шестерню. В этом случае планетарные шестерни вращаются на месте со скоростью, определяемой отношением числа их зубьев относительно солнечной шестерни. Например, если мы обозначим число зубьев солнечной шестерни как S, а для планетарных шестерён примем это число как P, то передаточное отношение будет определяться формулой —S/P, то есть если у солнечной шестерни 24 зуба, а у планетарных по 16, то передаточное отношение будет -24/16, или -3/2, что означает поворот планетарных шестерён на 1,5 оборота в противоположном направлении относительно солнечной.

Далее вращение планетарных шестерён может передаваться кольцевой шестерне, с соответствующим передаточным числом. Если кольцевая шестерня имеет A зубьев, то оно будет вращаться с соотношением P/A относительно планетарных шестерён. (В данном случае перед дробью нет минуса, так как при внутреннем зацеплении шестерни вращаются в одну сторону). Например, если на кольцевой шестерне 64 зуба, то относительно приведённого выше примера это отношение будет равно 16/64, или 1/4. Таким образом, объединив оба примера, мы получим следующее:

• Один оборот солнечной шестерни даёт —S/P оборотов планетарных шестерён;
• Один оборот планетарной шестерни даёт P/A оборотов кольцевой.

В итоге, если водило заблокировано, общее передаточное отношение системы будет равно —S/A.

В случае, если закреплена кольцевая шестерня, а мощность подводится к водилу, передаточное отношение на солнечную шестерню будет больше единицы и составит 1+

A/S.

Всё вышесказанное можно описать следующим выражением:

,

где n – это параметр передачи, равный , то есть отношению числа зубьев солнечной и планетарных шестерён.

Если закрепить кольцевую шестерню, а мощность подводить к солнечной шестерне, то мощность должна сниматься с водила. В этом случае передаточное отношение будет равно 1/(1+A/S). Это самое маленькое передаточное число, которое может быть получено в планетарной передаче. Такие передачи используются, например, в тракторах и строительной технике, где требуется большой крутящий момент на колёсах при невысокой скорости.

Применение

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.

Cм. также

Wikimedia Foundation. 2010.

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:

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, принцип работы, виды

Процедура механизации производственной и другой деятельности существенно повысила поставленные задачи. Довольно большое распространение получили механизмы, предназначенные для передачи вращения и распределения создаваемого усилия. Существует довольно большое количество различных редукторов, все они характеризуются своими определенными эксплуатационными характеристиками. Примером можно назвать планетарный редуктор, устройство которого имеет довольно большое количество различных особенностей. Рассмотрим подобный механизм подробнее.

Устройство и принцип работы

Рассматриваемый механизм представлен классическим сочетанием шестерен с различным диаметром, которые обеспечивают передачу вращения с изменением числа оборотов и передаваемого усилия. Особенности механизма определяют возможность применения в самых различных отраслях. Обеспечить работу можно только в случае присоединения вращающего вала к ведомой части.

Рассматривая чертеж классического устройства, следует отметить, что оно состоит из следующих элементов:

1. Основные элементы представлены зубчатыми и червячными парами.
2. Для установки и фиксации основных деталей проводится установка центрирующих подшипников.
3. Для смазывания трущихся деталей корпус заполняется специальным маслом. Исключить вероятность его вытекания можно за счет уплотнений.
4. Сальники также являются важной частью конструкции.
5. Корпус состоит из двух составных элементов, за счет которых есть возможность разобрать конструкция при обслуживании или ремонте.

Принцип работы планетарного редуктора предусматривает то, что смазывание основных деталей происходит за счет естественного разбрызгивания масла при работе устройства.

Схема классического устройства выглядит следующим образом:

1. В качестве источника вращения устанавливается мотор.
2. Другая часть представлена шестерней планетарного типа. Внутри расположены другие детали, крепление стакана редуктора к мотору проводится за счет фиксирующих элементов.
3. Далее идет вал с подшипником.

Защита конструкции обеспечивается за счет крышки редуктора. Его фиксация проводится за счет болтов. В целом можно сказать, что устройство достаточно сложное, поэтому провести его ремонт и обслуживание не всегда просто.

Принцип действия агрегата во многом зависит от кинематической схемы привода. Расчет передаточного отношения проводится при применении специальных формул, которые можно встретить в технической литературе.

Основная часть конструкции состоит из следующих деталей:

1. Коронной шестерни.
2. Планетарная или сателлиты.
3. Водило и солнечная шестерня.

Принцип действия рассчитывается следующим образом:

1. Солнечная шестерня расположена в центральной части конструкции. Зачастую именно ей передается основное вращение, для чего элемент имеет посадочное отверстие под вал.
2. Центральный элемент постоянно находится в зацеплении с другими подобными шестернями, оси которых расположены по окружности.
3. Сателлиты находятся в зацеплении с коронной шестерней, которая представлена зубчатым колесом большого диаметра с внутренним расположением основных деталей.

4. Водило требуется для жесткой фиксации всех деталей относительно друг друга.

Стоит учитывать, что для работы механизма одна из частей должна быть зафиксирована относительно других. В зависимости от выбора ведомого или ведущего элемента зависит показатель передаточного числа. Рассчитать число достаточно сложно, от этого показателя также зависит удельная мощность.

Конструктивные особенности рассматриваемого механизма определили то, что он может применяться для достижения самых различных целей.

Виды планетарных редукторов

Встречается довольно большое количество разновидностей понижающих редукторов. Классификация проводится также по количеству ступеней:

1. Одноступенчатые.
2. Многоступенчатые.

Первый вариант исполнения намного проще, характеризуется меньшими размерами и обеспечивает более широкие возможности по передаче крутящего момента. Создание нескольких ступеней определяет существенное увеличение размеров конструкции, а диапазон передаточных чисел уменьшается.

Также классификация проводится по показателю сложности планетарного редуктора. Выделяют два основных типа:

1. Простые.
2. Дифференциальные.

На сегодняшний день дифференциальный редуктор получил весьма широкое распространение, так как позволяет передавать вращение требуемым образом в конкретном случае.

Выделяют виды в зависимости от формы корпуса, а также применяемым внутри элементам. Классификация выглядит следующим образом:

1. Волновые.
2. Конические.
3. Червячные.
4. Цилиндрические или колесного типа.

Их применение позволяет передавать вращение между пересекающимися, перекрещивающимися и параллельными валами. Именно поэтому планетарный редуктор получил широкое распространение.

Двухступенчатые планетарные мотор-редукторы применяются в случае, когда нужно передавать вращение с различной частотой. Некоторые варианты исполнения изготавливаются по схеме 3к, планетарные редукторы большой мощности зачастую имеют крупный размер, а при изготовлении основных частей применяется закаленная сталь, характеризующаяся высокой устойчивостью к износу.

Применение

Сегодня электродвигатель с планетарным редуктором получили весьма широкое распространение, могут применяться в самых различных случаях. Область применения во многом зависит от конструктивных особенностей устройства и его характеристик. Выделяют следующие варианты исполнения:

1. Цилиндрические. Это связано с тем, что конструктивные особенности позволяют обеспечить КПД около 95%. Назначение редуктора с планетарной передачей заключается в передаче достаточно большого усилия между параллельными и соосным валами. Передача вращения осуществляется за счет прямозубых, косозубых и шевронных колес. Коэффициент может варьировать в пределе от 1,5 до 600. Достоинством подобного варианта исполнения можно также назвать компактные размеры, а также высокую степень защиты от воздействия окружающей среды.
2. Конические сегодня также встречаются довольно часто. Конструктивной особенностью можно назвать то, что шестерни имеют коническую форму. За счет подобной формы обеспечивается плавность сцепки, а также высокую степень устойчивости к нагрузкам. В алы в данном случае могут располагаться вертикально или горизонтально.
3. Могут применяться и волновые устройства. Они характеризуются тем, что имеют гибкое промежуточное число. Основными конструктивными элементами можно назвать эксцентрики и кулачки, которые обеспечивают растяжение гибкого колеса. Подобный вариант исполнения характеризуется высоким передаточным числом, плавностью хода и повышенной степенью герметичности. Выделяют несколько различных разновидностей этого механизма, к примеру, могут применяться различные типы подшипников.

Несмотря на достаточно сложную конструкцию, она получила весьма широкое распространение. Примером можно назвать машиностроительную область, станкостроение и производство различных механизмов. Примером можно назвать автомобильную коробку передач, которая предназначена для передачи вращения и изменения предаваемого усилия или скорости.

Следует уделить довольно много внимания и подбору наиболее подходящего варианта исполнения. Если установленное устройство не будет обладать требуемыми свойствами, то есть вероятность выхода конструкции их строя при ее применении.

Наиболее важными параметрами выбора можно назвать следующие показатели:

1. Тип передачи, которая применяется для передачи вращения.
2. Максимально допустимая осевая и консольная нагрузка. На момент эксплуатации редуктора нагрузка, возникающая на момент работы распределяется самым различным образом.
3. Имеет значение и размер редуктора. Слишком большой показатель определяет отсутствие возможности установки в тех или иных условиях. Однако, нужно уделить внимание тому моменту, что увеличение мощности достигается исключительно за счет увеличения размеров устройства. Поэтому приходится подбирать более оптимальный вариант исполнения.
4. Диапазон температур, при которых механизм может применяться. Тип применяемого материала при изготовлении корпуса и основных элементов определяет то, в каких условиях устройство может эксплуатироваться. Слишком высокая температура становится причиной повышения пластичности и снижения твердости поверхности, за счет чего есть вероятность деформации и износа изделия. Для обеспечения охлаждения проводится добавление масла. Не все варианты исполнения могут применяться для длительной работы, некоторые могут эксплуатироваться только периодически.
5. Популярность производителя также имеет значение. Некоторые заводы характеризуются тем, что производят качественные и долговечные механизмы.

Все наиболее важные параметры указываются в инструкции по эксплуатации, что существенно упрощает процесс выбора подходящего варианта исполнения.

Достоинства и недостатки

Широкая область применения прежде всего связана с основными преимуществами механизма. Многие свойства такие же, как у цилиндрического варианта исполнения, так как в обоих случаях применяются шестерни. Преимущества следующие:

1. Компактность. Многие модели характеризуются небольшими размерами, за счет чего упрощается установка. Небольшие габаритные размеры также позволяют создавать механизмы с небольшой массой. За счет этого существенно повышается эффективность рассматриваемого устройства.
2. Сниженный уровень шума. Это свойство достигается за счет установки конических колес с косым зубом. За счет применения большого количества зубьев также обеспечивается точность хода основных элементов. Даже при большой нагрузке и скорости вращения основных элементов сильного гула не возникает, что и стало причиной широкого распространения планетарных редукторов.
3. Малая нагрузка, оказываемая на опоры. Обычные редуктора характеризуются тем, что нагрузка оказывается на вал, который со временем может сорвать. Также нагрузка оказывает влияние на подшипники, повышая степень их износа. Со временем все приведенные выше причины приводят к необходимости выполнения обслуживания.
4. Снижается нагрузка на зубья. Это достигается за счет ее равномерного распределения и большого количества задействованных зубьев. Часто встречается проблема, связанная с истиранием рабочей части зубьев. За счет этого они начинают не плотно прилегать друг к другу, последствия подобного явления заключается в повышенном износе и появлении шума.
5. Обеспечивается равномерное разбрасывание масла на момент работы. Как и при функционировании любого другого редуктора, в рассматриваемом случае большое значение имеет степень смазки рабочей поверхности.
6. Длительный эксплуатационный срок. Особенности расположения сателлитов приводит к взаимному компенсированию оказываемой силы.
7. Повышенной передаточное отношение. Этот показатель считается основным. Передаточное соотношение может варьировать в достаточно большом диапазоне.

В целом можно сказать, что есть довольно большое количество причин, по которым применяется именно подобный механизм для передачи вращения. КПД планетарного редуктора относительно невысокое, что можно назвать существенным недостатком подобного варианта исполнения. Кроме этого, коэффициент полезного действия существенно падает при непосредственном использовании устройства, так как со временем оно изнашивается.

Кроме этого следует уделить внимание тому, что планетарный редуктор является сложной конструкцией, при изготовлении и установке которой возникают трудности.

Незначительное отклонение в размерах становится причиной уменьшения основных свойств, а также появления серьезных неисправностей.

Обслуживание и ремонт

Сложность рассматриваемого механизма определяет то, что возникает необходимость в своевременном обслуживании и проведении ремонта. Для начала уделим внимание тому, каким образом проводится расчет планетарного редуктора. Среди особенностей этого процесса отметим следующие моменты:

1. Определяется требуемое число передаточных ступеней. Для этого применяются специальные формулы.
2. Определяется число зубьев и расчет сателлитов. Зубчатые колеса могут иметь самое различное число зубьев. В рассматриваемом случае их число довольно много, что является определяющим фактором.
3. Уделяется внимание выбору наиболее подходящего материала, так как от его свойств зависят и основные эксплуатационные характеристики устройства.
4. Определяется показатель межосевого расстояния.
5. Делается проверочный расчет. Он позволяет исключить вероятность допущения ошибок на первоначальном этапе проектирования.
6. Выбираются подшипники. Они предназначены для обеспечения плавного вращения основных элементов. При выборе подшипника уделяется внимание тому, на какую нагрузку они рассчитаны. Кроме этого, не рекомендуется использовать этот элемент без смазки, так как это приводит к существенному износу.
7. Определяется оптимальная толщина колеса. Слишком большой показатель становится причиной увеличения веса конструкции, а также расходов.
8. Проводится вычисление того, где именно должны быть расположены оси шестерен. Это проводится с учетом размеров зубчатых колес и некоторых других моментов. Как правило, в качестве основы применяется чертеж, который можно скачать из интернета. Самостоятельно разработать проект по изготовления планетарного редуктора достаточно сложно, так как нужно обладать навыками инженера для проведения соответствующих расчетов и проектирования.

Изготовить самостоятельно рассматриваемую конструкцию достаточно сложно, как и провести ремонт планетарных редукторов. Среди особенностей этой процедуры отметим следующее:

1. Процедура достаточно сложна, так как механизм состоит из большого количества различных элементов. Примером можно назвать то, что сразу после разбора все иголки могут высыпаться практически моментально.
2. Многие специалисты рекомендуют доверять рассматриваемую работу исключительно профессионалам, так как допущенные ошибки становятся причиной быстрого износа и выхода из строя механизма.
3. Ремонт зачастую предусматривает замену шестерен, которые со временем изнашиваются. Примером можно истирание зубьев, изменение размеров посадочного гнезда и многие другие дефекты. Самостоятельно изготовить подобные изделия практически невозможно, так как для этого требуется специальное оборудование.

Чаще всего обслуживание предусматривает добавление масла. Смазка планетарного редуктора позволяет существенно продлить срок службы конструкции, так как соприкосновение и трение металла становится причиной его истирания. Рекомендуется смазывать механизм периодически, так как масло выступает еще в качестве охлаждения. В продаже встречаются специальные смазывающие вещества, которые характеризуются определенными эксплуатационными качествами.

Сегодня ремонтом редукторов занимаются компании, которые специализируются на предоставлении соответствующих услуг. Признаком того, что механизм начинает выходить из строя становится появление сильного шума, вибрации, рывков, нагрев и многое другое. Со временем процесс износа существенно ускоряется, так как металл, находящийся в масле попадает в зацепление шестерен. В большинстве случаев ремонт предусматривает замену всех элементов на новые.

В заключение отметим, что планетарный редуктор характеризуется весьма привлекательными свойствами. Примером можно назвать отсутствие большого количества крепежных элементов, а также равномерное распространение нагрузки. Как ранее было отмечено, редуктор применяется при создании различных узлов транспортных средств.

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:

1. Корона блокируется.
2. Вал подаёт крутящий момент на солнце.
3. Вращение солнца заставляет планеты обкатываться вместе с ним.
4. 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:

1. Выбирают схему редуктора.
2. Определяют исходные данные: передаточное число i, крутящий момент Твых и частоту вращения выходного вала Uвых.
3. Подбирают число зубьев с проверкой условий сборки и соседства планетных шестерней.
4. Рассчитывают угловые скорости колёс.
5. Вычисляют КПД и моменты выходных валов.
6. 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.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.

  Планетарный редуктор | Главный механик

  Редуктор сам по себе это такое приспособление или механизм, при помощи которого при вращении передается мощность. Слово редуктор происходит от слова редуцировать, снижать усилие при передаче мощности и превращении её, мощности, в работу. Представьте себе две шестерни, работающие в паре. Одна из них большая, другая раза в два меньше. И вот маленькая шестерня будет ведущей и передавать вращение на большую, ведомую. При этом угловая скорость на маленькой шестерни будет больше, а на большой шестерне она будет меньше. Вот крутящий момент наоборот, меньший он на ведущей шестерне, а больше на ведомой. Это принцип работы механического редуктора и его назначение – не менять мощность, которая передается при помощи шестерен, а изменять две вышеназванные составляющие этой мощности.

  Конечно, редукторы бывают и повышающие, у них разница между ведущей и ведомой шестерней обратная, меньше единицы. Это значит, что ведомая шестерня будет получать угловую скорость больше, чем ведущая шестерня. Но так как слово редуктор обозначает понижающий, то в этом случае правильней будет называть этот механизм мультипликатором, хотя это слово как технический термин не прижилось. Если обратиться к ГОСТу, это название, то есть повышающий редуктор, там зафиксировано.

  Какие виды редукторов бывают

  По классификации редукторов по типу передачи они могут разделяться на цилиндрические, конические, червячные, планетарные, волновые, спироидные, а также комбинированные.

  Вид червячного редуктора

  В цилиндрических редукторах валы редуктора расположены параллельно друг от друга, в конических редукторах валы пересекаются между собой, в червячных они перекрещиваются. Также редукторы могут быть одноступенчатыми, то есть иметь два вала, двухступенчатые – три вала и трехступенчатые.

  Планетарный редуктор или как его ещё называют – дифференциальный как один из перечисленных видов имеет свое название от вида передачи – планетарной, которая как раз и передает крутящийся момент. Название произошло по прообразу планет, вращающихся вокруг солнца (центральной шестерни). Называются планетарные шестерни соответственно: солнце, (шестерня в центре), коронная шестерня, которая находится на краю редуктора, сателлиты, это три маленькие шестерни – планеты, которые находятся между этими двумя шестернями. Эти три шестерни соединяются при помощи оси специальной шестерни – водила.

  Планетарный редуктор в разрезе

  Планетарный механизм работает следующим образом: от главной передачи редуктора (электродвигателя) вращение посредством полуосей попадает на центральную солнечную шестерню, которая, вращаясь, передает вращающийся момент на сателлиты. Сателлиты, в свою очередь, через оси, которые закреплены на водиле, передают вращение на водило и на коронную шестерню. Водило передает вращение на балку моста. Коронная шестерня передает вращение на ступицу. При этом для расчета крутящего момента принимаем во внимание, что во сколько раз отношение между количеством зубьев, которое имеет солнечная шестерня, меньше, чем количество зубьев, которые имеет коронная шестерня, во столько увеличивается крутящийся момент этого редуктора.

  Применение планетарных редукторов

  Автомобилисты практически все знают о том, что в автоматической коробке передач в автомобиле, в троллейбусе в заднем ведущем мосту, в ведущих мостах таких больших грузовых автомобилей, как МАЗ, в тракторах , автобусах Икарус и других автомобилях. Если рассматривать процесс передачи вращающего момента с двигателя через полуоси непосредственно на колеса, тогда рассматриваем колесные редуктор, который для этого и служит. Он уменьшает количество оборотов и при этом дает возможность передать большую мощность при небольших размерах. Кроме того, колесный редуктор дает возможность иметь сравнительно небольшой просвет между полом и поверхностью дороги.

  Устройство колесного редуктора не сложное. Шестерни – сателлиты вращаются при помощи пары роликовых подшипников, которые, в свою очередь, установленные на осях, прикрепляемых к водилу. К этому же водилу при помощи болтов прикрепляется и крышка этого редуктора, в центре которой при помощи упорной шайбы крепится резьбовой упорный палец. Также в крышке имеются два отверстия для заливки и слива масла, которые в рабочее время закрыты пробками.

  Планетарные редукторы широко применяются в домашних электроинструментах, таких как электродрели, шуруповерты. Если в этом инструменте должна быть более, чем одна скорость вращения, применяется многоскоростной редуктор. В основе такого редуктора всегда стоит солнечная шестерня. Как один из наиболее распространённых механизмов можно назвать велосипед, у которого имеется планетарная втулка. Применяется планетарный редуктор и в бетономешалке, которую можно приобрести готовой или изготовить самому.

  Усовершенствование механической бетономешалки или как сделать редуктор самому

  При строительстве дома, нежилых сооружений, то есть сарая, гаража в качестве необходимого оборудования всегда выступает бетономешалка. Покупать её действительно накладно, тем более, что хозяин не собирается стоиться всю свою жизнь. Но изготовить её самостоятельно вполне возможно и не очень сложно, если использовать инструкции. Можно использовать готовую механическую конструкцию, а можно все изготовить самому. Конструкция может быть как для стационарного использования, так и передвижной. Тогда можно использовать старую тележку на колёсах.

  Один из примеров изготовления самодельной бетономешалки

  Изготовить планетарный редуктор своими руками, который будет вращать емкость бетономешалки, несложно. Скорость перемешивания бетона не должна быть высокой. Он является посредником между электродвигателем и нашим баком и будет регулировать скорость вращения через вал редуктора. При его изготовлении важную роль играет корпус редуктора, в котором будут находиться валы, оси с необходимой соосностью, а также шестерни должны быть выставлены с необходимым зазором. Если нет возможности подобрать необходимого размера корпус, нужно или переделать из готового или сварить новый. При сварке обязательно нужно учитывать деформацию металла.

  Иные мастера советуют варить корпус полностью и использовать в качестве гнёзд для подшипников опоры обрезки труб, которые можно выставить в необходимом положении и закрепить или при помощи сварки или болтового соединения. Что бы была возможность смазывать наш редуктор, крышку делают съемной.

  Изготавливают валы и оси, которые будут служить опорой шестерням, из стали с хорошими характеристиками по прочности. Шестерни на них должны быть закреплены жёстко. Ось используют в конструкции в случае, когда нужна в редукторе промежуточная шестерня, которую можно застопорить на оси или стопорной разрезной шайбой или гайкой с упорным буртиком.

  Примерный набор валов и шестерен

  Валы опираются на опорные подшипники и их правильный подбор влияет на работоспособность всего редуктора. Лучше всего выбрать закрытый подшипник, что бы не приходилось часто разбирать конструкцию и смазывать подшипники. Выбор подшипника зависит также и от вида зуба у шестерни. Прямозубые шестерни требуют обычных однорядных, лучше двухрядных шарикоподшипников, а косозубые работают лучше с радиально упорным подшипником, причем лучше выбрать роликовый.

  Шестерни изготовить достаточно сложно, лучшим вариантом будет снять их со старого списанного оборудования. Главное, что бы они были парами и отвечали вашей задумке по количеству зубьев. Для этого нужно рассчитать передачу. Допустим, бетономешалка должна вращаться со скоростью 35 оборотов за одну минуту. Двигатель дает 1000 оборотов за одну минуту. Производим вычисление: 1000/35 = 28. Значит, диаметр одной шестерни и её зубьев должен также соотноситься в диаметром другой шестерни.

  Смазываем их жидким маслом так, что бы нижние зубья были им покрыты и выставляем необходимый зазор, регулируя его так, для того, что бы уменьшить шум в работе, и выдерживалась необходимая нагрузка. Необходимо установить и сальниковые уплотнители, что бы не просачивалось масло. Также необходимо установить крышки подшипников, которые также можно подобрать уже готовыми.

  Далее свариваем раму и устанавливаем на неё вашу емкость, предварительно убедившись в её герметичности, если вы используете подручный материал. Если будем изготавливать подвижной вариант бетономешалки, привариваем стойки к тележке и устанавливаем вашу емкость на тележку. Вы должны обеспечить возможность опрокидывания ёмкости для выгрузки бетона. Для этого крепление на раму делаем подвижным при помощи осей или болтов и сверху крепим штурвал. На основании закрепляем раму с прикреплённым двигателем и редуктором, собранным в одно целое и крепим наш узел на середину днища, на который предварительно при помощи сварки или болтов крепим так называемый венец. В принципе, вот и всё.

  Внимание покупателей подшипников Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению  подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:      +7(499)403 39 91         Доставка подшипников  по РФ  и зарубежью.   Каталог подшипников на сайте themechanic.ru

  Внимание покупателей подшипников

  Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
  tel:+7 (495) 646 00 12
  [email protected]
  Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
  Каталог подшипников на сайте

  Внимание покупателей подшипников

  Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
  tel:+7 (495) 646 00 12
  [email protected]
  Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
  Каталог подшипников на сайте

  Типовой ряд планетарных механизмов на основе новой схемы двухступенчатого планетарного механизма Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

  УДК 621.805

  Л. А. Борисенко, Д. Н. Калеев

  ТИПОВОЙ РЯД ПЛАНЕТАРНЫХ МЕХАНИЗМОВ НА ОСНОВЕ НОВОЙ СХЕМЫ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ПЛАНЕТАРНОГО МЕХАНИЗМА

  UDC 621.805

  L. A. Borisenko, D. N. Kaleyev

  A STANDARD RANGE OF PLANETARY MECHANISMS BASED ON A NEW SCHEME OF A TWO-STAGE PLANETARY MECHANISM

  Аннотация

  Приводятся результаты исследования планетарного механизма, состоящего из двух ступеней. В первой ступени применен механизм схемы K-H-V с разницей чисел зубьев в один зуб и эвольвентным зацеплением на основе исходного контура с 300 профилем; во второй — трехколесный планетарный механизм с плавающим солнечным колесом. На этой основе разработан типовой ряд планетарных механизмов общемашиностроительного назначения с высокими техническими характеристиками.

  Ключевые слова:

  планетарный механизм, плавающая шестерня, эвольвентное зацепление.

  Abstract

  The paper presents the results of the research into the planetary mechanism consisting of two stages, with the mechanism of the K—H—V scheme having a one-tooth difference in the teeth number and the involute mesh on the basis of the initial contour with a 300 profile being used in the first stage. The three-wheeled planetary mechanism with a floating sun gear is used in the second stage. A typical range of high performance general engineering planetary mechanisms is developed on this basis.

  Key words:

  planetary mechanism, floating gear, involute mesh.

  МАШИНОСТРОЕНИЕ

  Планетарные механизмы получили распространение в технике благодаря своей компактности и низкой металлоемкости. Несмотря на большое их разнообразие широкое применение в общем машиностроении нашли только две-три схемы. Это объясняется тем, что лишь они удовлетворяют высоким основным требованиям, к которым, прежде всего, следует отнести КПД, высокие массога-баритные и эксплуатационные характеристики. По предложенной В. Н. Кудрявцевым классификации — это схемы 2К-Н

  © Борисенко Л. А., Калеев Д. Н., 2012

  и 3К-Н и их некоторые модификации [1]. Существенным недостатком планетарных механизмов является снижение КПД при увеличении передаточного отношения.

  На рис. 1 приводится обобщенный график этой зависимости для диапазона передаточных отношений 20.. .1000 [2].

  Снижение КПД с увеличением передаточного отношения объясняется с физической стороны тем, что увеличение передаточного отношения происходит за счет увеличения относительной

  угловой скорости сателлитов, а следовательно, и увеличения скорости скольжения зубьев в зацеплении, что приводит к увеличению коэффициента потерь. КПД в значительной степени зави-

  сит от коэффициента трения в зацеплении, который, в свою очередь, определяется твердостью, качеством обработки и точностью зубьев колес.

  Рис. 1. Обобщенный график зависимости КПД планетарного механизма от передаточного отношения

  п

  По имеющимся данным коэффициент потерь у в зацеплении для прямозубого зацепления с шлифованными зубьями 5-7-й степеней точности составляет 1 %, 8-й — 2 %, 9-10-й — 3 %, для прямозубого зацепления с грубой обработкой зубьев — 4 % [3].

  Планетарные механизмы обладают высоким КПД только при малых передаточных отношениях, поэтому реализация больших передаточных отношений в одноступенчатых схемах становится нецелесообразной, хотя на первый взгляд кажется привлекательной с точки зрения упрощения конструкции и уменьшения габаритов.

  Отсюда следует, что применение упомянутых выше схем для реализации больших передаточных отношений в одной ступени оказывается неэффективным. На практике в этих случаях используют многоступенчатые схемы или

  схемы с замкнутыми кинематическими цепями. Чаще всего используются двухступенчатые схемы с быстроходной и тихоходной ступенью, причем рекомендуется реализовывать большую часть передаточного отношения в быстроходной ступени. Тихоходная ступень в некоторых случаях вообще реализуется как рядовая соосная передача. При этом возникает задача об оптимальном распределении общего передаточного отношения по ступеням.

  Настоящая работа посвящена исследованию предложенной авторами новой двухступенчатой схемы, еще не описанной в литературе, в основе которой лежат проверенные и распространенные в технике простейшие схемы планетарных механизмов. Схема защищена патентами РБ [4, 5]. Один из ее вариантов представлен на рис. 2.

  Рис. 2. Предлагаемая новая схема двухступенчатого планетарного механизма

  Механизм состоит из трех относительно самостоятельных узлов: быстроходной ступени, тихоходной ступени и связывающего их механизма, осуществляющего передачу движения между параллельными валами с передаточным отношением, равным единице, так называемого механизма W [1]. Заметим, что к таким механизмам относятся механизм параллельных кривошипов или его конструктивная разновидность, называемая иногда шарнирной муфтой, крестовая муфта (муфта Ольдгейма), а также карданный вал.

  Тихоходная ступень выполняет основную нагрузочную функцию и реализуется как классический механизм 2К-Н с одинарным сателлитом. В дальнейшем, для краткости, будем называть его трехколесным планетарным механизмом. Известно, что это лучший из всех планетарных механизмов по своим конструктивным и энергетическим показателям и наиболее распространенный в разнообразных областях техники. Согласно проведенным исследованиям, расчетный КПД этого механизма равен 0,98.0,99 [1]. Механизм прост в устройстве и эксплуатации. Он надежно работает при прямозубых колесах, что значительно упрощает конструкцию и трудоемкость изготовления передачи. Нарезание и шлифование прямых зубь-

  ев не требует сложного специального оборудования. Рабочие поверхности зубьев имеют относительно низкую твердость 350 НВ. Материал зубчатых колес — недорогие конструкционные стали. Механизм хорошо изучен и имеет ряд конструктивных усовершенствований, обеспечивающих низкую металлоемкость, высокую технологичность и надежность.

  К наиболее значительным усовершенствованиям конструкции следует отнести возможность применения плавающей центральной шестерни (рис. 3), а также установку сателлитов на сферических подшипниках.

  Возможный диапазон передаточных отношений этой схемы 1,2.9. Мы не рассматриваем варианты схемы с нижними пределами передаточного отношения. Практически полезный для использования в предлагаемом редукторе диапазон передаточных отношений лежит в пределах 3.8. Теоретически возможна несколько более высокая верхняя граница до 9.10. Однако такое исполнение порождает ряд конструктивных трудностей — растут радиальные габариты, возникает необходимость применять центральную шестерню с малым числом зубьев, конструкция теряет важное преимущество — компактность.

  Рис. 3. Схема, поясняющая эффект «плавающей» центральной шестерни

  Принятая нами концепция построения типового ряда двухступенчатых планетарных редукторов для диапазона наиболее востребованных мощностей 1…5 кВт состоит в следующем. Выбирается вариант трехколесного механизма, который представляется наиболее рациональным с конструктивной и технологической точки зрения, подбираются числа зубьев колес и определяется его передаточное отношение. Этот выбор в некоторой степени субъективен. Поскольку это основная силовая часть устройства, ее конкретные параметры определяют величину крутящего момента на выходе. По этому моменту рассчитывается модуль зубчатых колес. Для диапазона мощностей 1.5 кВт вариантов значений модулей должно быть немного, достаточно иметь модули 1,5; 2 и 3. Сокращение вариантов оправдано технологически и выгодно с экономической точки зрения.

  Требуемое передаточное отношение обеспечивается соответствующей реализацией быстроходной ступени. Она обладает малыми габаритами, т. к. менее нагружена и менее металлоемка.

  Обеспечение требуемого передаточного отношения здесь осуществляется простым изменением чисел зубьев пары колес и, возможно, модуля. Такой подход позволяет комплектовать различные варианты механизмов из ограниченного набора быстроходных и тихоходных ступеней и удовлетворять разные запросы потребителя. В то же время ограничение вариантов исполнения ступеней дает возможность улучшить качество изделий и удешевить производство за счет разработки и использования технологических настроек и приспособлений.

  Удобным решением в данной конструкции является соединение посредством карданного вала сателлита двухко-л е сного механизма и плавающей центральной шестерни. Карданный вал обеспечивает передачу вращения сателлита на плавающую центральную шестерню. Благодаря этому механизм очень прост в сборке — быстроходная и тихоходная ступени собираются по отдельности, а затем легко объединяются в один агрегат посредством карданного вала.

  В разработанном нами трехколесном планетарном механизме приняты, с

  учетом выполнения условия сборки механизма, следующие числа зубьев колес: 21 = 23, 22 = 25, 23 = 73. + + 2,3/4- — (2)

  где / — коэффициент трения; для рассматриваемого типа передач рекомендуется принимать / = 0,08 [1].

  Выполнив подстановки в формулу (2) и произведя вычисления, получим ун = 0,01.

  Далее имеем /3н = 23/73 = 0,315,

  тогда

  1 — 0.0В = 099.

  1 + 0,315

  Высокий КПД для трехколесного планетарного механизма получился потому, что здесь не учтены потери в подшипниках, однако их учет, если рассчитывать на использование подшипников качения, не должен привести к существенному изменению результата.

  Известно, что в трехколесных планетарных механизмах при обычном коэффициенте потерь у = 0,06 коэффициент полезного действия не опускается ниже 0, 94 [1].

  Снижения нагрузки на быстроходную ступень можно добиться без увеличения габаритов передачи, если назна-

  чить следующие числа зубьев колес: 21 = 11, 22 = 31, 23 = 73, при которых выполняется условие сборки. В таком случае передаточное отношение равно 7,636 и, следовательно, нагрузка на быстроходную ступень при сохранении прежних основных размеров уменьшится в 1,75 раза. Это повысит долговечность наиболее слабой части редуктора — быстроходной ступени. На этой основе можно создать усиленный вариант типового ряда планетарных редукторов, оставаясь в пределах того же размерного диапазона. Возможно также использование еще одного промежуточного варианта трехколесного планетарного механизма с числами зубьев 21 = 15, = 30, = 73, при котором передаточное отношение равно 6. Таким образом выстраивается ряд тихоходных ступеней с передаточными отношениями 4,17; 6 и 7,63. Это позволяет расширить гамму двухступенчатых планетарных механизмов, оставаясь в рамках одних габаритов.

  В качестве быстроходной ступени, в принципе, может быть использован любой соосный механизм, рядовой или планетарный, что расширяет ряд возможных исполнений двухступенчатого механизма. Но наиболее рациональным в нашем случае представляется использование планетарного механизма схемы К-Н-У с разностью чисел зубьев колес внутреннего зацепления в один зуб. Далее для краткости будем называть его двухколесным планетарным механизмом.

  В этом механизме возможны три варианта различных видов зацепления колес: эвольвентных колес с обычным 200 исходным контуром, эвольвентных колес с 30° исходным контуром и, наконец, колес с циклоидально-цевочным зацеплением. Нами экспериментально исследованы все три варианта, результаты исследований двух первых вариантов и их сравнение приводятся ниже.

  Использование обычных эволь-вентных зубчатых колес с 200 исходным контуром зубьев представляется, на первый взгляд, наиболее простым из-за

  широкой распространенности такого зацепления. Однако в практическом исполнении возникает ряд трудностей.

  Во-первых, из-за малой разности чисел зубьев сателлита и неподвижной шестерни в один-два зуба (а только такой вариант передачи обеспечивает большое передаточное отношение) возникает интерференция зубьев второго рода, т. е. наложение головок зубьев колеса и сателлита. При разности чисел зубьев, равной единице, если не произвести определенную модификацию зубьев, такая пара колес вообще не собирается. Для того чтобы собрать передачу, нужно либо значительно подрезать колеса по окружности вершин, что нежелательно с точки зрения коэффициента перекрытия, либо уменьшить толщину зуба сателлита, тем самым ослабив его, либо, наконец, нарезать оба колеса со смещениями разного

  знака, что также неблагоприятно для прочности колес.

  Определение оптимальных величин требуемых смещений представляет отдельную исследовательскую задачу. Однако и эти меры не решают ее полностью. Интерференция второго рода остается, но она выражается в том, что хотя передача и собирается, возникает внеполюсное зацепление — зубья входят в контакт одновременно слева и справа на некотором удалении от межосевой линии, соединяющей центры колес. Сателлит «зависает» на этих зубьях, вследствие чего зубья, находящиеся на межосевой линии, вообще не соприкасаются между собой. «Зависание» колес хорошо видно на фотографии реализованной нами передачи (числа зубьев 90 и 89, модуль 1 мм) на рис. 4.

  Рис. 4. Внутреннее зацепление со смещением колес с разницей чисел зубьев в один зуб (модуль 1 мм, число зубьев колеса с внутренними зубьями 90, коэффициент смещения +1, число зубьев шестерни 89, коэффициент смещения +0,2)

  Передача на рис. 4 работоспособна и даже имеет определенное достоинство, состоящее в том, что при правильном выборе межцентрового расстояния возникает беззазорное зацепление из-за того, что зубья слева и справа касаются левым и правым боковым профилем. Это свойство уже было использовано нами при создании беззазорных планетарных передач [6].

  Заметим, что теоретическое определение величины межцентрового рас-

  стояния, обеспечивающего нужное зацепление, из-за «зависания» колес представляет столь сложную геометрическую задачу, что она, по-видимому, не имеет строгого аналитического решения. Для практического установления требуемого межосевого расстояния следует применить специальное устройство регулирования эксцентриситета. Таким устройством могут быть два эксцентрика с дифференциальным шпоночным соединением [7]. Таким образом можно

  получить кинематически ценную беззазорную передачу. Однако более существенно для нашего случая то, что из-за удаления точек соприкосновения зубьев от полюса зацепления возрастает величина скольжения зубьев и, как следствие, увеличиваются потери на трение и существенно снижается КПД передачи.

  Было изготовлено и испытано в лабораторных условиях большое число работоспособных двухколесных планетарных передач с разностью чисел зубьев в один зуб, реализующих широкий диапазон передаточных отношений от 30 до 180. В результате можно констатировать, что создание двухколесных планетарных механизмов этой схемы для силовых передач, реализующих в одной ступени большое передаточное отношение, не целесообразно из-за ог-

  раниченного усилия, которое может воспринимать одна пара зубьев в зацеплении, и снижения КПД. В то же время использование этого варианта зацепления в качестве быстроходной ступени двухступенчатого механизма в нена-груженных передачах вполне возможно. Однако лучшие результаты даст использование зубчатых колес с 300 исходным контуром.

  Даже из простого сравнения рис. 4.6 можно сделать заключение, что использование такого зацепления уменьшает «зависание» сателлита, а это, как обосновано выше, ведет к снижению потерь в зацеплении. Кроме того, из-за увеличенной толщины зуба увеличивается прочность колес и, следовательно, растет нагрузочная способность передачи.

  Рис. 5. Картина зацепления во внутренней передаче с разницей чисел зубьев в один зуб с использованием колес, нарезанных инструментом с исходным контуром 300 (модуль 1,5 мм, числа зубьев 30 и 29)

  Рис. 6. Фотография реализованной передачи с внутренним зацеплением колес с 30° исходным контуром

  Для соединения быстроходной и тихоходной ступеней необходимо специальное устройство. На рис. 2 на схеме механизма для этой цели использован

  пальцевый карданный вал, фотография опытного образца которого представлена на рис. 7. Кинематика механизма подробно рассмотрена в [8].

  Карданный механизм представляет широко распространенное в транспортной технике устройство. Его основными преимуществами являются относительно низкая стоимость, простота конструкции, исключающая необходимость сложной механической обработки, большой срок службы и удобство технического обслуживания. Механизм обеспечивает передачу вращающего момента в весьма ограниченных рабочих габаритах, он может иметь осевые перемещения, которые очень важны для компенсации неточности монтажа остальных устройств редуктора и обеспечения удобства сборки его ступеней.

  Несмотря на некоторые отличия от известного карданного вала с шарнирами Гука на обоих концах, данная конструкция, в принципе, является его модификацией и подчиняется тем же кинематическим закономерностям. Прорези, в которые входят игольчатые подшипники, выполняют функцию вторых

  шарниров.

  Известно, что коэффициент полезного действия классического карданного вала с игольчатыми подшипниками очень высок. Согласно проведенным исследованиям, он зависит от угла наклона карданного вала и при углах, не превышающих 100, даже при частичной нагрузке, т. е. нагрузке ниже номинальной, и частоте вращения 3000 мин-1 КПД вала выше 99,5 % [9].

  В наших опытных конструкциях вала при его эффективной длине 50 мм и отклонению от срединного положения в 1 мм угол наклона составляет примерно 1 , что позволяет рассчитывать на высокий КПД.

  При реализации физических моделей также использовался предложенный автором вариант крестовой муфты, в которой для уменьшения потерь на трение ползуны поступательных пар заменены втулками на пальцах, установленных на общей крестовине (рис. 8).

  Рис. 8. Фотография опытного образца двухступенчатого планетарного механизма

  Определим КПД двухколесного планетарного механизма схемы К-Н-У, руководствуясь методикой В. Н. Кудрявцева [1]. Формула для определения КПД механизма схемы К-Н-У имеет

  следующий вид:

  П =

  1 -ун 1 + 1уь

  где у/н — коэффициент потерь, равный сумме коэффициентов потерь в зацеплении (определяется по формуле, аналогичной формуле (2)), коэффициента потерь в подшипниках и коэффициента потерь в механизме.

  Примем, что в данном случае в качестве механизма W используется карданный вал, для которого коэффициент потерь, как было показано выше, равен 0,005. Коэффициент потерь в подшипниках ориентировочно примем 0,001.

  Коэффициент потерь в 300 зацеплении, подсчитанный по формуле (2), с учетом того, что это внутреннее зацепление с числами зубьев 21 = 29, 22 = 30, равен 0,00025. В итоге получаем ун = 0,0062, ц = 0,842.

  Коэффициент полезного действия двухступенчатого планетарного механизма равен произведению коэффициентов полезного действия быстроходной ступени, карданного вала и тихоходной ступени. В данном случае он равен:

  ц = 0,842-0,995-0,99 = 0,829.

  Проведенные натурные испытания такой передачи в качестве быстроходной ступени, а также в качестве самостоятельной передачи дали положи-

  тельные результаты для нагруженных передач.

  На рис. 8 приведена фотография опытного образца двухступенчатого планетарного механизма, разработанного и испытанного авторами. В данном варианте в качестве соединительного устройства ступеней использована крестовая муфта.

  Выводы

  Предложен типовой ряд планетарных механизмов, основанный на новой, патентнозащищенной схеме двухступенчатого планетарного механизма, включающего быстроходную ступень, выполненную по схеме двухколесного планетарного механизма К-И-У, и тихоходную ступень, выполненную по классической схеме трехколесного планетарного механизма 2К-И. Механизмы конструктивно просты и обладают высоким КПД при передаточных отношениях в диапазоне 50.120 и мощности двигателя 1.5 кВт. Благодаря модульной схеме компоновки они удобны для организации производства на предприятиях общего машиностроения и позволяют производить редукторы с широким спектром характеристик при сохранении общей элементной базы.

  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Кудрявцев, В. Н. Планетарные передачи / В. Н. Кудрявцев. — М. : Машиностроение, 1966. —

  307 с.

  2. Теория механизмов : учеб. пособие для втузов / Под ред. В. А. Гавриленко. — М. : Высш. шк., 1973. — 509 с.

  3. Юдин, В. Л. Теория механизмов и машин / В. Л. Юдин. — М. : Высш. шк., 1977. — 526 с.

  4. Пат. 5960 РБ Р 16 Н 55 / 00. Планетарная зубчатая передача / Л. А. Борисенко ; заявитель и патентообладатель Белорус.-Рос. ун-т. — № и 20090632 ; заявл. 17.07.09 ; опубл. 08.02.10. — 3 с.

  5. Пат. 7322 РБ Р 16 Н 55 / 00. Планетарная зубчатая передача / Л. А. Борисенко ; заявитель и патентообладатель Белорус.-Рос. ун-т. — № и 20100703; заявл. 13.04.98; опубл. 30.05.02. — 3 с.

  6. Борисенко, Л. А. Исследование кинематики безлюфтовых передаточных планетарных механизмов для мехатронных модулей движения / Л. А. Борисенко, А. А. Горшкова // Вестн. Белорус.-Рос. ун-та. — 2007. — № 4. — С. 21-30.

  7. Крайнев, А. Ф. Словарь-справочник по механизмам / А. Ф. Крайнев. — М. : Машиностроение, 1987. — 560 с.

  8. Борисенко, Л. А. Кинематика планетарного редуктора с пальцевым карданом / Л. А. Борисенко // Вестн. Белорус.-Рос. ун-та. — 2006. — № 4. — С. 61-69.

  9. Проектирование универсальных шарниров и ведущих валов / А. Х. Веркер [и др.]. — Л. : Машиностроение, 1982. — 463 с.

  Статья сдана в редакцию 7 июня 2012 года

  Леонид Анатольевич Борисенко, д-р техн. наук, проф., Белорусско-Российский университет. Тел.: +375-295-45-18-48.

  Дмитрий Николаевич Калеев, студент, Белорусско-Российский университет. Тел.: +375-336-28-14-13.

  Leonid Anatolyevich Borisenko, DSc, Professor, Belarusian-Russian University. Tel.: +375-295-45-18-48. Dmitry Nikolayevich Kaleyev, student, Belarusian-Russian University. Tel.: +375-336-28-14-13.

  Планетарные передачи

  : принципы работы

  Планетарные передачи лежат в основе современной инженерии и используются в коробках передач, которые приводят в действие все, от базового оборудования завода до новейших электромобилей. Простая конфигурация центрального привода и вращающихся шестерен была разработана тысячи лет назад для моделирования движения планет. Сегодня инженеры используют планетарные передачи в приложениях, требующих высокой плотности крутящего момента, эффективности работы и долговечности. В этой статье мы исследуем принципы работы, как работают планетарные передачи и где их можно найти.

  Что такое планетарный редуктор?

  Простой планетарный ряд состоит из трех основных компонентов:

  1. Солнечная шестерня, которая находится в центре (центральная шестерня).
  2. Несколько планетарных шестерен.
  3. Зубчатый венец (внешняя шестерня).

  Три компонента составляют ступень планетарного редуктора. Для более высоких передаточных чисел мы можем предложить двойные или тройные ступени.

  Планетарные редукторы

  могут приводиться в действие электродвигателями, гидравлическими двигателями, бензиновыми или дизельными двигателями внутреннего сгорания.

  Нагрузка от солнечной шестерни распределяется на несколько планетарных шестерен, которые могут использоваться для привода наружного кольца, вала или шпинделя. Центральная солнечная шестерня принимает на себя высокоскоростной вход с низким крутящим моментом. Он приводит в движение несколько вращающихся внешних шестерен, что увеличивает крутящий момент.

  Простая конструкция — это очень эффективный и действенный способ передачи мощности от двигателя к выходу.Приблизительно 97% потребляемой энергии выдается на выходе.

  Принципы работы

  Компания Lancereal предлагает три различных типа планетарных редукторов: привод колес, выход вала и выход шпинделя. Вот что они собой представляют и как работают.

  Колесный привод

  В планетарной коробке передач с полным приводом солнечная шестерня приводит в движение окружающие планетарные шестерни, которые прикреплены к водилу.Когда солнечная шестерня приводится в движение, планетарные шестерни вращают внешнюю кольцевую шестерню. Колеса могут быть установлены над корпусом коробки передач. Установив колесо непосредственно на коробку передач, можно минимизировать размер сборки. Планетарные передачи полного привода могут обеспечивать крутящий момент до 332 000 Нм.

  Выходной вал

  В редукторах с приводом от вала солнечная шестерня приводит в движение окружающие планетарные шестерни, которые размещены во вращающемся водиле. Зубчатый венец удерживается неподвижно, а вращающееся водило передает привод на вал.

  Корпус редуктора прикреплен непосредственно к машине, выходом является вращающийся вал. Наш ассортимент выходных шестерен на валу может обеспечивать крутящий момент до 113 000 Нм.

  Выход шпинделя

  Выходные планетарные редукторы шпинделя работают аналогично выходным валам; однако выход поставляется в виде фланца. Наши планетарные шестерни привода шпинделя могут обеспечивать крутящий момент до 113000 Нм.

  Для чего используются планетарные передачи?

  Планетарные передачи могут использоваться для различных целей.Компания Lancereal предлагает планетарные редукторы для использования в промышленных и мобильных приложениях.

  Наши планетарные редукторы используются в:

  • Колесные приводы
  • Гусеницы
  • Конвейеры
  • Поворотные приводы
  • Приводы подъемные
  • Смешивание
  • Приводы лебедок
  • Насосы
  • Форсунки для гибких труб
  • Шнек и приводы бурения
  • Приводы фрезерной головки

  Планетарные зубчатые передачи могут использоваться поэтапно, предлагая различные варианты передаточного числа, которые могут быть адаптированы к вашим требованиям.

  Какие у меня есть варианты?

  Наши планетарные редукторы доступны в вариантах с 1 и 2 скоростями. Мы можем предоставить одно-, двух- или трехступенчатые агрегаты для любого применения. Мы также можем включить гидравлическое, динамическое и электромагнитное торможение в наш ассортимент планетарных коробок передач.

  Как узнать, какая планетарная коробка передач мне нужна?

  Выбор планетарного редуктора, его размера и передаточного числа должен определяться результатом.Это тщательный баланс между размером, эффективностью, производительностью и стоимостью. В Lancereal у нас консультативный подход к дизайну. Каждый проект мы начинаем с глубокого понимания области применения, скоростей, крутящего момента и функций машины.

  Мы используем наш опыт и знания для определения и поставки подходящего решения с планетарной передачей, которое является рентабельным и надежным. Каждый редуктор, который мы поставляем, будет служить годы безотказной работы. Именно это сочетание инженерного мастерства и постоянных инноваций позволяет компании Lancereal оставаться в авангарде технологий редукторов.

  ---

  Связаться

  Мы являемся ведущим специалистом в области трансмиссий. Пожалуйста, обращайтесь к нам по поводу любых требований к планетарным редукторам. У нас есть внутренние возможности для адаптации ко всем вашим требованиям.

  T: +44 (0) 1484 606040

  
  E: [email protected]

  Что такое планетарная передача и как она работает?

  Где используются планетарные передачи?

  Планетарные передачи используются в приложениях с ограниченным пространством, поскольку они обычно меньше, чем другие типы редукторов.Они также составляют основу наиболее распространенного типа автоматической трансмиссии, известного как гидравлическая планетарная автоматическая трансмиссия. В большинстве современных автоматических коробок передач в автомобильной промышленности используются планетарные передачи.

  В других странах планетарные передачи используются в таком оборудовании, как шнеки и ветряные турбины, а также в системах привода транспортных средств для вертолетов и авиационных двигателей. Планетарные редукторы также популярны для промышленного оборудования, где их используют управляемые роботы, станки для лазерной резки и даже больничные операционные столы.Также есть большая вероятность, что мясо для сэндвичей в вашем холодильнике было разрезано на слайсере с планетарной передачей.

  В легковых автомобилях с автоматической трансмиссией используются планетарные передачи, поэтому бабушкин Buick использует их, как раздражающий Ford Mustang V6 1995 года выпуска.

  Есть ли планетарные передачи в бесступенчатых трансмиссиях?

  Там, где традиционные автоматические и ручные трансмиссии имеют фиксированные передаточные числа, бесступенчатая трансмиссия (CVT) работает с двумя шкивами конической формы, соединенными ремнем.Они используются для повышения экономии топлива, поскольку вариаторы обычно предназначены для поддержания максимальной эффективности и идеальной мощности двигателя.

  Однако существуют версии вариаторов, в которых используются планетарные передачи. Названные планетарными вариаторами или планетарными вариаторами, эти трансмиссии используют планетарные шестерни для передачи крутящего момента. Toyota использовала его в Prius еще в конце 1990-х годов.

  Как планетарная передача соотносится с портальными осями?

  Портальные мосты используются для увеличения дорожного просвета и позволяют использовать передачу, снижающую нагрузку на дифференциал.Такие автомобили, как грузовик Mercedes-AMG G63 6×6 и Mercedes-Benz Unimog, используют портальные оси. В этих приложениях используется планетарная (планетарная) ступичная коробка передач, которая позволяет полуосям вращаться быстрее, чем колеса.

  Это уменьшает крутящий момент, необходимый для выработки той же мощности. В случае с такими автомобилями, как Unimog и G63, большие колеса и шины уже обеспечивают большую часть необходимого дорожного просвета, поэтому портальные оси играют немного иную роль.

  Часто задаваемые вопросы о планетарных передачах

  У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!

  В: Как узнать, есть ли в моем автомобиле планетарные передачи?

  A: Если вы водите современный автомобиль с автоматической коробкой передач, есть большая вероятность, что у него планетарные передачи. Если вы хотите это выяснить, обратитесь к руководству по техническому обслуживанию вашего автомобиля для получения информации о коробке передач, обратитесь в сервисный отдел вашего дилера или попробуйте эту всезнающую панель поиска, от которой мы все так зависим.

  Q: Планетарные передачи дороже других типов?

  A: В целом да. Они более дорогие, потому что они более сложные и состоят из большего числа частей, чем другие типы трансмиссий.

  Q: Требуется ли смазка планетарных шестерен?

  A: Да. Как и любая другая передача или механический компонент вашего автомобиля, планетарные передачи нуждаются в смазке для плавной работы и предотвращения повреждений или износа.Коробки передач, как и все другие части вашего автомобиля, нуждаются в регулярном уходе и обслуживании, которое может включать незначительные работы, такие как замена жидкости. Со временем шестерни внутри трансмиссии могут изнашиваться, что приводит к проскальзыванию или странному шуму, поэтому важно не отставать от смазки и регулярного технического обслуживания, чтобы как можно быстрее решить проблемы.

  Давайте поговорим: оставьте комментарий ниже и обратитесь к руководствам и редакторам Gear!

  Мы здесь, чтобы быть экспертами во всем, что связано с практическими рекомендациями.Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Прокомментируйте ниже, и давайте поговорим! Вы также можете написать нам в Twitter или Instagram или связаться со всеми нами здесь: [email protected]

  Основы систем планетарной передачи

  На первый взгляд планетарные зубчатые передачи, также известные как планетарные зубчатые передачи, кажутся довольно сложными. Это, безусловно, правда, что для того, чтобы овладеть всеми сложными аспектами проектирования такого типа системы передач, требуется опытный инженер по зубчатым передачам. Если вы опытный инженер по передаче оборудования, этот пост не для вас.Но если вы хотите получить более общее представление о планетарных передачах, вы попали в нужное место.

  Что такое планетарные передачи?

  Планетарный ряд состоит из трех типов шестерен; солнечная шестерня, планетарные шестерни и коронная шестерня. Солнечная шестерня расположена в центре (желтая) и передает крутящий момент на планетарные шестерни (синие), которые обычно устанавливаются на подвижном водиле (зеленом). Планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни и входят в зацепление с внешней кольцевой шестерней (розовой). Системы планетарных редукторов могут различаться по сложности от очень простых до сложных сложных систем, в зависимости от области применения.

  Изображение предоставлено: Википедия

  Где используются планетарные редукторы?

  Планетарные передачи

  часто используются, когда пространство и вес являются проблемой, но требуется большое снижение скорости и крутящего момента. Это требование применяется к различным отраслям промышленности, включая тракторы и строительное оборудование, где для привода колес требуется большой крутящий момент. Другие места, где вы найдете планетарные редукторы, включают турбинные двигатели, автоматические коробки передач и даже электрические отвертки.

  Планетарные передачи

  способны создавать большой крутящий момент, поскольку нагрузка распределяется между несколькими планетарными шестернями. Эта компоновка также создает больше контактных поверхностей и большую площадь контакта между шестернями, чем традиционная система шестерен с параллельными осями. Благодаря этому нагрузка распределяется более равномерно и, следовательно, шестерни более устойчивы к повреждениям.

  Производство планетарных передач

  Навыки, необходимые для изготовления планетарных шестерен, такие же, как и для любого другого типа производства прецизионных шестерен.Gear Motions — ведущий производитель прецизионных зубчатых колес, специализирующийся на поставках зубчатых колес с нарезкой и шлифовкой на заказ. У нас есть обширный портфель возможностей по производству зубчатых колес, который включает в себя возможность изготавливать все отдельные зубчатые колеса, составляющие планетарную зубчатую систему. Чтобы узнать о конкретных производственных возможностях, таких как минимальный и максимальный диаметр, делительный диаметр и ширина поверхности, посетите нашу страницу о возможностях производства зубчатых колес. Обратите внимание, что мы не производим редукторы.

  Gear Motions также имеет большой опыт в разработке и проектировании редукторов.Независимо от того, нужно ли вам разработать систему зубчатых колес с нуля или вам нужна помощь в изменении конструкции, мы будем работать с вами на протяжении всего процесса, чтобы гарантировать, что ваши зубчатые колеса будут спроектированы и изготовлены с точностью. Инжиниринговые услуги включают обратный инжиниринг, проектирование на предмет технологичности, прототипирование и перепроектирование.

  Дополнительная информация

  Для получения более подробной информации о планетарных передачах мы рекомендуем следующие ресурсы:

  • Американская ассоциация производителей зубчатых передач (AGMA)

  AGMA часто предлагает образовательные курсы, которые способствуют профессиональному развитию персонала в производстве зубчатых колес.Один из курсов, который был предложен недавно, посвящен эпициклическому дизайну передач. Посетите веб-сайт AGMA, чтобы узнать о предлагаемых курсах.

  Gear Talk with Chuck — это блог, написанный Чарльзом Д. Шульцем для Gear Technology. Если вы активно работаете в индустрии зубчатых передач, вы, вероятно, уже знакомы с этим. Gear Talk недавно опубликовали в блоге серию сообщений о планетарных передачах. Этот контент основан на многолетнем опыте работы Шульца в зубчатой ​​промышленности и содержит значительный объем технических знаний.Если вы ищете информацию о планетарных передачах с уникальной точки зрения, обязательно ознакомьтесь с серией.

  У вас есть конкретные вопросы о разработке или производстве планетарной зубчатой ​​передачи? Свяжитесь с Gear Motions! Наши инженеры по продажам будут работать с вами от начала до конца, чтобы убедиться, что ваш проект соответствует вашим требованиям.

  Что такое планетарный редуктор?

  Вернуться к обзору

  Какая техника тысячелетней давности лежит в основе многих самых инновационных технических достижений на данный момент? У робототехники, 3D-печати и новых транспортных средств есть одна общая черта: часто они приводятся в движение планетарной коробкой передач.Как поставщик планетарных редукторов, мы, конечно, знаем все тонкости, но что, если вы впервые столкнетесь с этой техникой? Мы решили объяснить это понятно для всех — в этой статье мы обсудим основы планетарного редуктора.

  Что такое планетарный редуктор?

  Планетарный редуктор — это редуктор с совмещенным входным и выходным валами. Планетарный редуктор используется для передачи наибольшего крутящего момента в наиболее компактной форме (известной как плотность крутящего момента).

  Ускоряющая ступица велосипеда — отличный пример механизма планетарного колеса. Вы когда-нибудь задумывались, как получить столько мощности и возможностей в такой маленькой ступице? Для трехступенчатой ​​ступицы используется одноступенчатая планетарная передача, для пятиступенчатой ​​ступицы — двухступенчатая.Каждая планетарная передача имеет состояние редуктора, прямое соединение и режим ускорения.

  С математической точки зрения, наименьшее передаточное число составляет 3: 1, наибольшее — 10: 1. При передаточном числе менее 3 солнечная шестерня становится слишком большой относительно планетарных шестерен. При передаточном числе более 10 солнечное колесо становится слишком маленьким, и крутящий момент падает. Отношения обычно абсолютные, т.е. целые числа.

  Кто изобрел планетарный редуктор, неизвестно, но функционально он был описан Леонардо да Винчи в 1490 году и использовался веками.

  Почему он назван планетарной коробкой передач?

  Планетарный редуктор получил свое название из-за того, как разные шестерни перемещаются вместе. В планетарной коробке передач мы видим солнечную (солнечную) шестерню, сателлитную (кольцевую) шестерню и две или более планетарных шестерен. Обычно солнечная шестерня приводится в движение и, таким образом, приводят в движение планетарные шестерни, заблокированные в водиле планетарной передачи, и образуют выходной вал. Шестерни сателлитов имеют фиксированное положение по отношению к внешнему миру. Это похоже на нашу планетную солнечную систему, отсюда и название.Помогло то, что древние конструкции шестерен широко использовались в астрологии для составления карт и отслеживания наших небесных тел. Так что это был не такой уж большой шаг.

  На практике мы часто говорим с точки зрения использования планетарных редукторов для промышленной автоматизации. Вот почему мы называем солнечную шестерню входным валом, планетарные шестерни и водило — выходной вал, а сателлитную шестерню (или коронную шестерню) — корпусом.

  Возможности планетарных редукторов

  С одной и той же конструкцией можно реализовать разные скорости и направления вращения.Это может быть достигнуто, например, путем реверсирования коробки передач, что дает следующие возможности:

  Ведомая сторона	Твердый мир	Ведущая сторона	Результат
  Входной вал	Корпус	Выходной вал	Редукция
  Входной вал	Выходной вал	Корпус	Обратное движение + задержка
  Выходной вал	Входной вал	Корпус	Задержка
  Выходной вал	Корпус	Входной вал	Разгон
  Корпус	Выходной вал	Входной вал	Обратное движение + ускорение
  Корпус	Входной вал	Выходной вал	Задержка
  Входной и выходной валы	Н.А.	Корпус	1: 1

  Где обычно используется планетарный редуктор (в трансмиссии)?

  Где обычно используется планетарный редуктор (в трансмиссии):

  • В роботе для увеличения крутящего момента
  • В печатном станке для уменьшения скорости роликов
  • Для точного позиционирования
  • В упаковочной машине для воспроизводимых продуктов

  Покупка планетарной коробки передач: на что следует обратить внимание

  Каковы критерии покупки планетарной коробки передач? На этот вопрос сложно ответить, потому что он сильно зависит от того, где именно используется коробка передач.Прежде всего, должны быть правильными первичные характеристики (например: крутящий момент, люфт, передаточное отношение), но затем вторичные (например: коррозионная стойкость, уровень шума, конструкция) и третьи (например: срок поставки, цена, глобальный доступность, сервис) важны.

  Поскольку Apex Dynamics работает быстрее, вы можете обращаться к нам по всем вопросам. Мы ответим быстро, часто в тот же день, с индивидуальным ответом и / или индивидуальным предложением. Таким образом, вам никогда не придется беспокоиться о задержках, мы доставляем все коробки передач, которые отсутствуют на складе, и быстрее, чем кто-либо другой.

  Консистентная смазка или масло в качестве смазки в планетарной коробке передач

  Даже при том, насколько точно планетарный редуктор изготовлен и собран, внутри всегда есть поверхности качения или скольжения. Вот почему каждая коробка передач содержит смазку — будь то масло, консистентная смазка или синтетический гель — для обеспечения хорошей работы шестерен и предотвращения износа. Кроме того, смазка часто также обеспечивает охлаждение и снижает шум или вибрацию. Apex Dynamics использует специальную смазку от компании Nye Lubricants, по сути, это своего рода гель.

  Мы опубликовали статью на эту тему:
  Смазка SMART: Без смазки нет гладкой передачи!

  6 аргументов в пользу планетарного редуктора в сочетании с серводвигателем

  1. Крутящий момент разделен на 3 передачи (планетарные шестерни), и поэтому — при равных размерах — крутящий момент почти в 3 раза выше, чем у «нормальной» коробки передач.
  2. Низкий люфт.
  3. Компактный и, следовательно, с малой инерцией массы.
  4. Высокая эффективность.
  5. Закрытая система.
  6. Абсолютное соотношение от 3: 1 до 10: 1 на ступень.

  Почему планетарный редуктор от Apex Dynamics

  Редукторы

  Apex Dynamics идеально подходят, например, для современной сервотехники благодаря сложным уплотнениям из витона, косозубым зубьям и сбалансированному валу солнечной шестерни. Мы продаем около 49 серий планетарных редукторов и предлагаем неизведанное обслуживание, поддержку и местные складские запасы. Это делает нас непревзойденным поставщиком редукторов с малым люфтом.

  Пресс-релиз, Helmond 14.11.2017

  Каковы недостатки использования планетарной коробки передач?

  Редуктор , планетарный редуктор , соответствует всем критериям проектирования сервоприводов, обеспечивая при этом относительно длительный срок службы и низкие требования к техническому обслуживанию.Это связано с тем, что планетарные редукторы обеспечивают передачу высокого крутящего момента с хорошей жесткостью и низким уровнем шума при более компактных размерах, чем у редукторов других типов. Узнайте больше о том, почему планетарный редуктор незаменим в статье: Какой тип редуктора лучше всего подходит для сервоприводов?

  Прецизионные планетарные редукторы Raptor SS от CGI Motion готовы к мойке.

  Конструкция планетарного редуктора довольно проста и состоит из центральной солнечной шестерни, внешнего кольца (также называемого внутренним зубчатым колесом, потому что его зубцы обращены внутрь), планетарных шестерен и водила.Мощность, подаваемая на солнечную шестерню, заставляет ее вращаться. Планетарные шестерни входят в зацепление с солнечной шестерней, и когда солнечная шестерня вращается, планетарные шестерни вращаются вокруг своих осей. Планетарные шестерни также входят в зацепление с зубчатым венцом, которое неподвижно, в результате чего планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни. Водило удерживает планетарные шестерни вместе и устанавливает их расстояние. Он вращается вместе с планетарными шестернями и включает выходной вал.

  Спасибо U @cgi_motion за посещение! Стенд № 2059 😃 # Automate2017 # ProMat2017 @DesignWorld на #planetary #st безболезненно • @AutomateShow @SMMcCafferty pic.twitter.com/LqndEFsWgV

  — Лиза Эйтель (@DW_LisaEitel) 4 апреля 2017 г.

  В планетарной коробке передач многие зубья входят в зацепление одновременно, что позволяет достичь высокого снижения скорости с помощью относительно небольших шестерен и более низкой инерции, отражаемой обратно в двигатель. Наличие нескольких зубьев, разделяющих нагрузку, также позволяет планетарным шестерням передавать высокий крутящий момент. Сочетание компактных размеров, большого уменьшения скорости и передачи высокого крутящего момента делает планетарные редукторы популярным выбором для приложений с ограниченным пространством.

  Планетарные передачи также называют планетарными передачами. Это видео от Neugart GmbH демонстрирует их конструкцию и работу.

  Но у планетарных коробок передач есть и недостатки. Их сложность в конструкции и производстве делает их более дорогим решением, чем редукторы других типов. И точность изготовления этих коробок передач чрезвычайно важна. Если одна планетарная шестерня расположена ближе к солнечной шестерне, чем другие, может возникнуть дисбаланс планетарных шестерен, что приведет к преждевременному износу и выходу из строя.Кроме того, компактные размеры планетарных шестерен затрудняют отвод тепла, поэтому приложения, которые работают с очень высокой скоростью или работают в непрерывном режиме, могут нуждаться в охлаждении.

  При использовании «стандартного» (иными словами, рядного) планетарного редуктора двигатель и ведомое оборудование должны быть расположены на одной линии друг с другом, хотя производители предлагают прямоугольные конструкции, которые включают другие зубчатые передачи (часто конические шестерни с косозубыми зубьями). чтобы обеспечить смещение между входом и выходом.

  ---

  Обратите внимание, что планетарные редукторы могут быть сконструированы как с цилиндрическими, так и с косозубыми шестернями. Цилиндрические зубчатые колеса имеют нулевой угол наклона спирали и, следовательно, не создают осевых сил. Таким образом, подшипники в цилиндрическом планетарном редукторе служат только для поддержки валов шестерен. Цилиндрические зубчатые колеса, напротив, имеют угол наклона спирали от 10 до 30 градусов, что заставляет их создавать значительные осевые силы. Подшипники, используемые в косозубой планетарной коробке передач, должны выдерживать эти осевые нагрузки. (Более высокие углы спирали приводят к более высоким осевым силам, но также обеспечивают более высокий крутящий момент, меньший шум и более плавную работу.)

  Прямозубая шестерня (слева) и косозубая шестерня (справа).

  Кроме того, в планетарной коробке передач — цилиндрической или косозубой — подшипники играют активную роль в передаче крутящего момента. Но планетарное устройство оставляет ограниченное пространство внутри коробки передач для размещения подшипников. Игольчатые подшипники — хороший выбор с точки зрения размера, но они не рассчитаны на то, чтобы выдерживать значительные осевые нагрузки. Конические роликоподшипники подходят для высоких осевых нагрузок, но обычно больше игольчатых подшипников.

  Неотъемлемые ограничения по размеру и типу подшипников в сочетании с двойной задачей передачи крутящего момента и поддержки осевых нагрузок означают, что номинальный крутящий момент косозубых планетарных редукторов может быть ниже, чем у аналогичных редукторов с цилиндрическими планетарными редукторами, подшипники которых испытывают только усилия, возникающие из-за на передачу крутящего момента (без осевых нагрузок). С другой стороны, косозубые планетарные редукторы имеют более низкий уровень шума, более плавную работу и более высокую жесткость, чем цилиндрические планетарные редукторы. Эти атрибуты делают косозубые планетарные редукторы более распространенным выбором в сервоприводах.

  Видео

  Classic объясняет, как работает планетарный ряд.

  Шестерни бывают всех форм и размеров. Это зубастые чудеса, заставляющие мир вращаться, и они невероятно важны для эксплуатации автомобиля. Есть более конкретный тип шестерни, позволяющий работать вашей автоматической коробке передач. Это называется планетарной передачей, и при ее работе ваша голова будет плавать по концентрическим кругам. То есть до тех пор, пока вы не посмотрите это замечательное классическое видео, которое дает четкое представление об их работе.

  Планетарный редуктор состоит из внешнего зубчатого колеса, которое называется кольцевой шестерней. Внутри у вас есть солнечная шестерня с фиксированной точкой в ​​центре и планетарная шестерня (или шестерни), которые вращаются вокруг солнечной шестерни. Вращаясь внутри зубчатого венца, планетарные шестерни образуют делительные круги, которые могут быть преобразованы в зубчатую передачу, которая, в свою очередь, соединяется с входным и выходным валами.

  ПРОВЕРКА: разница между автоматической и механической коробками передач

  Входной вал будет исходить от двигателя, а выходной вал — к ведомым колесам.Комбинируя планетарные передачи, вы можете создать широкий диапазон редукторов. Эти сокращения необходимы для комфортного и эффективного движения вашего автомобиля, и именно в них вы найдете различные «передачи», такие как первая, вторая, третья, обратная передача и т. Д.

  Вы создаете эти диапазоны передач, комбинируя наборы шестерен по-разному для создания различных передаточных чисел. Вам понадобится более высокое передаточное число, чтобы начать движение на первой передаче. В этом случае обе зубчатые передачи работают вместе, поэтому крутящий момент двигателя умножается и передается на колеса.Когда вы начнете двигаться, один из наборов снаряжения сможет расслабиться и позволить другому делать работу. Это может переключиться, когда придет время перейти на третью передачу.

  Изменяя, какие зубчатые передачи взаимодействуют с входным, выходным или обоими валами, вы получите автоматическую коробку передач, которая гарантирует, что вы катитесь по дороге на правильной передаче.

  Все это и многое другое четко описано в этом классном черно-белом видео. Посмотрите на него, и вы увидите, что можете извлечь уроки из прошлого.

  _______________________________________

  Подписывайтесь на Motor Authority на Facebook, Twitter и YouTube.

  Что такое планетарные передачи?

  Matex Gears в партнерстве с Virteom создала мини-сериал видео, чтобы ответить на некоторые из наших часто задаваемых вопросов. Посмотрите видео выше, чтобы услышать , что такое планетарные передачи , непосредственно от президента Matex Джеймса Ван Хала. Если у вас есть вопросы, на которые вы хотите получить ответы — свяжитесь с нами сегодня!

  Планетарные зубчатые передачи используются во многих отраслях и сферах применения.Планетарные передачи обеспечивают две вещи, к которым стремятся промышленность: снижение скорости и крутящий момент. Запатентованные системы Matex обеспечивают гибкость конструкции с множеством вариантов размера, соотношения сторон и материала.

  Как используются планетарные передачи?

  Как правило, планетарные передачи используются в качестве редукторов . Они используются для замедления двигателей и увеличения крутящего момента . Крутящий момент — это рабочая мощность машины. Но мы видели, как наши планетарные шестерни поворачиваются, чтобы их можно было использовать и в качестве ускорителей.

  В каких отраслях используются планетарные передачи?

  Разнообразие и эффективность зубчатых колес Matex позволяет применять их во многих областях применения во многих отраслях промышленности. Лишь некоторые из наших приложений включают моторизованные колеса, лебедки, автоматические открыватели дверей, конвейеры, область медицины, транспортировку жидкостей, бытовые приборы, инструменты и робототехнику. Мы уверены, что у Matex есть все необходимое для ваших нужд.

  Отрасли промышленности, использующие планетарные передачи:

  Как можно использовать планетарную передачу?

  Наши клиенты используют планетарные передачи по-разному.Особняком стоит одна ситуация, когда они использовали наши планетарные передачи для различных целей в роботе-взрывнике, работающем в опасных условиях.

  Наши планетарные шестерни использовались для приведения в движение колес и рук робота. Они также простираются до когтя, что чрезвычайно важно для этого приложения, потому что коготь часто используется. Планетарные передачи чрезвычайно надежны и эффективны. Как вы понимаете, планетарные передачи можно использовать разными способами одновременно.

  Запатентованная конструкция Matex гарантирует, что планеты в планетарных передачах Matex всегда разделяют равные нагрузки, в результате чего достигается КПД 98% при однократном понижении с минимальными тепловыми потерями и шумом.При двухступенчатом и трехступенчатом понижении КПД минимально снижается при 95% и 92% соответственно.