Глава первая: Что такое планетарная передача?

Планетарная передача — это планетарная передача, состоящая из центральной шестерни, называемой солнечной шестерней и служащей входной шестерней, вокруг которой вращаются три или более шестерен, называемых планетами. Сателлиты входят в зацепление с кольцевой шестерней, которая окружает солнечную и сателлиты и имеет форму внутренней цилиндрической шестерни. Конструкция планетарных передач делает их исключительно прочными и простыми в перенастройке на другие передаточные числа.

Глава вторая: Как изготавливаются планетарные передачи

Планетарные передачи — это метод преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. Они были разработаны Уильямом Мердоком в 1781 году для использования в паровых двигателях в качестве замены кривошипов, которые использовались для создания вращательного движения. Распространенным применением планетарных передач является снижение скорости в ограниченном пространстве.

Основными и важными компонентами планетарной передачи являются солнечная шестерня или центральная шестерня, несколько других шестерен, известных как сателлиты, шестерня с внешним венцом и водило сателлитов. Четыре компонента планетарной передачи обеспечивают стабильность благодаря равномерному распределению массы и вращательной жесткости. Крутящий момент прикладывается к шестерням радиально и передается радиально, не оказывая давления на зубья шестерен.

Солнечная шестерня

Солнечная шестерня — это центральная шестерня в планетарном ряду, которая получает входной сигнал для зубчатого ряда. Поскольку солнечная шестерня приводится в движение входным валом, планетарные шестерни приводят в движение коронную шестерню. Конструкция планетарной передачи устроена так, что шестерни водила, прикрепленного к планетарной передаче, находятся в зацеплении с солнечной шестерней.

Планета передач

Планетарные шестерни установлены на водиле и движутся в соответствии с движением солнечной шестерни. Когда они вращаются против солнечной шестерни, их зубья зацепляются с зубьями кольцевой шестерни. Когда планетарные шестерни движутся, они вращаются вокруг Солнца и кольцевых шестерен. Планетарные шестерни имеют одну или несколько планетарных шестерен и контролируют скорость передачи мощности.

Кольцевая шестерня

Наружное кольцо планетарной передачи представляет собой кольцевую или кольцевую шестерню. у него есть зубцы по внутренней окружности и гладкий по внешнему краю. Зубья венцовой планетарной шестерни направлены внутрь и входят в зацепление с планетарными шестернями. Ведущая и планетарная шестерни связаны и окружены коронной шестерней, которая зафиксирована в своем положении. Все зубья сателлитов зацепляются с солнечной и кольцевой шестернями. Когда сателлиты вращаются вокруг солнечной шестерни, кольцевая шестерня вынуждена вращаться в том же направлении, что и солнечная шестерня.

Перевозчик

Планетарные шестерни закреплены на водиле, которое соединяет их центры с солнечной шестерней и обеспечивает их зацепление таким образом, что их делительные окружности катятся без проскальзывания. Обычно водило подвижно и вращается относительно солнечной шестерни. он соединен с центрами каждой планетарной шестерни для обеспечения поддержки. Простейшая форма планетарной передачи имеет одно солнце, одну планету, коронную шестерню и одно водило. Составные планетарные передачи имеют более одной шестерни каждой из различных шестерен, которые становятся более сложными по мере того, как

количество планетарных шестерен увеличивается.

Планетарная передача

Планетарные шестерни требуют определения нескольких входов для получения определенной выходной мощности. Солнечная шестерня находится в центре узла и входит в зацепление с зубьями планетарных шестерен, которые небольшие и соединены с несущей рамой, изготовленной из литого алюминия. железо, или сталь. Водило имеет зубцы для каждой планетарной шестерни, которая окружает солнечную шестерню и окружена кольцевой шестерней.

В конструкцию планетарного ряда могут входить прямозубые или косозубые шестерни. Разница между этими двумя шестернями заключается в угле винтовой линии: прямозубые шестерни имеют угол винтовой линии с нулевым углом, а косозубые шестерни имеют угол винтовой линии от 10 до 30 градусов. В любой форме подшипники шестерен играют важную роль в передаче крутящего момента планетарной передачи. Игольчатые подшипники имеют правильный размер, но не способны выдерживать осевые силы. Идеальным типом подшипников являются конические роликоподшипники, воспринимающие осевые нагрузки, они крупнее игольчатых подшипников.

Глава третья: Типы планетарных передач

Различные типы планетарных передач различаются по производительности, эффективности и универсальности. Каждый тип имеет возможность преобразовать два входа в один выход, что усложняет их проектирование и анализ. Наиболее распространенной формой планетарного ряда является одно солнце и одна планета с водилом и внешним венцом.

Планетарные передачи ведут себя нелогично, и этот фактор делает их анализ трудным, интригующим и интересным. Они обеспечивают превосходный крутящий момент, соответствующую жесткость и низкий уровень шума при компактных размерах. Планетарные передачи бывают самых разнообразных форм и конструкций, что является одной из причин их широкого применения.

Краткий список планетарных передач включает в себя:

Одноступенчатый

Многоступенчатый

В соответствии

Компенсировать

Коаксиальный

Прямой угол

Гармонический драйв

Дифференциал

Симпсон

Равиньо

Эти десять комплектов планетарных передач представляют собой очень небольшую выборку полного списка планетарных передач, в который входят специальные шестерни, предназначенные для уникальных и необычных применений. Важно отметить, что каждый тип планетарного ряда имеет свои преимущества и недостатки. Их использование определяется тем, как они удовлетворяют потребностям приложения.

Одноступенчатый планетарный редуктор

Одноступенчатый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни, трех сателлитов, водила и коронной шестерни. Входной вал вращает солнечную шестерню, в результате чего сателлиты вращают водило и выходной вал. Шестерни разного размера с разным количеством зубьев изменяют скорость и крутящий момент на выходе. Одноступенчатые планетарные передачи используются в тяжелой технике, промышленном оборудовании и автомобильных трансмиссиях. Как и большинство планетарных передач, одноступенчатые планетарные передачи используются из-за их компактной конструкции и веса.

Многоступенчатый планетарный механизм

Многоступенчатые планетарные передачи имеют две или более планетарные передачи для достижения требуемой скорости и крутящего момента. Они имеют ту же конструкцию, что и одноступенчатые планетарные передачи, но к входному валу первого набора добавлено еще несколько шестерен, который соединен с солнечной шестерней первого набора. Водило первого набора соединено с солнечной шестерней второго набора. Схема повторяется для всех планетарных шестерен в многоступенчатом планетарном ряду. Многоступенчатые планетарные редукторы используются в приложениях, требующих высокого крутящего момента и нескольких скорости вывода. Они достигают высоких передаточных чисел в компактном и легком корпусе.

Рядный планетарный редуктор

В рядном планетарном ряде входной и выходной валы расположены по прямой линии и состоят из одной солнечной шестерни и нескольких планетарных шестерен, содержащихся в кольцевой шестерне. Планетарные шестерни установлены на водиле, которое вращается вокруг Солнца. Входной вал вращает центральную солнечную шестерню, которая вращает планетарные шестерни, находящиеся в зацеплении с коронной шестерней. Вращение вокруг центральной оси передает мощность на выходной вал. Рядные планетарные передачи используются из-за их эффективности, плотности крутящего момента и низкого люфта.

Комплекты смещенных планетарных шестерен

Соосные планетарные передачи известны как планетарные передачи с параллельными валами. У них входной и выходной валы расположены смещенно или параллельно. Как и в рядных планетарных передачах, смещенные планетарные передачи имеют солнечную шестерню с несколькими сателлитами, установленными на водиле, которые входят в зацепление с шестерней на внешнем венце. вместо того, чтобы выходной вал находился на одной прямой с входным, он по-разному выровнен по отношению к входному валу. Выбор правильного диаметра и количества зубьев промежуточной шестерни позволяет расположить входной и выходной валы на одной оси. общая ось.

Комплекты прямоугольных планетарных шестерен

В прямоугольных планетарных передачах входной и выходной валы расположены под прямым углом друг к другу. Солнечная шестерня, сателлиты, водило и наружное кольцо установлены в той же конфигурации, что и другие комплекты шестерен. Вращение планетарных шестерен передает мощность на прямоугольный конический зубчатый ряд, соединенный с выходным валом.

Планетарный механизм Harmonic Drive

Планетарные редукторы с гармоническим приводом также известны как редукторы волн деформации и редукторы генераторов волн. Для передачи крутящего момента в них используется гибкая металлическая чашка и круговая шлица. Компонентами планетарной передачи гармонического привода являются круговой шлиец и гибкая чашка, называемая генератором волн. Кроме того, в наборе шестерен есть эллиптические или круглые шестерни, называемые гибкими шлицами.

Входной вал приводит в движение генератор волн, который заставляет его деформироваться и создавать волны, которые движутся по окружности чашки. Создаваемые волны зацепляются за зубья гибкой шлицы, которая вращается вокруг центральной оси комплекта гармонических приводных шестерен. Гибкая шлица входит в зацепление с внешним венцом шестерни, которая передает мощность на выходной вал. Планетарные передачи Harmonic Drive имеют нулевой люфт, высокую точность и высокую плотность крутящего момента, что делает их идеальными для применений, где требуется точность и повторяемость.

важные, такие как приложения для робототехники и автоматизации

Планетарный механизм Симпсона

Планетарный ряд Симпсона состоит из одной солнечной шестерни и двух или трех комплектов водил планетарной передачи, соединенных последовательно. Конструкция планетарной передачи Симпсона имеет три передачи переднего хода, одну передачу заднего хода и нейтральную передачу и используется в автоматической коробке передач с тремя или четырьмя передаточными числами. зубчатая передача названа в честь Говарда Симпсона, известного новатора в автомобильной промышленности.

Два набора планетарных шестерен взаимозависимы благодаря общему солнцу. Первая группа шестерен расположена ближе к входному валу и синхронизирована с кольцом второй шестерни.

Планетарный механизм Ravigneaux

Планетарный ряд Равиньо представляет собой усовершенствование планетарного ряда Симпсона и состоит из двух солнечных шестерен, двух кольцевых шестерен и двух комплектов сателлитов на одном водиле, что делает планетарный ряд Равиньо меньше, легче и дешевле. . Два солнца расположены в центре вдоль общей вращающейся оси и имеют разные размеры.

Процесс создания планетарного набора Равиньо предполагает включение меньшей из солнечных шестерен в зацепление с набором планет, которые входят в зацепление с шестерней внешнего кольца. Большая внешняя кольцевая шестерня соединена с планетами обеих планетарных шестерен и зацепляет большее из двух солнц. Водило другого радиуса удерживает на месте комплекты сателлитов и соединено с приводным валом. Он вращается как единое целое относительно солнца и коронных шестерен.

Дифференциальный планетарный механизм

При дифференциальном планетарном наборе каждая шестерня вращается, что является ключевым фактором в наборе шестерен для привода колес автомобиля. Первоначально автомобили были настроены так, чтобы одно из колес было ведущим, а другое устанавливалось свободно. Хотя это был эффективный метод вождения, он был небезопасным, что потребовало найти способ вести оба колеса.

Разработка дифференциальной планетарной передачи потребовала, чтобы каждое колесо имело собственный приводной вал. Для изменения направления вращения ведущего вала используются несколько конических шестерен с водилом. В составе зубчатого ряда имеется большая коронная шестерня, водило, две планетарные шестерни и солнечная шестерня. Кольцевая шестерня соединена с валом одного из колес, а солнечная шестерня - с другим колесом, что позволяет изменять вращение ведущего вала для привода колес.

Планетарные редукторы

Планетарные редукторы приводятся в действие гидравлическими двигателями, электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания. Они представляют собой наиболее распространенную форму редуктора и подключаются непосредственно к прецизионному двигателю или являются встроенными. Планетарные редукторы исключительно эффективны в передаче энергии от двигателя к выходу.

Полный привод

Планетарный редуктор с колесным приводом представляет собой простейшую форму редуктора и может быть соединен непосредственно с колесом, при этом колеса объединяются над корпусом системы. В коробке передач находится водило планетарного редуктора полного привода. Непосредственное соединение коробки передач с колесами способствует уменьшению габаритов коробки передач.

Выходной вал

Как и в других планетарных редукторах, солнечная шестерня вращает сателлиты, которые расположены в водиле внутри приводного вала. Кольцевая шестерня зафиксирована, в то время как водило вращает приводной вал. Корпус редуктора прикреплен непосредственно к машине, выходным валом является вращающийся вал.

Выход шпинделя

Редукторы с выходным валом аналогичны редукторам с выходным валом, с той основной разницей, что выходная мощность обеспечивается фланцем.