Планетарный редуктор передаточное отношение: Планетарный редуктор — схемы, формулы, анимированные иллюстрации

Содержание

Планетарные передачи

Что же так привлекает конструкторов к планетарным механизмам? Здесь можно перечислить несколько пунктов:

1. Все элементы планетарной передачи вращаются относительно общей оси, что делает ее компактной.

2. Планетарные передачи, не смотря на их компактные размеры, могут передавать большие крутящие моменты по сравнению к другим типами передачи. Это объясняется тем, что момент передается несколькими сателлитами планетарной передачи, что позволяет значительно снизить контактные напряжения на поверхностях зубьев при передаче момента.

3. Расположение элементов планетарного ряда позволяет относительно легко организовывать их систему управления (имеется в виду оборудование тормозами и блокировочными муфтами).

4. При удачном выборе кинематической схемы КПД таких передач имеет высокое значение

Основным параметром, определяющим свойства планетарного ряда, является внутреннее передаточное отношение. В общем случае любой планетарный ряд характеризуется шестью внутренними передаточными отношениями. Однако, на практике обычно используется только одно, определяемое как отношение частоты вращения малого центрального к частоте вращения большого центрального колеса при остановленном водиле:

где

1 — индекс малого центрального колеса;
2 — индекс большого центрального колеса;
3 — индекс водила.

В зависимости от того, как вращаются центральные колеса при остановленном водиле, внутреннее передаточное отношение планетарного ряда может быть либо положительным, либо отрицательным. Если они вращаются в одном и том же направлении, то внутреннее передаточное отношение положительное, в противном случае оно отрицательное. Так для простого планетарного ряда, представленного на рис.1, центральные колеса при остановке водила будут вращаться в различных направлениях, и, следовательно, внутреннее передаточное отношение этого ряда — отрицательное.

Все планетарные ряды в зависимости от знака внутреннего передаточного отношения, определенного при остановленном водиле, классифицируются на два класса:

1. Планетарные ряды с положительным внутренним передаточным отношением.

2. Планетарные ряды с отрицательным внутренним передаточным отношением.

Как уже отмечалось, кинематических схем построения планетарных рядов имеется достаточно большое количество. Наиболее известным планетарным рядом для всех автолюбителей является дифференциал (рис.2), без которого не обходится не один современный автомобиль. Наверное, не многие догадываются, что дифференциал есть не что иное, как планетарный ряд.

Рис2. 1 — центральное колесо; 3 — сателлиты
  2 — водило;  

Отличительной особенностью дифференциала является то, что он имеет центральные колеса одинакового размера, поэтому внутреннее передаточное отношение этого механизма равно -1. Минус, очевидно, означает, что дифференциал относится ко второму классу планетарных механизмов, т.е. при остановленном водиле центральные колеса вращаются в разные стороны.

Рассмотрим другие типы планетарных рядов. На рисунке 3 представлены планетарные ряды, относящиеся к первому классу.

Рис.3

1 — малое центральное колесо;

 4 — одновенцовые сателлиты;
2 — большое центральное колесо; 5 — двухвенцовые сателлиты.
3 — водило;

Примеры построения планетарных рядов, относящихся ко второму классу, представлены на рисунке 4.

Рис.4

1 — малое центральное колесо;

 4 — сателлиты;
2 — большое центральное колесо; 5 — двухвенцовые сателлиты.
3 — водило;

Планетарные ряды, изображенные на рисунках 3а, 3в, 4б, 4в, построены с использованием двухвенцовых сателлитов. Планетарный ряд, построенный по схеме 4в, носит название несимметричного дифференциала, а ряд, представленный на рисунке 4г называется планетарным рядом со сцепленными сателлитами.

Как видно из приведенных примеров, планетарный ряд можно построить, используя только внутреннее зацепление (рис.3а), только внешнее зацепление (рис.3в и 4г), только конические передачи (рис.2 и 3в) или с использованием внутреннего и внешнего зацеплений (рис.3б, 4а, 4б).

Уравнение, связывающее угловые скорости () трех основных звеньев любого планетарного ряда (не зависимо от схемы построения) выглядит следующим образом:

где 1 — индекс малого центрального колеса;
  2 — индекс большого центрального колеса;
  3 — индекс водила.

Вы спросите: «А как, все-таки, определить величину внутреннего передаточного отношения планетарного ряда

i12?». Нет ничего проще. Модуль этой величины можно легко определить, зная число зубьев шестерен, входящих в состав планетарного ряда. Для планетарных рядов с одновенцовыми и сцепленными сателлитами

где z1 — число зубьев малого центрального колеса;
  z2 — число зубьев большого центрального колеса.

Для планетарных рядов с двухвенцовыми сателлитами эта величина может быть определена следующим образом:

где zст1 — число зубьев сателлита, сцепленного с малым центральным колесом;
  zст2 — число зубьев сателлита, сцепленного с большим центральным колесом.

Таким образом, зная величину внутреннего передаточного отношения, а для конкретного планетарного ряда она постоянна, и имея зависимость, связывающую угловые скорости трех основных звеньев планетарного ряда, можно определить свойства этого механизма.

1. Свойство блокировки планетарного ряда.

Нетрудно показать, что если угловые скорости двух звеньев планетарного ряда равны, то и угловая скорость третьего звена будет равна угловой скорости этих двух звеньев. Пусть, например, 1=3, тогда

или

т.е. угловые скорости всех звеньев в этом случае равны, и планетарный ряд будет вращаться как одно целое тело. Аналогичный результат можно получить и в двух других случаях, когда 1=2 и 2

=3. Отсюда вытекает известное свойство блокировки планетарного ряда: если установить блокировочную муфту между любыми двумя звеньями планетарного ряда (рис.5), то при ее включении планетарный ряд будет заблокирован, и его передаточное отношение будет равно 1.

Рис.5 1 — малое центральное колесо; 3 — водило;
  2 — большое центральное колесо; 4 — блокировочная муфта

2. Свойство работать в редукторном режиме.

Рассмотрим это свойство на примере планетарного ряда второго класса, т.е. с отрицательным внутренним передаточным отношением (i12<0). Здесь возможны два варианта.

Первый. Пусть большое центральное колесо будет остановлено (2=0), водило назначим ведомым звеном планетарного ряда, а малое центральное колесо — ведущим звеном (рис.6а). Тогда в соответствии с (1) передаточное отношение механизма будет определяться следующей зависимостью:

Рис.6 Варианты работы планетарного ряда в режиме редуктора.

т.е. получаем редуктор, передаточное отношение которого на единицу больше внутреннего передаточного отношения самого планетарного ряда.

Второй. Пусть большое центральное колесо будет ведущим звеном планетарного ряда, водило — ведомым звеном, а малое центральное колесо — остановлено, (=0) (рис.6б). Тогда после небольшого преобразования (1) получим:

т.е. получаем редуктор, передаточное отношение которого близко к единице.

3. Свойство работать в режиме повышающей передачи.

Опять-таки, рассмотрим это свойство на примере планетарного ряда второго класса, т.е. с отрицательным внутренним передаточным отношением (i12<0). Здесь также возможны два варианта.

Первый. Пусть большое центральное колесо будет остановлено (2=0), водило — ведущим звеном планетарного ряда, а малое центральное колесо — ведомым звеном (рис.7а). Тогда в соответствии с (1) передаточное отношение механизма будет определяться следующей зависимостью:

Рис.7 Варианты работы планетарного ряда в режиме повышающей передачи.

Второй. Пусть большое центральное колесо будет ведомым звеном планетарного ряда, водило — ведущим звеном планетарного ряда, а малое центральное колесо — остановлено (1

=0) (рис.7б). Тогда в соответствии с (1) передаточное отношение механизма будет определяться следующей зависимостью:

Анализ полученной зависимости показывает, что в этом случае будет получена повышающая передача с передаточным отношением близким к единице.

4. Свойство реверсивности.

Использование этого свойства позволяет организовать передачу заднего хода. Так же, как и в трех предыдущих случаях исследуем возможности реверсивного свойства на примере планетарного ряда второго класса. Здесь возможны, опять-таки два варианта.

Первый. Пусть большое центральное колесо будет ведомым звеном планетарного ряда, водило — остановлено (3=0), а малое центральное колесо — ведущим звеном (рис.8а). Тогда в соответствии с (1) передаточное отношение механизма будет равно внутреннему передаточному отношению планетарного ряда:

Рис.8 Варианты работы планетарного ряда в режиме передачи заднего хода.

Поскольку для планетарных механизмов второго класса внутреннее передаточное отношение отрицательное, то получаем редуктор с отрицательным передаточным отношением.

Второй. Пусть большое центральное колесо будет ведущим звеном планетарного ряда, водило — остановлено (3=0), а малое центральное колесо — ведомым звеном (рис.8а). Тогда

Т.е. получаем мультипликатор с отрицательным передаточным отношением (поскольку i12<0).

По материалам сайта www.tahoe.ru

Более 2000 руководств
по ремонту и техническому обслуживанию
автомобилей различных марок
 

Планетарный редуктор, устройство и расчет

На чтение 4 мин. Просмотров 745

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

Планетарный редуктор

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

Преимущества планетарных устройств

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

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

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

Планетарные редукторы в машиностроении

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

Планетарный редуктор автомобиля

Мотор-редукторы планетарного типа

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

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

Расчет планетарного устройства

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

  1. Определяем число передаточных ступеней;
  2. Расчет сателлитов и числа зубьев;
  3. Выбор материала шестерен;
  4. Определяем межосевое расстояние;
  5. Проверочный расчет;
  6. Расчет сил;
  7. Выбор подшипников;
  8. Определение толщины колес;
  9. Вычисление осей шестеренок.

Ремонт редуктора своими руками

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

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

Как и все редукторы, он может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым. Если Вы собираетесь приобрести механизм данного типа, то лучше всего покупать его у проверенных производителей, так как ремонт своими руками очень затруднен, а если он будет часто выходить из строя, то денег на него будет уходить много. В данной статье мы попытались собрать общую информацию по устройствам планетарного типа использующихся для производства автомобилей. Также нужно сказать, что данный вид устройства очень интенсивно внедряется во многие сферы и отрасли благодаря своим очень весомым преимуществам.

Энтузиаст-механик напечатал редуктор с передаточным числом 11373076:1

Схема редуктора.

Фотография: Oscar Van Deventer / shapeways.com

Европеец Оскар Ван Девентер разработал и напечатал из пластика редуктор с экстремально высоким передаточным числом, сообщает 3DPrint. В собранном Ван Девентером механизме отношение зубьев ведущей шестеренки к ведомой составляет 11373076. Именно такое количество раз потребуется повернуть ведущую шестеренку редуктора, чтобы ведомая совершила один полный оборот. При таком передаточном числе количество зубьев ведущей шестеренки составляет 25 единиц.

Механизм Ван Девентера представляет собой набор из двух кривошипно-шатунных механизмов и двух планетарных редукторов. В планетарных редукторах центральные (солнечные) шестерни через сателлиты (небольшие шестеренки) вращают коронные шестерни на периферии. Оба редуктора в механизме расположены на одном валу. При увеличении количества зубцов ведущей шестеренки до 64 единиц передаточное число возрастет до 1141624705.

Ведущая шестерня и планетарный редуктор.

Фотография: Oscar Van Deventer / shapeways.com

Ведомая шестерня и планетарный редуктор.

Фотография: Oscar Van Deventer / shapeways.com

Редуктор в сборе.

Фотография: Oscar Van Deventer / shapeways.com

Благодаря очень высокому передаточному числу такой редуктор позволяет работать с большими механическими нагрузками. По словам самого Ван Девентера, разработанный им редуктор со столь высоким передаточным числом позволит при помощи обычной стоматологической бормашины сдвинуть с места локомотив. Правда, скорость его движения по рельсам будет очень и очень маленькой. Аналогичное передаточное число можно было бы реализовать и при помощи червячного редуктора, однако планетарный редуктор позволил сделать компактный механизм.

Ван Девентер уже выставил свой редуктор с экстремально высоким передаточным числом на продажу в интернет-магазине shapeways. Стоимость механизма составляет 276 евро.


Планетарный редуктор — Вики

Планетарный редуктор.
Опорное звено эпицикл заблокировано на корпус редуктора.

Планета́рный реду́ктор, дифференциа́льный реду́ктор (от лат. differentia – разность, различие) — один из классов механических редукторов. Редуктор называется планетарным из-за планетарной передачи, находящейся в редукторе, передающей и преобразующей крутящий момент.

Общее описание

Колёсный редуктор военного автомобиля МАЗ-7310. Водило с сателлитами сняты

Конструкция

Механической основой планетарного редуктора может быть планетарная передача любой формы и состава. Принципиальная возможность работы планетарной передачи в режиме редуктора не зависит от формата распределения функций между тремя её основными звеньями (солнечной шестернёй, водилом с шестернями сателлитами и коронной шестернёй): любое звено может быть выбрано конструкторами как ведущее, и любое как ведомое. Но при этом, наличие у планетарной передачи двух степеней свобод требует снятия одной степени свободы для её работы в качестве редуктора; эта задача решается посредством блокировки третьего звена на корпус редуктора, а само звено получает название «опорное звено».

Уникальные особенности

В контексте сравнения планетарной передачи с любыми другими типами зубчатых передач под использование их в качестве редуктора, таковыми особенностями являются: соосность входящего и исходящего потока мощности (например, валов) даже на однорядной планетарной передаче; возможность выбора из шести передаточных отношений даже на простой трёхзвенной планетарной передаче; две степени свободы любой планетарной передачи; возможность получения больших передаточных отношений в условиях ограниченного поперечного габарита.

Типы планетарных редукторов и их применение

Планетарный редуктор с одной степенью свободы

В таких редукторах опорное звено всегда заблокировано на корпус редуктора. При этом для любой трёхзвенной планетарной передачи возможны шесть вариантов распределения ролей между тремя основными звеньями, что даёт шесть передаточных отношений, три из которых могут применяться для редукторов (передаточное отношение больше единицы) и три для мультипликаторов (передаточное отношение меньше единицы).

Наиболее глубокую редукцию в схеме СВЭ даёт вариант 1 (с солнечной шестерни на водило), наиболее слабую — вариант 3 (с коронной шестерни на водило). Некое промежуточное значение редукции с обязательным противовращением даёт Вариант 5 (с солнечной шестерни на коронную), но в силу разных причин его используют не часто (единственный известный пример — колёсные редукторы дорожных автомобилей МАЗ). Оставшиеся три варианта дают мультипликацию, в том числе одно передаточное отношение обратного вращения.

Планетарные редукторы с одной степенью свободы применяются в бортовых главных передачах гусеничных машин, в двухступенчатых главных передачах колёсных грузовых машин в ступицах ведущих колёс, в грузовых лебёдках и тельферах, в автомобильных стартёрах, в совмещённых планетарных мотор-редукторах. Общий принцип применения — требование компактности редуктора и соосности ведущего и ведомого валов. В грузовых лебёдках и тельферах могут применяться двух- и трёхрядные планетарные передачи, а общее передаточное отношение таких планетарных редукторов может быть порядка 100.

Планетарный редуктор с двумя степенями свободы

Конструктивно подобный планетарный редуктор может быть аналогичен планетарному редуктору с одной степенью свободы, с тем лишь отличием, что опорное звено здесь может быть разблокировано. При этом планетарная передача перестаёт выполнять редукцию и становится дифференциалом, а ввиду того, что в любом дифференциале мощность на ведомых звеньях выравнивается до минимально востребованной на любом из двух этих звеньев, настоящее ведомое звено перестаёт передавать сколь-либо существенную мощность по кинематической цепи трансмиссии и останавливается, а вращается только разблокированное опорное звено. К подобным редукторам относится термин «дифференциальный редуктор».

Применяются в однорадиусных механизмах поворота гусеничных машин, где они одновременно выполняют функцию редукции и обеспечивают возможность плавного разрыва потока мощности. Также могут применяться везде, где требуется опция отключения потока мощности без необходимости остановки мотора или вала привода ведущего звена.

Многоскоростной планетарный редуктор

Многоскоростные планетарные редукторы допускают переключение между различными кинематическими цепями внутри себя, то есть, дают возможность использования разных передаточных отношений. Конструктивно это всегда реализуется через применение так называемых управляющих элементов: тормозов, блокировочных фрикционов, обгонных муфт. Наличие шести передаточных отношений даже на одном простом планетарном механизме теоретически допускает его использование в качестве минимально возможного, но фактически все многоскоростные планетарные редукторы выполнены либо на основе одного сложного планетарного механизма, либо на основе нескольких последовательно зацепленных простых (и сложных) планетарных механизмов. Число степеней свободы таких редукторов может быть 2 и более, общее число управляющих элементов может быть более десяти. Все многоскоростные планетарные редукторы имеют ту особенность, что взаимная блокировка их звеньев превращает их в прямую передачу, что может быть также использовано для расширения числа доступных скоростей.

В основном применяются в трансмиссиях транспортных машин: в двухрадиусных механизмах поворота гусеничных машин, в коробках передач и раздаточных коробках колёсных и гусеничных машин, где могут выполнять как функции делителя, овердрайва, ходоуменьшителя, так и функции основного набора передач включая реверс, независимо от общего числа скоростей. Также применяются в электроинструментах, где требуется возможность получения более одной скорости вращения.

Шарикоподшипниковый редуктор

Шарикоподшипник представляет пример планетарного редуктора, в котором водилом является сепаратор, функции солнечной шестерни выполняет внутреннее кольцо, функции коронной шестерни — наружное кольцо, а сателлиты — это шарики. С использованием обыкновенных шарикоподшипников могут быть сконструированы маломощные редукторы (для научных или измерительных приборов). Например, шарикоподшипниковые планетарные редукторы используются в конструкции верньера, применяемого для точной настройки радиостанции на нужную частоту приема/передачи.

См. также

Примечания

Ссылки

Планетарный редуктор: описание,преимущества,характеристики,принцип работы.

Двухступенчатый планетарный редуктор представляет собой конструкцию, составленную из шестеренок и других рабочих элементов, которые приводятся в движение посредством зубчатой передачи. При этом двигаются они по принципу, который заложен в механике вращения планет – вокруг одного центра. По этой причине центральная шестерня именуется «солнечной», промежуточные — «сателлитами», а внешняя с внутренним зубчатым сцеплением — «коронной». Кроме этого, самый простой планетарный редуктор состоит из водила. Оно предназначено для фиксации сателлитов относительно друг друга, чтобы они двигались вместе.

Для правильной работы устройства необходимо, чтобы одна из составляющих его частей была жестко закреплена на корпусе. В планетарном редукторе, который оснащен водилом, статической частью является именно оно. Кроме этого, жестко закрепленным может быть коронная или солнечная шестеренки.  В случае если ни одна из частей этого устройства не закреплена, имеется возможность расщепления одного движения на несколько, либо слияние двух в одно.

При этом в сцепке с ведущим и ведомым валом может быть как коронная, так и солнечная шестерни, или сателлиты. Этот механизм может осуществлять повышение передаточного числа и снижение крутящего момента и на оборот.

За счет такой конструкции обеспечивается движение ведомого и ведущего валов в одном направлении.

Преимущества планетарных устройств

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

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

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

Описание и принцип работы:

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

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

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

Основные характеристики редукторов

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

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

i = wвх/wвых

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

n = Pвх/Pвых

Классификация планетарных редукторов:

По количеству ступеней планетарного редуктора выделяют:

одноступенчатый планетарный редуктор

  • одноступенчатые
  • многоступенчатые

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

По факту жесткого закрепления одного из элементов редуктора выделяют:

  • простейшие
  • дифференциальные

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

УСТРОЙСТВО ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА

Основными частями планетарного редуктора, как правило, являются такие элементы, как солнечная шестеренка, которая, как сказано выше, расположена в центре редуктора. Так же к основным элементам относятся, водило. Эта деталь редуктора предназначена для прочной фиксации осей остальных шестерней, или как их еще называют сателлитов. Сателлиты представляют собой одинакового размера шестеренки, которые располагаются вокруг основной шестерни. И наконец, еще одной важной деталью планетарного редуктора является шестерня, которая называется кольцевой. Эта шестеренка имеет вид зубчатого вида колеса, которое распложено по краю всех частей редуктора, данная часть имеет сцепку с сателлитами. Принцип работы планетарного редуктора выглядит следующим образом.

Один из элементов данного устройства всегда остается неподвижным, в данном случае это кольцевая деталь. Ведущей деталью в планетарном редукторе является солнечная шестерня, а ведомыми, стало быть, сателлиты. Как правило, наиболее часто применение планетарного вида редукторов используется в такой отрасли как машиностроение. Однако нередко его еще применяют при изготовлении различного рода станков для резки металла. Довольно часто используется сразу несколько планетарных редукторов, как правило, этими редукторами оснащается автоматическая коробка передач.

Планетарные редукторы в машиностроении

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

Ремонт редуктора своими руками

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

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

Как и все редукторы, он может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым. Если Вы собираетесь приобрести механизм данного типа, то лучше всего покупать его у проверенных производителей, так как ремонт своими руками очень затруднен, а если он будет часто выходить из строя, то денег на него будет уходить много. В данной статье мы попытались собрать общую информацию по устройствам планетарного типа использующихся для производства автомобилей. Также нужно сказать, что данный вид устройства очень интенсивно внедряется во многие сферы и отрасли благодаря своим очень весомым преимуществам.

Советы по подбору планетарного редуктора

Главное в этом деле — правильно произвести расчет основных параметров нагрузки и существующих условий эксплуатации этого устройства.

Выбор производиться в зависимости от:

    • типа передачи;
    • максимально допустимых осевых и консольных нагрузок;
    • типоразмера этого устройства;
    • диапазона температур, в которых редуктор может использоваться длительный период и не терять при этом своих полезных качеств и свойств.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

  • 2017 Porsche Pajun: обзор,описание,двигатели,фото,видео.
  • BMW Z8: технические характеристики,фото, видео.
  • Вариатор:описание,фото,принцип работы,устройство,виды
  • Тест Opel Insignia Sports Tourer 2.0 CDTI AT8 Elite
  • 10 причин неприятного запаха в машине
  • Передняя подвеска описание типы основные функции неисправности фото видео
  • Как проверить и заменить катушку зажигания — фото видео.
  • Opel ampera-e: обзор,характеристики,фото,видео,комплектация,цена
  • Лучшие мобильные аксессуары Baseus с AliExpress для автомобилистов на 2021 год
  • Мазда СХ-5 2021: комплектация, кузов, салон, характеристики, фото, двигатель
  • Audi a1: технические характеристики,описание,обзор,фото,видео,комплектация
  • Детский электромобиль БМВ — мечта каждого ребенка.

Планетарные редукторы. | PRO-TechInfo

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

Кинематические схемы планетарных редукторов.

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

Одноступенчатый планетарный редуктор.

Рис.1

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 1.

Рис.2

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 2.

Рис.3

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 3.

Рис. 4

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

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

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

Двухступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

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

Рис. 5

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

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

Одноступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 6

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются в разные стороны.

Кинематическая схема волнового редуктора.

 На рис. 7 дана схема волнового зубчатого редуктора.

Рис. 7

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

Передаточное число 

Чертежи и устройство планетарных редукторов.

Соседние страницы

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.

Редуктор в электродвигателях

Редуктор. Знакомый термин для многих, но что он означает на самом деле?

На первый взгляд может показаться, что шестерни «уменьшаются» в количестве или размере, что отчасти верно. Когда роторная машина, такая как двигатель или электродвигатель, требует уменьшения выходной скорости и / или увеличения крутящего момента, обычно используются шестерни для достижения желаемого результата. «Редукция» конкретно относится к скорости вращающейся машины; скорость вращения роторной машины «уменьшается» путем деления ее на передаточное число более 1: 1.Передаточное отношение более 1: 1 достигается, когда меньшая шестерня (уменьшенного размера) с меньшим количеством зубьев входит в зацепление и приводит в движение более крупную шестерню с большим количеством зубцов.

Редуктор оказывает противоположное влияние на крутящий момент. Выходной крутящий момент роторной машины увеличивается за счет умножения крутящего момента на передаточное число, за вычетом некоторых потерь эффективности.

В то время как во многих случаях редукторная передача снижает скорость и увеличивает крутящий момент, в других случаях редукторная передача используется для увеличения скорости и уменьшения крутящего момента.Генераторы в ветряных турбинах используют редуктор таким образом, чтобы преобразовать относительно низкую скорость вращения лопастей турбины в высокую скорость, способную генерировать электричество. В этих приложениях используются редукторы, которые собраны противоположно тем, которые используются в приложениях, снижающих скорость и увеличивающих крутящий момент.

Как достигается понижающая передача? Редукторы многих типов могут работать с редуктором, включая, помимо прочего, параллельный вал, планетарный и прямоугольный червячный редукторы. В редукторах (или редукторах) с параллельными валами ведущая шестерня с определенным числом зубьев входит в зацепление и приводит в движение более крупную шестерню с большим количеством зубцов.«Понижение» или передаточное число рассчитывается путем деления количества зубьев большой шестерни на количество зубьев малой шестерни. Например, если электродвигатель приводит в движение ведущую шестерню с 13 зубьями, которая находится в зацеплении с шестерней с 65 зубьями, достигается уменьшение 5: 1 (65/13 = 5). Если частота вращения электродвигателя составляет 3450 об / мин, коробка передач снижает эту скорость в пять раз до 690 об / мин. Если крутящий момент двигателя составляет 10 фунт-дюймов, коробка передач увеличивает этот крутящий момент от пяти до 50 фунт-дюймов (до вычитания потерь КПД коробки передач).

Редукторы с параллельными валами часто содержат несколько зубчатых передач, что увеличивает передаточное число. Общее передаточное число (передаточное число) определяется путем умножения каждого индивидуального передаточного числа для каждой ступени набора шестерен. Если коробка передач содержит зубчатые передачи 3: 1, 4: 1 и 5: 1, общее передаточное число составляет 60: 1 (3 x 4 x 5 = 60). В нашем примере выше скорость электродвигателя со скоростью 3450 об / мин была бы снижена до 57,5 ​​об / мин при использовании коробки передач 60: 1. Крутящий момент электродвигателя на 10 фунтов на дюйм будет увеличен до 600 фунтов на дюйм (до потери эффективности).

Если ведущая шестерня и ее сопряженная шестерня имеют одинаковое количество зубьев, уменьшение не происходит и передаточное число составляет 1: 1. Шестерня называется холостым, и ее основная функция заключается в изменении направления вращения, а не в уменьшении скорости или увеличении крутящего момента.

Расчет передаточного числа в планетарном редукторе менее интуитивно понятен, поскольку он зависит от количества зубьев солнечной и кольцевой шестерен. Планетарные передачи действуют как холостые и не влияют на передаточное число. Передаточное число планетарной шестерни равно сумме количества зубьев солнечной шестерни и коронной шестерни, разделенной на количество зубьев солнечной шестерни.Например, планетарный ряд с солнечной шестерней с 12 зубьями и коронной шестерней с 72 зубьями имеет передаточное число 7: 1 ([12 + 72] / 12 = 7). Планетарные передачи могут достигать передаточного числа от примерно 3: 1 до примерно 11: 1. Если требуется большее передаточное число, можно использовать дополнительные планетарные ступени.

Передаточное число в червячной передаче с прямым углом зависит от количества витков резьбы или «пусков» на червяке и количества зубьев на сопряженном червячном колесе. Если червяк имеет два захода, а сопряженное червячное колесо имеет 50 зубьев, результирующее передаточное число будет 25: 1 (50/2 = 25).

Когда вращающаяся машина, такая как двигатель или электродвигатель, не может обеспечить желаемую выходную скорость или крутящий момент, зубчатый редуктор может стать хорошим решением. Параллельный вал, планетарная передача, червячная передача с прямым углом являются распространенными типами редукторов для достижения передаточного числа. Свяжитесь с Groschopp сегодня, если у вас возникнут вопросы о редукторах.

Каковы наилучшие передаточные числа?

ДОСТУПНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

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

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

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

.

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

НЕ ВСЕ СООТНОШЕНИЯ В ПЛАНЕТАРНОЙ КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ

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

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

Давайте сравним последствия использования отношения 10 или коэффициента 3.

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

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

СТРЕМЛЕНИЕ К СИЛЬНЫМ СООТНОШЕНИЯМ

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

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

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

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

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

Как рассчитать передаточное число планетарной передачи

Обновлено 8 ноября 2020 г.

Блейк Флорной

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

TL; DR (слишком длинный; не читал)

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

Первые шаги

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

Водило как вход

Если водило действует как вход в планетарной системе, вращая коронную шестерню, когда солнечная шестерня неподвижна, разделите количество зубьев на кольцевой шестерне (ведомой шестерне) на количество зубьев планетарных шестерен (ведущих шестерен).Согласно первому примеру:

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

Несущая как выход

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

\ frac {80} {20} = 4

Carrier Standing Still

Если водило неподвижно в планетарной системе, в то время как коронная шестерня вращает солнечную шестерню, разделите число зубьев солнечной шестерни (ведомой шестерни) на количество зубьев коронной шестерни (ведущей шестерни).В соответствии с первым примером:

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

Как рассчитать коэффициент скорости

Обновлено 15 декабря 2020 г.

Автор: Клэр Гиллеспи

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

TL; DR (слишком длинный; не читал)

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

Определение передаточного числа

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

Расчет передаточного числа

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

Пример передаточного числа

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

\ frac {20} {10} = 2

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

Расчет выходной скорости

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

\ frac {180} {3} = 60

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

40 \ times 4 = 160

Входная скорость составляет 160 об / мин.

Расчет передаточного числа планетарной передачи

Расчет передаточного числа планетарной передачи Эта статья также доступна на испанском языке

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

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

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

R Количество зубьев коронной шестерни
S Количество зубьев солнечной (средней) шестерни
P Число зубьев планетарной шестерни
Первое ограничение для работы планетарной шестерни состоит в том, что все зубья имеют одинаковый шаг, или расстояние между зубами.Это гарантирует, что зубы сцепятся.

Второе ограничение:
R = 2 × P + S

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

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

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

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

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

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

Вот еще одна планетарная передача. Средняя аранжировка удалена …

… и вот он вставлен.

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

Итак, применяя

R = 2 × P + S

Получаем

42 = 2 × 12 + 18

Эти фотографии — часть увлекательно сложной планетарный редуктор Рональда Уолтерса.

Расчет передаточных чисел планетарной передачи

Определить передаточное число планетарной передачи может быть непросто. Обозначим следующее:
T r Обороты коронной шестерни
T s Обороты солнечной шестерни
T y Обороты водила планетарной передачи (Y-образная деталь на предыдущем фото)
R Зубья коронной шестерни
S Зубья солнечной шестерни
P Зубья планетарной шестерни
Соотношение витков следующее:

(R + S) × T y = R × T r + T s × S

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

(R + S) × T y = T s × S

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

Таким образом, передаточное число

S / (R + S)

Ограничения на количество зубов и планет

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

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

(R + S) делится на количество планет.

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

Угол p2p = 360 × N Где N — целое число
R + S
То есть угол между планетарными шестернями кратен 360 / (R + S).

Наконец, вот еще одна классная система шестерен, хотя и не совсем «планетарная».

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

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

Фото:
Я использовал несколько фотографий, которые мне прислали читатели. Первое и последнее фото сделал Брайан Керр. Вторую и третью фотографии мне прислал Рональд Уолтерс.

Редукторные системы | KHK Шестерни

Ссылки по теме:
Free Gear Calculator

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

17.1 Планетарная зубчатая передача

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

Рис.17.1 Пример планетарной системы

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

(1) Взаимосвязь шестерен планетарной системы

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

Условие No.1

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

Условие No.2


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


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


Рис. 17.2 Условия выбора передач

Условие № 3


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

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

(2) Передаточное число планетарной передачи

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

Рис. 17.3 Планетарный зубчатый механизм

(а) Планетарный тип

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

Таблица 17.1 Уравнения передаточного числа для планетарного типа


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

(b) Тип солнечной энергии

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

Таблица 17.2 Уравнения передаточного числа для солнечного типа


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

(c) Тип звезды

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

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

17.2 Гипоциклоидный механизм

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

Таблица 17.3 Зацепление внутренних и наружных шестерен малой разности чисел зубьев

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

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

17.3 Система зубчатых передач с фиксатором

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


Рис. 17.5 Система с промежуточной шестерней

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


Фиг.17.6 Зубчатая передача с зубчатой ​​рейкой

Ссылки по теме:
Прямозубые цилиндрические шестерни
Планетарный редуктор

Эпициклические зубчатые передачи — Marples Gears

Зубчатые передачи используются для передачи движения за счет зацепления зубьев шестерни, что приводит либо к ускорению, либо к снижению скорости. Эти зубья могут применяться в различных формах, наиболее распространенной из которых является эвольвентный профиль зуба шестерни. Зубчатая передача создается, когда комбинация шестерен в зацеплении используется для передачи движения.Частое применение планетарных зубчатых передач приводит к значительному снижению скорости в небольшом пространстве.

Планетарная или планетарная зубчатая передача — это один из типов зубчатой ​​передачи, используемый для передачи движения. Эпициклические зубчатые передачи состоят из двух или более шестерен, установленных таким образом, что центр одной шестерни вращается вокруг центра другой. Эпициклические зубчатые передачи, также известные как планетарные зубчатые передачи, представляют собой зубчатые передачи с относительным перемещением осей. Водило соединяет центры двух шестерен и вращается, перемещая одну шестерню, называемую планетарной шестерней, вокруг другой, называемой солнечной шестерней.Планетная и солнечная шестерни входят в зацепление, так что их начальные круги катятся без проскальзывания. Все планеты прикреплены к единому вращающемуся элементу, который называется клеткой, кронштейном, держателем. Когда водило планетарной передачи вращается, он обеспечивает низкую скорость вращения и высокий крутящий момент. В некоторых системах каждый элемент вращается, но во многих из них по крайней мере один компонент не вращается.

Существуют три основных конфигурации планетарных шестерен для различных применений:

  1. Два входа, один выход и без фиксированного элемента. Этот механизм сочетает в себе скорость двух входов.
  2. Один вход, два выхода, без фиксированного элемента. Это создает дифференциал, который разделяет входной крутящий момент на два разных выхода.
  3. Один вход, один выход и один фиксированный элемент. Это снизит скорость ввода.

Специфические проблемы, решаемые планетарной передачей, делают механизм привлекательным для инженеров в самых разных отраслях промышленности. Преимущества использования планетарной зубчатой ​​передачи — низкая вибрация, высокое передаточное отношение и низкая стоимость всей компоновки поезда.Некоторые из обычных применений планетарных зубчатых передач — это роботизированные манипуляторы, силовые трансмиссии гибридных транспортных средств и турбогенераторы. Несмотря на такие преимущества планетарных зубчатых передач, как компактная конструкция, легкий вес и высокая удельная мощность, они могут иметь относительно низкий КПД по сравнению с простыми зубчатыми передачами. Основные потери мощности в зубчатых передачах вызваны трением скольжения между входящими в зацепление поверхностями зубьев шестерен, взбалтыванием смазочного масла и трением в опорных подшипниках вала.

Планетарные шестерни, для своего размера, входят в зацепление с большим количеством зубцов при вращении солнечной шестерни; поэтому они могут легко приспособиться к многочисленным оборотам привода за каждый оборот выходного вала.Простые планетарные шестерни обычно обеспечивают редукцию до 10: 1. Составные планетные системы, которые намного более сложны, чем простые версии, могут обеспечить сокращение во много раз больше. Это уменьшение может быть связано с соотношением скоростей компонентов систем.

Поскольку планетарные шестерни входят в зацепление с солнечной шестерней и коронной шестерней в нескольких местах, больше зубьев задействовано для перемещения нагрузки по сравнению с обычной шестерней и шестерней. Следовательно, при одинаковой нагрузке планетарная передача требует меньших шестерен, чем стандартный редуктор с шестерней к шестерне.Точно так же радиальные рычаги водила планетарной передачи передают существенный момент на выходной вал — еще одна иллюстрация эффективности концентрического расположения. При применении планетарной зубчатой ​​передачи могут использоваться различные типы, от прямозубых до спиральных, чтобы изменить влияние крутящего момента в системе. Цилиндрические шестерни могут использоваться для несущей способности помимо прямозубых шестерен, учитывая сопоставимые размеры шестерен и количество планет, потому что винтовые шестерни расположены под углом, а не с прямыми зубьями, и даже большее количество зубьев зацепляется за один раз.Но с косозубой планетарной передачей возникают осевые реакции, и они не исключаются из-за нескольких планет, как тангенциальная и разделительная передача, поэтому подшипники должны учитывать осевую нагрузку. Еще одним преимуществом наличия нескольких точек зацепления шестерни является возможность увеличения плотности крутящего момента. Через эти многочисленные точки зацепления шестерни распределяется приложенная нагрузка на планетарные шестерни. Это также увеличивает жесткость зубчатой ​​передачи на кручение в такое же количество раз, как и планетарные шестерни.Такая жесткость обеспечивает более высокую точность позиционирования и повторяемость требований. Планетарные передачи

Нагрузка, принимаемая планетами, в реальных ситуациях не сбалансирована идеально. Одна планета может случайно оказаться радиально ближе или дальше других от оси Солнца, либо ось вращения носителя может немного отклониться. По мере того, как точность изготовления падает, а количество планет увеличивается, тенденция к дисбалансу возрастает. Иногда эффект дисбаланса невелик, и операция может его принять.Некоторые конструкции будут чувствительны даже к небольшому дисбалансу и могут потребовать высокоточных компонентов и узлов; Ключевым моментом может быть точное определение правильного расположения штифтов планетарной передачи вокруг оси солнечной шестерни.

Есть недостатки в применении планетарных редукторов. Одним из недостатков использования этого типа коробки передач является потеря смазки, ведущая к отказу при работе на высоких скоростях, поскольку смазка уносится. Этот недостаток можно преодолеть за счет использования систем принудительной смазки под давлением.Другое решение — использование консистентной смазки на протяжении всего срока службы коробки передач. Потери мощности, такие как механические потери на трение, увеличиваются из-за нескольких ветвей планетарной передачи, что является еще одним недостатком, который необходимо учитывать при выборе планетарной передачи. Неизбежные ошибки сборки и изготовления, которые приводят к увеличению шума во время работы и снижению надежности с течением времени, оказывают гораздо большее влияние на планетарный ряд, чем на зубчатую рейку.

Расчет планетарных зубчатых передач:

R: Передаточное число

N: количество зубьев

Чтобы определить, какое количество планетарных шестерен является правильным для конкретного применения, необходимо выполнить следующее ограничение:

P: количество планетарных шестерен

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *