Двухскоростной редуктор

  Двигатели с редуктором нашли широкое применение в машиностроении, станкостроении, при оборудовании инструментов, строительной техники и механизмов. Редукторы такого типа часто используются производителями строительного инструмента известных брендов в конструкциях сетевых и аккумуляторных дрелей, шуруповертов и перфораторов. Токарные, фрезерные, сверлильные и прочие станки тоже оснащают редукторами этого вида.

Особенности и преимущества двухскоростного редуктора

Высокой популярности двухступенчатые редукторы обязаны возможностям разнообразных конструкций этого типа. Но для всех характерна одна общая особенность – наличие двух ступеней передаточного соотношения. Возможность попеременного использования одной из них и смена скорости вращения вала механизма – основное преимущество таких редукторов.

При этом тип передачи, используемой в редукторе, может быть любым:

• червячным,
• винтовым,
• цепным,
• ременным,
• шестеренчатым.

В большинстве серийных моделей двухступенчатые редуктора изготавливаются в цельных литых корпусах, толщина и прочность которых рассчитана в зависимости от их дальнейшего применения. Иногда можно встретить изделия со съемной верхней крышкой и полностью открытые конструкции (в основном редуктора такого типа встроены в ручной строительный инструмент). Конфигурация и габаритные размеры изделий могут быть самыми различными, что позволяет их использовать в строительной технике, в лебедках и прочих механизмах.

В качестве примера использования двухскоростных редукторов можно привести оснащение ими современных станков. Вариантов их интеграции существует неограниченное количество: они могут использоваться в паре со встроенным или внешним двигателем, интегрированы в конструкцию вертикально, горизонтально или под наклоном.

Их преимущества:

• особо плавный ход,
• высокая мощность крутящего момента на выходном валу при работе даже на пониженной передаче,
• возможность использования нейтральной передачи для создания холостого хода.

  Двухскоростной планетарный встроенный редуктор

Основное преимущество двухскоростных планетарных встроенных редукторов – эффективное сочетание:

• большой способности к нагрузкам,
• малого люфта вала,
• компактных габаритов,
• небольшого веса.

При использовании механизмов этого типа наиболее успешно реализуется возможность получения высоких передаточных чисел, что особенно актуально для ручных строительных инструментов. По принципу действия и по конструкции редукторы планетарного типа несколько сложнее цилиндрических редукторов, хотя и имеют с ними некоторые сходства. Основной принцип работы таких механизмов – передача крутящего усилия с вала через шестерни зубчатой передачи.

В устройстве механизмов этого типа следует выделить общие элементы:

• коронную шестерню,
• планетарные шестерни (сателлиты),
• солнечную шестерню,
• водило.

Общую схему конструкции можно понять, проведя аналоги с солнечной системой – в центре располагается солнечная шестерня, которая зацепляет зубья расположенных по окружности планетарных шестерней. Водило служит для жесткого сцепления элементов друг с другом и с коронной шестерней, передающей вращение с вала двигателя.

Особенность планетарного редуктора состоит в необходимости жесткой фиксации оси одной из деталей (солнечной, коронной шестерни или водила). Передаточное число и скорость вращения зависят непосредственно от выбора ведущего и ведомых элементов конструкции.

К достоинствам двухскоростных планетарных встроенных редукторов следует отнести:

• низкий шум при эксплуатации,
• небольшие нагрузки на опоры редуктора и зубья колес (шестерней),
• возможность создания повышенного передаточного соотношения между валом двигателя и валами инструмента или оборудования.

Меньшая нагрузка на зубья шестерней становится возможной за счет того, что в работе принимает участие большее число зубьев. За счет сниженной нагрузки стирание материала шестерней происходит медленнее и в целом обеспечивается более длительная безремонтная работа редуктора.

Стоит обратить внимание, что за счет более плотной компоновки деталей редуктора становится возможным создание более компактных механизмов, что особенно важно для производителей ручного электроинструмента. Меньшая шумность в работе обеспечивается плотным зацеплением зубьев шестерней между собой.

Еще один положительный аспект применения двухскоростных планетарных встроенных редукторов – меньшая нагрузка на опоры конструкции. Это стало возможным из-за возникающей при работе взаимной компенсации нагрузок на опорные элементы механизмов, оснащенных редуктором этого типа.

 

 

 

 

Двухскоростной планетарный редуктор

 

234163

ОПИС ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сова Советскик

Социалистическив

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 ависи мое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 21.Vl 1 1.1967 (№ 1179955 27-11) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 63с, 10 01

М11К В 60k.

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

1; 629.114.2-585.126 (овв в) Опубликовано 24,Х11.1968. Бюллетень ЛЬ 3 за 1969 г.

Дата опубликования описания 24.1 .1969

Авторы изобретения

В. Я. Боков, В. A. Введенский и В. И. Погорелов

Заявитель

ДВУХСКОРОСТНОЙ ПЛАНЕТАРНЬ! Й РЕДУКТОР

Известны двухскоростные планетарные редукторы, устанавливаемые в трансмиссии транспортной машины между главной муфтой сцепления и ступенчатой коробкой передач. Они содержат корпус, входной вал, соединенный с ведомым элементом главной муфты сцепления, выходной вал, соединенный или выполненный за одно целое с первичным валом коробки передач, трехзвенный планетарный механизм, одно звено которого соединено с входным валом, другое — с выходным валом, третье звено, воспринимающее реактивный момент, — с одним элементом механизма свободного хода, второй элемент которого связан с корпусом, и блокирующую фрикцпонную муфту, установленную между двумя звеньями планетарного механизма.

Недостатком таких редукторов является то, что при замкнутой блокирующей фрикционной муфте, т. е. при включенной прямой передаче в редукторе, после выключения главной муфты сцепления, кинематическая цепь за редуктором из-за упругих деформаций может остаться под нагрузкой, вследствие того, что механизм свободного хода препятствует повороту элементов трансмиссии в направлении, противоположном направлению передачи крутящего момента. Это препятствует переключению передач в ступенчатой коробке передач.

Введение устройства, размыкающего блокирующ> ю фрикционную муфту редуктора при включении главной муфты сцепления, усложняет механизм управления.

Отличием предлагаемого редуктора является то, что связанный с корпусом элемент механизма свободного хода установлен в корпусе с возможностью поворота на угол, больший угла закручивания элементов трансмиссии за редуктором при передаче максимально10 го крутящего момента, снабжен пружиной, поьорачивающей его в направлении, противоположном направлению реактивного момента, и упорами, ограничивающими угол его поворота.

15 Это облегчает переключение передач в ступенчатой коробке передач.

На фиг. показана кинсматическая схема предлагаемого редуктора; на фиг. 2 — разрез по А — А на фпг. 1 (при различных положе20 ниях муфты).

В корпусе 1 редуктора установлены входной 2 и выходной, 3 валы. Вал 2 соединен с ведомым элементом главной муфты сцспления, вал 8 соединен или выполнен за одно

25 целое с первичным валом ступенчатой коробки передач.

Одним звеном трехзвенного планетарного механизма является солнечная шестерня 4, соединенная с валом 2, другим звеном — сол30 печная шестерня 5, соединенная с валом 3.

234163 третьим звеном — водило 6, на котором установлены двухвенцовые сателлиты 7, находящиеся в зацеплении с шестернями 4 и 5. Водило 6 соединено с элементом 8 механизма свободного хода. Второй элемент 9 механизма свободного хода установлен в корпусе с возможностью поворота на угол и, больший угла закручивания элементов трансмиссии за редуктором при передаче максимального крутящего момента. Пружина 10, установленная между корпусом 1 и элементом 9, поворачивает элемент 9 в направлении, противоположном направлению реактивного момента, воспринимаемого воднлом 6.

Упоры 11 и 12 ограничивают угол поворота элемента 9. Между валом 2 и водилом б установлена блокирующая фрикционная муфта 18 (см. фиг. 1).

Редуктор работает следующим образом.

При включении муфты 18 вал 2 и водило б соединяются друг с другом, блокируя планетарный механизм на прямую передачу. Пружина 10 прижимает элемент 9 к упору 11.

При выключении муфты 18 происходит разъединение вала 2 и водила 6. Механизм свободного хода препятствует вращению водила 6, которое воспринимает реактивный момент.

Элемент 9 при этом прижимается к упору 12.

1(рутящий момент от вала 2 к валу 3 передается через шестерню 4, сателлиты 7 и шестерню 5.

В случае выключения главной муфты сцепления, когда включена муфта 13, валы 3 и 2 вместе с водилом 6 поворачиваются в направлении, противоположном направлению передачи крутящего момента, на угол, не ббльший угла а. При этом происходит полная раскрутка предварительно закрученных при передаче крутящего момента элементов трансмиссии за редуктором, что облегчает переключение псредач в ступенчатой коробке передач, установленной за редуктором.

Предмет изобретения

Двухскоростной планетарный редуктор, 10 установленный в трансмиссии транспортной машины между главной муфтой сцепления и ступенчатой коробкой передач, содержащий корпус, входной вал, соединенный с ведомым элементом главной муфты сцепления, выход15 ной вал, соединенный или выполненный за одно целое с первичным валом коробки передач, трехзвенный планетарный механизм, одно звено которого соединено с входным валом, другое — с выходным валом, третье звено, 20 воспринимающее реактивный момент, — с одним элементом механизма свободного хода, второй элемент которого связан с корпусом, и блокирующую фрикционную муфту, установленную между двумя звеньями планетар25 ного механизма, отлича ощийся тем, что, с целью облегчения переключения передач в ступенчатой коробке передач, второй элемент механизма свободного хода установлен в корпусе с возможностью поворота на угол, ббль30 ший угла закручивания элементов трансмиссии за редуктором при передаче максимального крутящего момента, снабжен пружиной, поворачивающей его в направлении, противоположном направлению реактивного момента, 35 и упорами, ограничивающими угол его поворота.

234163

Составитель В. Курзель

1 скрсд T. П. Курилко Корректор С. М. Сигал

Редактор Э. Рубан

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 581/13 Тираж 487 Подписное

ЦНИИПИ 1(омитста по дел;! изоорстсиий I! открытий Ilptt Со:tc гс !1ипистров СССР

Москва, Центр. пр. Серова, д. 4

   

Редукторы ZF Duoplan WT SWG PGE

Компания ZF – концерн с общепризнанным мировым именем, выпускающий продукцию для двигателей автомобилей, судов, строительного оборудования и машиностроения. ZF – это также широко известный бренд в области технологий привода и шасси.

Одним из направлений приоритетной исследовательской деятельности компании является производство инновационных продуктов: от серворедукторов с малым угловым люфтом (ZF-Servoplan) до гистерезисных сцеплений и тормозов с бесконтактной передачей крутящего момента (ZF-Tiratron).

 За счет разнообразных конфигураций установок и безупречного исполнения, редукторы компании ZF обеспечивают реализацию различных способов компоновки пропульсивных комплексов, тем самым удовлетворяя самым высоким требованиям заказчиков.

Редукторы ZF могут быть выполнены в реверсивной и нереверсивной версии. Их конструкция и исполнение отвечают требованиям большинства классификационных обществ. Подавляющее большинство моделей редукторов ZF имеет сертификаты типового одобрения и соответствия международным стандартам качества. 

Особого внимания заслуживают двухскоростные редукторы фирмы ZF Duoplan, которые позволяют работать как с мягкими материалами на высоких скоростях, так и с твердыми,  для обработки которых требуется больший момент, обеспечиваемый понижающей передачей.

Двухскоростной редуктор ZF Duoplan передает большие крутящие моменты, не теряя высоких частот вращения, при одновременной экономии расходов. Эта уникальная конструкция может быть присоединена к любому двигателю, и при совместной работе крутящий момент может достигать значений свыше 8 кНм.

Все эти отличные рабочие характеристики позволяют применять редуктор Duoplan для привода в токарных и фрезерных станках. Редуктор повсеместно используется в случаях, где необходимо увеличение крутящего момента и вслед за этим уменьшение частоты вращения.

Одно из несомненных преимуществ двухскоростного редуктора по сравнению с обычными – его экономичность. С его использованием можно достичь передачи высоких крутящих моментов вместе с высокими частотами вращения при одновременной экономии расходов. Кроме того, редуктор очень простым образом присоединяется к любому двигателю без дополнительных затрат.

Фирма разработала редуктор ZF Duoplan как планетарный редуктор с переключателем. Его преимуществом также является разделение мощности на четыре или пять планетарных колеса при компактном и прочном исполнении. Конструкция «двигатель-редуктор» присоединяется к станку выводным фланцем редукторa, в некоторых моделях монтаж может осуществляться и через «лапы корпуса» редукторa. Вид подшипников и расстояние между подшипниками может быть различным. Таким образом, каждый покупатель может найти оптимальное решение для своих условий.

Строим планетарную КПП, часть 2: собираем коробку из рядов

В предыдущем посте мы разобрали простые планетарные механизмы и остановились на планетарных редукторах. Теперь на их основе мы сделаем простейшие двухскоростные коробки передач и реверс, а затем построим из них планетарную коробку передач и оценим её устройство и работу.

ПКППДПВ:

Двухскоростная коробка передач с эпициклом внутреннего зацепления
Давайте возьмём планетарный редуктор и заменим жёсткую блокировку эпицикла многодисковым фрикционом (или сцеплением, если говорить по-автомобильному):

Пока сцепление выключено эпицикл будет вращаться вхолостую, а ведомый вал останется неподвижным. Если мы включим сцепление, то эпицикл заблокируется и мощность пойдёт на ведомый вал. Предположим, ведомый вал будет вращаться в 4 раза медленнее, то есть передаточное число редуктора i=4.

А теперь представьте, что мы соединим эпицикл с ведущим валом, то есть с солнечной шестернёй. В этом случае все части планетарного механизма будут вращаться как одно целое, будто это просто вал, а передаточное число равно единице (i=1). Давайте так и сделаем:

У нас получилась двухскоростная планетарная коробка передач, состоящая из планетарного механизма и двух фрикционов, Ф1 и Ф2. Она работает в трёх режимах:

• Фрикционы Ф1 и Ф2 выключены. Это нейтраль, мощность не передаётся на ведомый вал.


• Включен фрикцион Ф1. Эпицикл заблокирован, передаточное число равно 4.


• Включен фрикцион Ф2. Эпицикл соединён с ведущим валом, передаточное число равно 1.

Включать оба фрикциона нельзя, поскольку будут заблокированы все элементы, в том числе и ведущий вал, связанный с двигателем.

Обратите внимание на то, что схемы планетарных механизмов симметричны. Поэтому мы можем оставить только верхнюю «половинку», так намного лаконичнее и компактнее:

Подобные схемы встречаются очень часто.

Двухскоростная коробка передач с эпициклом внешнего зацепления
Теперь давайте по аналогии построим двухскоростную КПП с внешним зацеплением. Возьмём планетарный редуктор с блокируемым при помощи фрикциона водилом:

И добавим второй фрикцион, соединяющий водило с ведущим валом:

Работает такая планетарная КПП точно так же, как и с эпициклом внутреннего зацепления:

• Фрикционы Ф1 и Ф2 выключены, нейтраль.


• Ф1 включён, понижающая передача.


• Ф2 включён, прямая передача.

Схема выше ещё более громоздкая, поэтому мы её уполовиним:

Реверс
Теперь давайте разбираться с задним ходом. У нас уже есть заготовка, а именно планетарная передача с блокируемым водилом:

Работает она в двух режимах. Если сцепление выключено, то мощность на ведомый вал не передаётся, это нейтраль. Если сцепление включено, то ведомый вал вращается в противоположную сторону, это задний ход. Но нам не хватает переднего хода. Как его сделать? Да очень просто.

У всех планетарных механизмов, которые мы рассмотрели, есть важная особенность: соосность. То есть ведущий и ведомый валы соосны. Для переднего хода нам просто нужно сцепить ведущий вал с ведомым. Для этого добавим второе сцепление:

Реверс работает в трёх режимах:

• Сцепления Ф1 и Ф2 выключены, нейтраль.


• Сцепление Ф2 включено, передний ход.


• Сцепление Ф1 включено, задний ход.

Обратите внимание на следующее. Передаточное число переднего хода равно единице (i=1), то есть ведущий вал вращается с той же скоростью, что и ведомый. А вот передаточное число заднего хода зависит от чисел зубьев шестерён. Таким образом мы можем менять скорости заднего хода относительно скоростей переднего хода.

Наконец, уполовиним схему:

Строим коробку передач
Для этого у нас есть всё необходимое: двухскоростные КПП и реверс. Их ведущие и ведомые валы соосны, поэтому мы можем соединять их последовательно как детали детского конструктора. Начнём с простого и соберём КПП с четырьмя передачами вперёд и назад.

Если последовательно соединить две коробки передач, то итоговое число скоростей будет произведением чисел их скоростей. У нас уже есть двухскоростные КПП, если соединить две такие коробки, мы получим четыре скорости. Осталось только добавить реверс и коробка готова:

Коробка передач состоит из трёх планетарных рядов (Р1, Р2 и Р3), то есть наборов сателлитов и солнечных шестерней, вращающихся в одной плоскости. Р1 и Р2 реализуют четыре передачи, а Р3 — передний и задний ход. Всего мы получаем по четыре передачи вперёд и назад.

Коробка передач работает следующим образом. В нейтральном положении все фрикционы выключены, мощность от двигателя к колёсам не идёт. На переднем ходе включён фрикцион Ф6, на заднем, соответственно, Ф5. Если мы включим фрикционы Ф2 и Ф4, то получим прямую передачу, она соответствует самой быстрой скорости. Фрикционы Ф1 и Ф3 включают замедленную передачу.

Предположим, передаточные числа рядов Р1 и Р2 на замедленных передачах равны 2 и 4. В этом случае мы получаем следующую таблицу скоростей:

Скорости заднего хода кратны скоростям переднего. Предположим, на задней передаче реверс даёт передаточное число -1,5. В этом случае передаточные числа скоростей заднего хода будут таковы: -12, -6, -3, -1,5.

Конечно, это не настоящая коробка передач. У неё слишком большие разрывы между передачами, для диапазона скоростей 8 не хватает четырёх передач, нужно больше. Но в ней легко разобраться, да и до настоящей конструкции остался буквально один шаг.

Оценим конструкцию
Рассмотрим на примере нашей довольно примитивной коробки передач достоинства и недостатки как планетарных КПП в целом, так и конкретной схемы, к которой мы пришли.

В целом планетарные коробки передач имеют целый ряд достоинств по сравнению с простыми двухвальными и трёхвальными КПП:

• Компактность конструкции. По кинематическим схемам этого, конечно, не видно, но в реальных коробках шестерни и валы скомпонованы довольно плотно.


• Соосность валов позволяет реализовать прямую передачу с наивысшим КПД.


• В планетарных рядах мощность передаётся через несколько пар зубьев, что позволяет снизить нагрузку на отдельный зуб и, следовательно, уменьшить ширину зубчатых колёс. Также эти пары зубьев расположены симметрично относительно вала, что позволяет (кроме несоосных ПКП) избавить центральный вал от радиальных сил, таким образом уменьшая его диаметр. (ценное дополнение от frogf00t)


• Все шестерни находятся в постоянном зацеплении. Как следствие, нет механизмов синхронизации скоростей.


• Передачи включаются фрикционным торможением отдельных шестерней. Отпадает необходимость для переключения передач выключать и выключать главный фрикцион, который вообще может отсутствовать.


• При использовании гидравлически включаемых фрикционов КПП управляется сравнительно простым полуавтоматическим устройством, значительно облегчающим вождение.


• Передачи включаются фрикционно без механизма синхронизации, благодаря этому само переключение происходит очень быстро, а средняя скорость движения возрастает.


• Высокий КПД планетарных механизмов.

Однако планетарные КПП не получили повсеместного распространения из-за своих недостатков:

• Сложность составления схем. Мы рассмотрели очень простую схему, она, скорее, исключение.


• Большая трудоёмкость проектирования.


• Более сложное изготовление и сборка коробок передач.


• Как следствие, выше цена.

Планетарные КПП, МП и бортовые редукторы очень часто применяются в современном танкостроении. Ведущие танковые страны давно преодолели трудности с изготовлением и производством планетарных механизмов, высокая цена же не имеет решающего значения: танк — это всё равно очень дорогая штука, а на спичках экономить глупо.

Теперь давайте оценим нашу коробку:

• Схема очень проста.


• Четвёртая передача прямая, с высоким КПД.


• Несколько передач заднего хода.


• Если добавить ещё один ряд, мы получим по 8 передач вперёд и назад.

Но за эти весомые достоинства мы должны заплатить:

• На первой передаче КПД ниже, чем на остальных.


• Удобно компоновать продольно, но не поперечно.


• КПП с последовательным редуцированием (несколько коробок передач последовательно соединены в одну), поэтому скорости образуют геометрическую прогрессию, а их разбивка нерациональная. В нашем случае расстояние между первой и второй передачами в самый раз, но у остальных оно слишком большое.


• Как следствие последовательного редуцирования мы не можем изменить отдельно какую-либо одну скорость не затронув остальные.

Итого, у нас есть теоретическая часть. С ней мы можем приступить к рассмотрению реальных коробок передач PP33 от Тигра и PP45 от прототипа Леопарда.

Мотор-редутор двухскоростной планетарный

Конструкция планетарных редукторов играет решающую роль в работе оборудования с ЧПУ. От него зависит точность обработки, чистота поверхностей деталей возможность работы с теми или иными материалами заготовок. Комплектный привод состоит из мотора (электродвигателя), механической передачи (редуктора) и системы управления, включающей силовой преобразователь. Конструкция второго элемента из этого списка оказывает наиболее существенное влияние на мощностные и массово-габаритные характеристики.

Среди всех известных механик привода особое место занимают планетарные редукторы. Они нашли применение в составе подавляющего большинства мехатронных систем, в том числе в станках с ЧПУ. В таких механизмах качество работы планетарного редуктора определяется не только передаваемой мощностью и КПД, но и более «тонкими» показателями: плавностью, кинематической точностью, жесткостью, виброактивностью, моментом инерции и количеством мертвого хода.

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.

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.

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.

Читать также: Маленький пескоструйный аппарат своими руками

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.

Классификация планетарных редукторов:

По количеству ступеней планетарного редуктора выделяют:

• одноступенчатые
• многоступенчатые

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

По факту жесткого закрепления одного из элементов редуктора выделяют:

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.

Сколько должно быть сателлитов?

В сравнении с обычной передачей в планетарном зацеплении оказывается большее количество зубьев, и все они задействованы в перемещении мощности. С увеличением числа сателлитов снижается нагрузка на каждый из них, соответственно, есть возможность для уменьшения их диаметра и ширины (материалоемкости производства) при сохранении прочностных характеристик устройства планетарного редуктора. Рассеивание мощности сопровождается снижением износа зубьев, а также повышением жесткости привода на скручивание.

В планетарных редукторах обычно используются три (реже – четыре) сателлита. С увеличением их количества растут требования к точности исполнения деталей. Так, смещение одной из осей сателлита приводит к неравномерному распределению передаваемой мощности. Это негативно отражается на сроке службы зубьев и подшипников.

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.

Выход из строя

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

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

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

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

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.

Читать также: Паспорт 1д601 стоит ли покупать

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.

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.

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 [ править | править код ]

Конструкция [ править | править код ]

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 (солнцем, водилом и эпициклом): 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 [ править | править код ]

В контексте сравнения планетарной передачи с любыми другими типами зубчатых передач под использование их в качестве редуктора, таковыми особенностями являются: сходность 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 [ править | править код ]

Планетарный редуктор с одной степенью свободы [ править | править код ]

Конструкция таковых предполагает, что опорное звено всегда постоянно заблокированно на корпус редуктора. При этом для любого простого (трёхзвенного) планетарного механизма возможны шесть вариантов распределения ролей между основными звеньями, каждый из которых даёт своё передаточное отношение. Из этих шести передаточных отношений три могут применяться для редукции (передаточное отношение больше единицы) и три для мультипликации (передаточное отношение меньше единицы). Выбор того или иного варианта обусловлен необходимой кинематикой соединения с соседними элементами трансмиссии и нужным значением передаточного отношения, которое в разных вариантах может отличаться в разы.

Для планетарного редуктора, выполненного на основе простого планетарного механизма схемы СВЭ , на практике возможны следующие варианты:

• Вариант 1
  : ведущее звено — солнце; ведомое звено — водило; опорное звено — эпицикл.
• Вариант 2
  : ведущее звено — водило; ведомое звено — солнце; опорное звено — эпицикл.
• Вариант 3
  : ведущее звено — эпицикл; ведомое звено — водило; опорное звено — солнце.
• Вариант 4
  : ведущее звено — водило; ведомое звено — эпицикл; опорное звено — солнце.
• Вариант 5
  : ведущее звено — солнце; ведомое звено — эпицикл; опорное звено — водило.
• Вариант 6
  : ведущее звено — эпицикл; ведомое звено — солнце; опорное звено — водило.

Читать также: Схема однофазного реверсивного двигателя

Наиболее глубокую редукцию в схеме СВЭ даёт Вариант 1 (с солнца на водило)

, наиболее слабую —
Вариант 3 (с эпицикла на водило)
. Некое промежуточное значение редукции с обязательным противовращением даёт
Вариант 5 (с солнца на эпицикл)
, 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.

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

Основными элементами планетарной передачи можно считать следующие:

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

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

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

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

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

Применение планетарного редуктора

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

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.

Плюсы и минусы планетарного редуктора

Устройство является популярным, так как обладает рядом положительных качеств:

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

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

Планетарный редуктор имеет и ряд недостатков:

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

Аккумуляторные шуруповерты Тех.АС

Благодаря стремительному развитию технологий в направлении аккумуляторного инструмента, компанией Тех.АС ежегодно проводится усовершенствование существующего модельного ряда, и производство новых моделей аккумуляторных шуруповертов. Представленные модели торговой марки Тех.АС обладают большим набором полезных функций и высокими рабочими характеристиками.

Для увеличения крутящего момента в аккумуляторных шуруповертах Тех.АС устанавливается двухскоростной планетарный редуктор (исключение аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-151).

Двухскоростной планетарный редуктор

Двухскоростной планетарный редуктор спроектирован таким образом, чтобы при смене скоростных режимов переключатель не становился в среднее положение. Установленные металлические шестерни предназначены выдерживать продолжительную нагрузку передавая максимальный крутящий момент на патрон. Для снижения веса, корпус планетарного редуктора выполнен из специального пластика. Благодаря применению такой конструкции редуктор не подвержен преждевременному механическому износу.

Двигатель

Для обеспечения лучших рабочих характеристик в аккумуляторном шуруповерте Тех.АС устанавливается только качественный электромотор от проверенных производителей. Установленный электромотор в паре с двухскоростным планетарным редуктором развивает высокий крутящий момент, позволяя выполнять сложные работы по закручиванию метизов и сверлению различных материалов.

• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-162 комплектуется электромотором 12В и двухскоростным планетарным редуктором, что позволило развить крутящий момент 22 Н/м.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-170 комплектуется электромотором 18В и двухскоростным планетарным редуктором, что позволило развить крутящий момент 25 Н/м.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-172 комплектуется электромотором 18В и двухскоростным планетарным редуктором, что позволило развить крутящий момент 27 Н/м.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-173 комплектуется электромотором 14,4В и двухскоростным планетарным редуктором, что позволило развить крутящий момент 25 Н/м.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-174 комплектуется электромотором 12В и двухскоростным планетарным редуктором, что позволило развить крутящий момент 23 Н/м.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-151 комплектуется электромотором 18В и односкоростным планетарным редуктором, что позволило развить крутящий момент 22 Н/м.

Регулировка крутящего момента

Регулировка крутящего момента в аккумуляторных шуруповертах Тех.АС осуществляется за счет установленной муфты. Муфта ограничения крутящего момента одна из важных частей в шуруповетре. Сама система регулировки усилия представляет собой пластиковое кольцо, которое расположено за патроном. На корпусе кольца нанесены разметки, отображающие величину усилия, а на корпусе шуруповерта расположена стрелка. Выставив стрелку напротив определенного числа, задается максимальное усилие, которое может развить инструмент. По достижении этого значения сработает муфта и включится трещотка. Вал прокручивается в холостую, а патрон не вращается. Помимо данной функции в шуруповертах устанавливается режим сверления. Выставляя на отметке «сверление» происходит отключение муфты и шуруповерт выполняет вращение с максимальным усилием.

Количество режимов в аккумуляторных шуруповертах Тех.АС:

• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-151 укомплектована трещоткой с количеством регулировки крутящего момента 16 + режим сверления.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-162 укомплектована трещоткой с количеством регулировки крутящего момента 18 + режим сверления.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-170 укомплектована трещоткой с количеством регулировки крутящего момента 18 + режим сверления.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-172 укомплектована трещоткой с количеством регулировки крутящего момента 21 + режим сверления.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-173 укомплектована трещоткой с количеством регулировки крутящего момента 21 + режим сверления.
• Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-174 укомплектована трещоткой с количеством регулировки крутящего момента 21 + режим сверления.

Уровни для точного выполнения работ в аккумуляторных шуруповертах Тех.АС

Для выполнения точных работ в аккумуляторных шуруповертах Тех.АС на корпусе размещены уровни, при помощи которых пользователь может выполнять точные вертикальные и горизонтальные работы. Аккумуляторный шуруповерт Тех.АС ТА-01-151 укомплектован горизонтальным уровнем. Двумя уровнями, горизонтальным и вертикальным, укомплектованы модели: Тех.АС ТА-01-172, Тех.АС ТА-01-173 и Тех.АС ТА-01-174.

LED подсветка в аккумуляторных шуруповертах Тех.АС

Для обеспечения комфортного выполнения работ с малым уровнем освещения установлена радиусная LED подсветка. Радиусная подсветка не только освещает монтажную область, но и освещает объекты перед шуруповертом, позволяя в полной мере видеть рабочую зону. Радиусная LED подсветка устанавливается в моделях: Тех.АС ТА-01-172, Тех.АС ТА-01-173 и Тех.АС ТА-01-174.

В аккумуляторных шуруповертах Тех.АС так же устанавливается точечная LED подсветка. Точечная подсветка направлена освещать саму зону выполняемой работы и ближайшие объекты. Данный тип LED подсветки устанавливается в моделях: Тех.АС ТА-01-151, Тех.АС ТА-01-170 и Тех.АС ТА-01-162.

Индикатор заряда батареи

В аккумуляторные шуруповерты Тех.АС устанавливается система контроля за остаточным зарядом используемого аккумулятора. Данная функция очень полезна во время выполнения продолжительных работ. Оператор может заблаговременно планировать зарядку аккумулятора во избежание простоев в работе. Эта функция реализована в аккумуляторных шуруповертах: Тех.АС ТА-01-170, Тех.АС ТА-01-172, Тех.АС ТА-01-173 и Тех.АС ТА-01-174.

Дополнительные преимущества аккумуляторных шуруповертов Тех.АС

Модель аккумуляторного шуруповерта Тех.АС ТА-01-162 обладает высокой эргономичностью, так как аккумулятор размещается внутри рукоятки, позволяя более комфортно выполнять работы в труднодоступных местах. Так же в модели ТА-01-162 установлена функция блокировки шпинделя, что позволяет производить физическое докручиванее без механического износа для редуктора и электромотора.

Для комфортного хранения и транспортировки аккумуляторные шуруповерты Тех.АС укомплектованы кейсом. В кейсе предусмотрены отсеки для дополнительных аксессуаров и оснасток. Для увеличения надежности и целостности инструмента, кейс изготавливается из противоударного пластика.

Купить аккумуляторный шуруповерт Тех.АС в интернет-магазине tex-ac.com.ua

Приобретая аккумуляторный шуруповерт Тех.АС в фирменном интернет-магазине tex-ac.com.ua клиент гарантировано получает:

• Полноценную консультацию квалифицированных специалистов Call-центра.
• Оперативное гарантийное сопровождение приобретённого товара.
• Бесплатную доставку по всей Украине.

Официальный интернет-магазин tex-ac.com.ua – мы рады каждому клиенту!

Двухскоростной редуктор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Двухскоростной редуктор

Cтраница 1

Двухскоростной редуктор состоит из конической пары, трех пар цилиндрических шестерен, муфты переключения, звездочки цепной передачи, двух валов и механизма переключения. Шестерни редуктора работают в масляной ванне. Уровень масла контролируется контрольной пробкой.  [1]

Таким образом двухскоростной редуктор и четырехскоростная коробка перемены передач позволяют передавать по восемь скоростей вращения ( прямого и обратного) шпинделю бурового станка и лебедке.  [2]

Переключение скоростей двухскоростного редуктора производится при заторможенной лебедке и выключенном сцеплении автомобиля.  [3]

Второй рычаг управляет двухскоростным редуктором.  [5]

Стол оснащен двумя двухскоростными редукторами быстрого и медленного хода, переключение которых осуществляется электромагнитными муфтами. Для управления столом применен пульт числового программного управления модели ППС-2. В измерительное устройство пульта входят круговые контактные кодовые преобразователи, соединенные с ходовыми винтами стола.  [6]

В кинематической схеме предусмотрен двухскоростной редуктор, обеспечивающий получение посадочной скорости 1 36 м / мин, минимальной скорости подъема 1 19 м / мин и частоты вращения 0 42 об / мин.  [8]

Привод транспортера 15 осуществляется от цилиндрического двухскоростного редуктора 12 через карданные передачи к нижнему и промежуточному барабанам 14, а от промежуточного к верхнему барабану.  [9]

В кинематической схеме привода крана установлен двухскоростной редуктор, позволяющий получать посадочную скорость 1 36 м / мин, скорость подъема 1 19 м / мин и скорость вращения крана 0 42 м / мин.  [10]

Силовым приводом СПО в каротажном подъемнике является планетарный двухскоростной редуктор. Число оборотов находится в пределах от 140 до 2520 об / мин на входном валу. Переключением передач достигается получить десять скоростей для подъема и две скорости спуска.  [11]

Барабан приводится во вращение от электродвигателя 3 через двухскоростной редуктор 4, где, передвигая блок шестерен 5 и вводя его в зацепление с шестерней 6 или 7, можно получить две скорости движения спирали. Чтобы исключить проскальзывание спирали на тяговом барабане, она прижимается к нему резиновым ремнем 8, натянутым на трех роликах. Размер щели лишь а сотые доли миллиметра может превышать диаметр спирали. Когда через щель проходит навитая часть спирали, фотоэлемент не срабатывает, так как световой поток перекрывается керном вместе с витками спирали. Но как только в щель попадает одно тире, световой поток, падающий на фотоэлемент, увеличивается, и фотоэлемент через электронный усилитель 12 замыкает контакты электромагнита 13, который приводит в действие механизм резки.  [13]

Барабан приводится во вращение при помощи цепной передачи от двухскоростного редуктора.  [14]

Привод гайки во вращение производится от реверсивного электродвигателя 9 через двухскоростной редуктор, большая скорость используется при обратном перемещении винта.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Двухскоростной планетарный редуктор с адаптером для серводвигателя

Идеально подходит для использования в главных приводах шпинделя станков. Быстрое переключение между высокой скоростью для чистовой обработки и высоким крутящим моментом для тяжелой обработки. Выходной вал: сплошной или с фланцем. Общее передаточное число 1 — 5,5. Макс.входная скорость 2500-10 000. Номинальная мощность 47кВт. Максимальный крутящий момент в режиме S3 400-2 200 Нм.

Двухскоростной редуктор PS

Идеально подходит для использования в главных приводах шпинделя станков. Быстрое переключение между высокой скоростью для чистовой обработки и высоким крутящим моментом для тяжелой обработки.Выходной вал: сплошной или фланцевый вал

Двухскоростной редуктор с прямой передачей с оптимизированными потерями и встроенным контроллером привода с SensorShift. Два размера. Два класса люфта. Два передаточных числа в трансмиссии. Фланцевый вал или сплошной вал. Различные варианты подшипников. Смазка разбрызгиванием или циркуляционная смазка (опция) для экстремально высоких скоростей. Простой и надежный монтаж двигателя.

Конструкция вала

• Вал с фланцем
• Сплошной вал без шпонки
• Сплошной вал с двумя шпонками

Варианты корпуса

• Короткое расстояние подшипника
• Расстояние между средними подшипниками
• Большое межосевое расстояние
  Все исполнения могут поставляться с охлаждающим фланцем в качестве опции.

Конструкция подшипника

• Радиальный шарикоподшипник
• Радиально-упорный шарикоподшипник
• Цилиндрический роликоподшипник

Монтажные позиции

• Любое монтажное положение.
• Объяснение монтажных позиций и соответствующее количество смазочного материала можно найти в документе Количество смазочного материала для редукторов ID 441871

Смазка

• Смазка разбрызгиванием
  Смазка разбрызгиванием подходит для стандартных применений в закрытом корпусе редуктора.
• Циркуляционная смазка с внешним баком
  Для сильного тепловыделения внешний бак с мин. 10-кратный объем заполнения редуктора может помочь. При необходимости наполнение бака можно довести до оптимальной рабочей температуры с помощью дополнительного теплообменника.
  Положение входа и выхода смазки в соответствии с монтажной позицией.
  Положение смотрового стекла или индикатора уровня масла (опция) в соответствии с монтажной позицией.
  Переключатель передач с SensorShift
  Положение привода регистрируется с помощью SensorShift (электронный датчик).
  Контроллер привода, встроенный в переключатель, оценивает сигналы положения и точно управляет переключающим двигателем.

Преимущества:

• Подключение в режиме совместимости: Plug&Play для стандартного видеомикшера
• Наличие реле и кабелей в шкафу управления заказчиком не требуется (для бинарного соединения)
• Встроенный плавный пуск сохраняет механическую систему
• Значительное сокращение усилий по программированию процесса переключения
• Процесс переключения не критичен по времени для машинного контроллера и может выполняться в фоновом режиме
• Автоматическое повторение процесса переключения в случае ошибки переключения
• Неизнашиваемая, бесконтактная запись положения
• Переключение на нейтральную передачу (опция) возможно с любой передачи

Двухскоростное переключение

• 1-я передача на основе прецизионного планетарного редуктора с косозубым зацеплением
• Прямая передача с оптимизированными потерями
• Нейтральное положение передачи (опция)

Что такое многоступенчатые редукторы и когда они используются?

Редукторы обычно используются в приложениях управления движением для изменения выходной скорости и крутящего момента от двигателя к ведомому компоненту.При использовании меньшей шестерни с меньшим количеством зубьев (обычно называемой шестерней) для привода большей шестерни с большим количеством зубьев крутящий момент, передаваемый на нагрузку, увеличивается, а скорость вращения на нагрузке уменьшается.

В коробках передач, использующих прямозубые, косозубые или конические шестерни, передаточное число — величина увеличения крутящего момента и снижения скорости — это просто отношение количества зубьев на ведомой (большей) шестерне к числу зубьев на ведущей ( меньшая, или шестерня) шестерня.

Теоретически любое передаточное число можно получить, регулируя количество зубьев на ведущей и ведомой шестернях, но в реальных условиях высокие передаточные числа создают проблемы при проектировании, например, требуется очень маленькая шестерня (ведущая шестерня). , высокие нагрузки на зубья шестерни и ограниченные возможности передачи крутящего момента. К счастью для разработчиков машин, эти проблемы можно легко решить с помощью многоступенчатого редуктора.

---

Расчет передаточного числа одноступенчатого планетарного редуктора зависит от того, какие шестерни являются ведомыми, неподвижными и выходными компонентами.В большинстве планетарных редукторов, используемых для управления движением, ведущей шестерней является солнце, зубчатый венец неподвижен, а водило приводит в движение выходной вал. Для этой конфигурации передаточное отношение (i _p ) равно единице плюс отношение зубьев кольцевой шестерни (Z _r ) к зубьям солнечной шестерни (Z _s ), или i _p = 1 + Z _р /Z _с .

---

Многоступенчатый редуктор просто объединяет две или более пар или ступеней шестерен, при этом выход одной ступени соединен с входом следующей.Результирующее передаточное число является произведением передаточных чисел каждой ступени. Например, двухступенчатый редуктор, состоящий из одной ступени с передаточным числом 5:1 и второй ступени с передаточным числом 3:1, обеспечивает выходное передаточное число 15:1 (5 x 3), поэтому крутящий момент, передаваемый на нагрузка в 15 раз выше крутящего момента, обеспечиваемого двигателем, – не включая потери в трансмиссии, – а скорость, подаваемая на нагрузку, составляет 1/15 скорости двигателя.

---

В отличие от многоступенчатых редукторов, состоящих из параллельных шестерен, многоступенчатый планетарный редуктор, как показано в этом видео от Neugart, состоит из концентрически соединенных ступеней, что делает их более компактными по сравнению с параллельными конструкциями при очень высоком редукции. пропорции нужны.

---

Многоступенчатые редукторы могут — и часто — состоят из различных типов зубчатых передач на каждой ступени. Например, прямоугольный планетарный редуктор может быть сконструирован с планетарной ступенью и спирально-конической ступенью. И, как показано в приведенном выше примере, величина редуктора для каждой ступени может быть разной, но многоступенчатые редукторы обычно проектируются с более высоким передаточным числом на входе и более низким передаточным числом на выходе.

Общий КПД многоступенчатого редуктора (или подходящую оценку) можно найти путем умножения КПД каждой ступени.И важно отметить, что каждая ступень меняет направление вращения между входом и выходом, за исключением планетарной ступени, в которой направление вращения сохраняется между входом и выходом.

Для большинства одноступенчатых редукторов направления вращения входного и выходного валов противоположны, а для двухступенчатых редукторов дополнительное изменение направления второй ступенью делает вращение выходного вала таким же, как и входного вала, т.к. показано на иллюстрации ниже.

В большинстве одноступенчатых редукторов выходной вал вращается в направлении, противоположном входному валу. Но с каждой дополнительной ступенью направление вращения снова меняется на обратное. Таким образом, в показанной здесь двухступенчатой ​​​​передаче выход вращается в том же направлении, что и вход.
Изображение предоставлено: KSB

Хотя КПД в некоторой степени снижается, многоступенчатые редукторы предлагают более высокие передаточные числа, чем могут быть достигнуты с большинством одноступенчатых редукторов. И они делают это в компактном корпусе, который можно оптимизировать для достижения наилучшего сочетания возможности передачи крутящего момента, низкой инерции и высокой эффективности.

---

Червячные передачи обеспечивают очень высокие передаточные числа в одной ступени — до 60:1 или выше в некоторых случаях — без сложности многоступенчатой ​​зубчатой ​​передачи, хотя их эффективность, как правило, ниже, чем у многоступенчатых конструкций.

Двухскоростные коробки передач » STOEBER

Энергосберегающая двухскоростная концепция

Двухскоростные коробки передач

STOBER чрезвычайно энергоэффективны, что является одним из их самых выдающихся свойств.

Экономия энергии в первую очередь является результатом более инновационной конструкции, чем предыдущие решения на рынке.Процесс переключения между ступенью с трансмиссией и ступенью с прямой передачей с оптимизированными потерями позволяет достигать высоких скоростей или высоких крутящих моментов за очень короткое время. Выдающимся является то, что переключения передач контролируются в цифровом виде.

Температура редуктора также остается постоянно низкой, даже при частых переключениях передач или максимальных скоростных нагрузках.

Редукторы

PS идеально подходят для всех станков, которым требуются сложные концепции привода для главных подач: портальные станки, вертикальные и горизонтальные токарные станки, фрезерные и сверлильные центры.

Высокие скорости и высокие крутящие моменты

Передаточный механизм серии PS работает с хорошо зарекомендовавшим себя косозубым планетарным редуктором STOBER. Различные передаточные числа в этой ступени редуктора обеспечивают высокие крутящие моменты и идеально подходят для обработки твердых материалов. В этой прецизионной конструкции косозубая передача также гарантирует очень плавную работу.

Однако в прямой передаче планетарный ряд полностью отсоединен. В такой конструкции крутящий момент двигателя передается практически без потерь – как будто между ними нет редуктора.Они позволяют быстро достигать высоких скоростей для таких задач, как, например, точная обработка заготовок. Практически полностью исключаются потери энергии, при этом значительно возрастает динамика.

Умное переключение с SensorShift

Воспользуйтесь уникальной концепцией: STOBER SensorShift – специальное цифровое управление переключением передач, разработанное для переключения между двумя ступенями.

Критическим моментом при переключении передач является момент, когда шестерни входят в зацепление сразу после включения планетарной передачи в трансмиссии.SensorShift заранее определяет этот момент и ненадолго снижает скорость. Это снижает частоту ошибок переключения до менее чем 0,01%!

Плавные рампы ускорения и замедления также защищают механику и увеличивают срок службы.

Кстати, SensorShift имеет полностью бесконтактную конструкцию и поэтому не изнашивается. Количество переключений передач подсчитывается и сохраняется. Еще один плюс: функция обучения за доли секунды делает абсолютно ненужной механическую настройку концевых выключателей.

Двухскоростные редукторы обеспечивают гибкость станков

Чтобы получить максимальную отдачу от станков, необходимо обеспечить возможность обработки ряда различных материалов и выполнять резку как на высокой, так и на низкой скорости. Ян Карр, управляющий директор Drive Lines, описывает, как двухскоростные планетарные редукторы позволяют полностью реализовать передовую мощность современных станков.

Будь то резка, расточка, шлифовка или резка, современные станки должны удовлетворять, на первый взгляд, противоречивые эксплуатационные потребности.С одной стороны, они должны обеспечивать быструю резку для окончательной отделки и/или быстрой обработки мягких материалов; но они также должны иметь низкую скорость и высокий крутящий момент для черновой обработки и обработки твердых материалов.

Это требование двойной скорости выходит за рамки возможностей одного шпиндельного двигателя, но может быть создано путем добавления двухскоростной коробки передач. При прямом приводе или передаточном числе 1:1 двигатель шпинделя работает в режиме высокой скорости, в то время как более низкое передаточное число снижает скорость и увеличивает крутящий момент.Вместе две скоростные возможности значительно повышают удобство использования станка.

В результате полная мощность резания доступна в самом широком диапазоне скоростей. В зависимости от спецификации двигателя и редуктора можно обеспечить диапазон скоростей с постоянной мощностью до 1:20.

Несмотря на то, что существует множество различных конструкций редукторов, планетарные редукторы имеют ряд преимуществ при использовании в станках. Например, они более компактны, чем большинство альтернатив, потому что передача мощности распределяется между несколькими шестернями, а экономия места всегда полезна при конструкции машины.Они также бесшумны, надежны и просты в использовании.

Drive Lines предлагает коробку передач ZF Duoplan, которая идеально подходит для использования в станках и многих других устройствах. Одна из его конструктивных особенностей, плавающая солнечная шестерня, означает, что Duoplan устойчив к проблемам смещения и концентричности, которые могут возникнуть при применении станков. Это снижает тепловыделение и вибрацию во время работы, повышает надежность и продлевает срок службы агрегата. Кроме того, сочетание планетарных передач с одновременным зацеплением с профилем косозубого зацепления обеспечивает низкий уровень шума даже на высоких рабочих скоростях.

ZF Duoplan, отличающийся оптимизированными возможностями передачи крутящего момента и превосходными характеристиками на низких скоростях, может использоваться как в горизонтальной, так и в вертикальной конфигурации. Они могут подключаться непосредственно к двигателю шпинделя без необходимости в дополнительных компонентах, что еще больше повышает эксплуатационную надежность.

Коробки передач

ZF Duoplan предлагают на выбор два варианта мощности. Стандартная версия выходного фланца с удлиненным основанием подшипника используется для ременных приводов, допускающих высокие консольные усилия.В качестве опции версия с увеличенной выходной мощностью обеспечивает более высокое усилие ремня. Второй вариант — INLINE с коротким выходным корпусом и радиально-упорными подшипниками для прямого привода.

В качестве опции версия INLINE может иметь подачу охлаждающей жидкости через шпиндель, которая может быть под высоким давлением (140 бар) и большим расходом (35 литров в минуту) для охлаждения режущего инструмента в очень сложных условиях.

Drive Lines предлагает Duoplan семи различных типоразмеров: с номинальным входным крутящим моментом от 120 Нм до 2100 Нм и номинальным выходным крутящим моментом от 120 Нм до более 11 000 Нм с мощностью от 19 кВт до 120 кВт.Ассортимент рассчитан на размеры рамы двигателя от 100 до 280, причем комбинация двигатель-редуктор обычно крепится к раме машины или станине с помощью опор коробки передач.

Открытая и закрытая версии редуктора позволяют разработчикам машин оптимизировать его взаимодействие с двигателем. Открытая версия не имеет переходной пластины и уплотняется уплотнением вала двигателя. Закрытая версия может поставляться со стандартным уплотнением вала или с шарикоподшипниками, предотвращающими любое осевое перемещение.

Доступны три класса люфта. Класс 3 обеспечивает номинальный люфт менее 30 угловых минут (или 40 угловых минут в самых больших моделях ZF Duoplan) и отвечает требованиям обработки заготовок с постоянным усилием резания.

Класс 2 обеспечивает люфт менее 20 угловых минут, что соответствует требованиям фрезерных станков и обрабатывающих центров, используемых в прецизионной работе. Этот класс также полезен в приложениях, требующих прерывистой резки, ребристых заготовок и очень прочных материалов.

Класс 1 обеспечивает люфт менее 15 угловых минут и предназначен для сверхточной работы, поскольку помогает свести к минимуму резонансные вибрации.

Подводя итог, можно сказать, что двухскоростные редукторы позволяют станкам предлагать широкий спектр эксплуатационных возможностей, часто вплоть до по-настоящему универсальных.Они могут обеспечивать высокоскоростную и низкоскоростную обработку, черновую и чистовую обработку, резку со стандартным или высоким крутящим моментом и могут использоваться практически со всеми конструкционными материалами. ZF Duoplan отвечает всем требованиям современного конструктора станков.

О трансмиссиях

Мы — независимая частная компания, представляющая ряд производителей со всего мира в области механической передачи энергии и обрабатывающей промышленности в Великобритании и Ирландии. Основанная в 1985 году и получившая сертификат BS EN ISO 9001:2008, мы гордимся тем, что обслуживаем лидеров рынка во многих областях машиностроения.Наша миссия — предоставлять надежные, универсальные и экономичные решения. Сервис, качество и превосходство продукции лежат в основе нашего успеха.

(PDF) Моделирование и оптимальное управление переключением планетарной двухскоростной трансмиссии

World Electric Vehicle Journal 2019, 10, 53 16 из 17

6. Гао, Б.; Лян, В.; Сян, Ю .; Го, Л .; Чен, Х. Оптимизация передаточного числа и управление переключением двухступенчатого I-AMT

в электромобиле. мех. Сист. Сигнальный процесс.2015, 50, 615–631.

7. Эберлех, Б.; Харткопф, Т. Высокоскоростная асинхронная машина с двухскоростной коробкой передач в качестве привода для электрических транспортных средств

. В Proceedings of the Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM

2006), Таормина, Италия, 23–26 мая 2006 г.; стр. 249–254.

8. Рен, К.; Кролла, Д.А.; Моррис, А. Влияние зубчатых передач на трансмиссии электромобилей. In

Proceedings of the ASME 2009 International Design Engineering Technical Conferences and Computers

and Information in Engineering Conference, Американское общество инженеров-механиков, Сан-Диего, Калифорния,

США, 30 августа – 2 сентября 2009 г.; стр.959–966.

9. Ализаде Г.В.; Мусави, М.Р.; Boulet, B. Оценка крутящего момента синхронизатора в автоматизированной механической коробке передач без сцепления

электромобиля с использованием неизвестного наблюдателя входных данных. В материалах конференции IEEE Vehicle

Power and Propulsion Conference (VPPC) 2015 г., Монреаль, Квебек, Канада, 17 декабря 2015 г.; стр. 1–5.

10. Фанг, С.; Песня, Дж.; Песня, Х .; Тай, Ю .; Ли, Ф .; Нгуен, Т.С. Проектирование и управление новой двухступенчатой ​​беспрерывистой механической трансмиссией

для электромобилей.мех. Сист. Сигнальный процесс. 2016, 75, 473–493.

11. Гао, Б.; Сян, Ю .; Чен, Х .; Лян, В.; Гуо, Л. Оптимальное планирование траектории крутящего момента двигателя и скорости проскальзывания сцепления

для переключения передач двухскоростного электромобиля. Журнал динамических систем. Изм. Control 2015, 137,

061016.

12. Уокер П.; Чжу, Б.; Чжан, Н. Динамика трансмиссии и управление двухступенчатой ​​коробкой передач с двойным сцеплением

для электромобилей. мех. Сист. Сигнальный процесс.2017, 85, 1–15.

13. Гу, К.; Ченг, Х.С. Исследование управления переключением передач коробки передач с двойным сцеплением на основе теории оптимального управления

. В материалах 18-й Международной конференции IEEE 2011 г. по промышленному инжинирингу и

инженерному менеджменту, Чанчунь, Китай, 10 октября 2011 г .; стр. 629–634.

14. Чжу, Б.; Чжан, Н .; Уокер, П.; Жан, В .; Чжоу, X .; Руан, Дж. Двухскоростная электрическая трансмиссия DCT, переключение

, контроль и испытания на стенде. Доп. мех.англ. 2013, 5, 323917.

15. Хип, А.Х.; Сах, JJF; Камински, Л.А. Патент США 9,008,926, 14 апреля 2015 г.

16. Шин, Дж.В.; Ким, Дж. О.; Чой, JY; О, С.Х. Проект двухступенчатой ​​коробки передач для электрического коммерческого автомобиля.

Междунар. Дж. Автомот. Технол. 2014, 15, 145–150.

17. Сорниотти, А.; Пилоне, Г.Л.; Виотто, Ф .; Бертолотто, С.; Эверитт, М .; Барнс, Р.; Морриш, И. Новая бесшовная система трансмиссии 2-

скоростей для электромобилей: принципы и результаты моделирования.САЕ Интерн. J. Двигатели 2011,

4, 2671–2685.

18. Кавина, Н.; Корти, Э.; Марсильяно, Ф .; Оливи, Д.; Poggio, L. Ориентированные на управление модели для реального времени

Моделирование автомобильных систем трансмиссии. Нефтегазовая наука. Технол. Преподобный díIFP Energies Nouv. 2015, 70,

67–90.

19. Лян З. Анализ надежности трансмиссии с двойным сцеплением. Автомоб. заявл. Технол. 2016, 2016, 98–100.

20. Руан, Дж.; Уокер, PD; Ву, Дж.; Чжан, Н .; Чжан, Б.Разработка бесступенчатой ​​трансмиссии

и многоступенчатой ​​трансмиссии с двойным сцеплением для электромобилей. Доп. мех. англ. 2018, 10,

1687814018758223.

21. Лазарь, К.; Карунту, CF; Балау А.Е. Моделирование и прогнозное управление мокрой муфтой

с электрогидравлическим приводом для автоматической коробки передач. В материалах Международного симпозиума IEEE по промышленной электронике

2010 г., Бари, Италия, 4–7 июля 2010 г .; стр. 256–261.

22. Хейден, А.В.Д.; Серраренс, AFA; Камлибель, М.К.; Неймейер, Х. Гибридный оптимальный контроль включения сухого сцепления

. Междунар. Дж. Контроль 2007, 80, 1717–1728.

23. Датта, А.; Ионеску, К.М.; Де Кейзер, Р.; Винс, Б.; Стоев, Дж.; Пинте, Г.; Сайменс, В. Надежное и двухуровневое

(нелинейное) прогнозирующее управление переключаемыми динамическими системами с неизвестными эталонами для оптимального

включения мокрого сцепления. проц. Инст. мех. англ. Часть I Ж. сист. Инж. управления2014, 228, 233–244.

24. Нго В.; Хофман, Т .; Штайнбух, М .; Серраренс, А. Оптимальное управление командой переключения передач для гибридных

электромобилей. IEEE транс. Вех. Технол. 2012, 61, 3531–3543.

25. Кум Д.; Пэн, Х .; Бакнор, Н.К. Диспетчерский контроль параллельных гибридных электромобилей по топливу и сокращению выбросов

. Дж. Дин. Сист. Изм. Control 2011, 133, 061010.

26. Roozegar, M.; Анхелес, Дж. Оптимальное переключение передач для многоступенчатой ​​трансмиссии для электромобилей

.мех. Мах. Теория 2017, 116, 1–13.

27. Лян, К.; Рен, Л .; Чжао, Х .; Гао, Б.; Хонг, К. Управление переключением передач аккумуляторного электромобиля с 2-

скоростями I-AMT Automotive Engineering. В материалах конференции China Automobile Engineering

2013 г., Пекин, Китай, 26 ноября 2013 г .; стр. 1000–1003.

Экономичный планетарный редуктор P — TANDLER

Описание TANDLER: Планетарный редуктор ServoFoxx ^® серии P (одно- и двухступенчатый)

Планетарные редукторы серий от P 10 до P 60 (одноступенчатые) и от P 12 до P 62 (двухступенчатые) являются новой разработкой TANDLER, полностью независимой от существующих планетарных редукторов ServoFoxx ^® PL2 FS или PL2.

 

Поиск продукта серии P

Выберите требуемую передачу и введите номинальный передаваемый крутящий момент.

Доступно шесть размеров с соотношением сторон от 3:1 до 100:1.

Люфт менее 6 угловых минут. Высокоточный производственный процесс Tandler гарантирует поставку коробок передач высочайшего качества.

Все редукторы серии P имеют консистентную смазку на весь срок службы. Внешние поверхности корпуса редуктора, включая алюминиевые детали, устойчивы к коррозии.

Технические данные

ПЛАНЕТАРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ P
Размер редуктора	Доступно 6 типоразмеров редуктора
Коэффициенты	Одноступенчатый: 3:1 – 4:1 – 5:1 – 7:1 – 10:1 Двухступенчатый: 12:1 – 15:1 – 16:1 – 20:1 – 21:1 – 25:1 – 28:1 30:1 – 35:1 – 40:1 – 49:1 – 50:1 – 70:1 – 100:1
Макс. крутящий момент	До 2.890 Н·м
Макс.скорость	До 3400 мин -1 Более высокие скорости по запросу
Люфт	Одна ступень: ≤ 6 футов Две ступени: ≤ 8 футов
Уменьшенный люфт	Одна ступень: ≤ 3’ Две ступени: ≤ 4’
Диаметр выходного вала	От 16 до 75 мм в зависимости от размера редуктора (ключ опциональный)
Диаметр вала двигателя	От 9 до 55 мм в зависимости от размера редуктора

Коаксиальный вход и выход

Внимание: При каждом запросе или заказе указывайте данные двигателя (например, крутящий момент, скорость и типоразмер).

Пожалуйста, спрашивайте!

Динамическое моделирование и симуляция двухпланетарной коробки передач на основе графика Бонда

Новые поколения силовых агрегатов используют коробки передач с несколькими конструкциями переключения скоростей для повышения эффективности использования топлива. Однако управление коробкой передач и ее калибровка требуют значительного времени, особенно в процессе переключения передач. Для исследования динамических характеристик редуктора с двухступенчатой ​​планетарной передачей и анализа влияния внешнего возбуждения и внутренних параметров на динамический отклик системы проводится динамическое моделирование и имитационное моделирование системы трансмиссии.Некоторые физические процессы сложны и их трудно выразить с помощью моделирования сосредоточенной массы. Динамическая модель двухпланетарной коробки передач получена с помощью метода графа связей, основанного на анализе принципа работы коробки передач, а также кинематических характеристик двухпланетарной передачи. Затем из динамической модели системы передачи мощности выводятся уравнения состояния для упрощения расчетов, которые могут эффективно облегчить моделирование процесса переключения.Первоначально анализируется базовый случай различных планов и времен переключения, после чего следует анализ влияния демпфирования, жесткости и момента инерции на системы трансмиссии. Результаты анализа дают рекомендации по проектированию конструкции, оптимизации стратегии управления и диагностике отказов этого типа редуктора.

1. Введение

Коробка передач представляет собой механическую систему с несколькими степенями свободы, которая обычно оснащена зубчатой ​​передачей, подшипниками, трансмиссионным валом, сцеплением и тормозом.По сравнению с обычными зубчатыми передачами системы планетарных передач имеют несколько уникальных преимуществ. Самым значительным преимуществом планетарной передачи является возможность разделения мощности при передаче мощности, при этом ее входной и выходной валы лежат на одной горизонтальной линии. Поэтому системы планетарной передачи широко используются в различных типах редукторов, повышающих и переключающих скоростей систем. В связи с повышением требований к непрерывности и плавности переключения передач, а также применением составно-планетарной передачи и ее составных частей, ее конструкция стала более компактной и сложной, а анализ ее динамических характеристик затруднился.Наличие надежной модели трансмиссии обеспечивает основу для различных исследований трансмиссии с помощью моделирования и облегчает разработку различных стратегий оценки и управления трансмиссией. Следовательно, для решения проблемы, вызванной сложным процессом динамического анализа передачи, требуется эффективный и точный метод динамического анализа. Поскольку управление процессом переключения трансмиссии включает в себя управление сцеплением, а также общее управление сцеплением с помощью гидравлической системы, процесс переключения трансмиссии включает несколько энергетических полей.Что касается анализа динамики системы с несколькими энергетическими полями, теория графа связей, предложенная американским ученым Х. М. Пейнтером, применима к системе нелинейной динамической нагрузки с несколькими входами и выходами.

Обычная модель силовой передачи, ориентированная на управление, включает доминирующую динамику трансмиссии, которая характеризуется инерцией передач, передаточными числами и трением сцепления. Другими эффектами, такими как люфт и трение трансмиссии, податливость опор двигателя, сопротивление сцепления и динамика трения вязкой муфты, обычно пренебрегают.

В предыдущем исследовании [1] была принята модель прямонаправленного векторного управления для изучения изменения мощности в системах ветряных турбин с переменной скоростью, и в соответствии с требованиями механического управления скоростью были проведены исследования стратегии управления [2] и разработки надежного программного датчика для онлайн-оценки сопротивления статора [3]. Ranogajec и Deur [4] представили автоматизированный метод понижения порядка модели, в котором соответствующая модель графа связи была построена на основе общего примера десятиступенчатой ​​усовершенствованной системы трансмиссии, которая включала четыре планетарные шестерни и шесть сцеплений.В исследовании, проведенном Hu et al. В работе [5] о потоке мощности и эффективности передачи системы передачи ограничения между компонентами были проанализированы на основе характеристик энергосбережения и потока мощности системы. Динамика двухпланетарного механизма связи взвода и мощности была смоделирована и смоделирована с помощью метода графа связей. Например, динамическое моделирование двухпланетарной зубчатой ​​передачи было включено в исследование, проведенное Чжуншуаном и Вейке [6], в котором применялось увеличение для эффективного устранения дифференциальной причинно-следственной связи в модели векторного графа связей этого типа системы.В исследовании Lin et al. В [7] была построена модель графа связей коаксиального редуктора с двумя выходами и получен закон изменения внутренних переменных во времени. Сравнивались кривые отклика двух скоростей выходного вала при разных параметрах и анализировалось влияние каждого параметра на динамические характеристики системы. Стандартный процесс моделирования был предложен для моделирования планетарной коробки передач сложных транспортных средств на основе теории диаграмм связи, предложенной Ли и Вангом [8].Система коробки передач была разделена на три подсистемы: планетарная передача, сцепление и инерционный ротор. Соответствующая динамическая модель была построена и проанализирована на основе заданной выборочной модели. Графики связей и дифференциальные уравнения также использовались в процессе, принятом в модели, описанной Liang et al. [9]. Кроме того, было использовано программное обеспечение для моделирования на 20 симуляций, чтобы связать один привод и полные контуры графической модели редуктора RV для анализа моделирования. Однако при изучении управления коробкой передач и анализе усталости коробка передач обычно рассматривается как одномерная задача.Здесь нет необходимости использовать векторный граф связей, который может потреблять дополнительные вычислительные ресурсы при моделировании. Однако сложность динамического моделирования коробки передач возрастает экспоненциально с увеличением количества передач. Определение причинности связи власти в теории графа связей усложняет процесс моделирования системы. Из-за разных производителей существует несколько отличий в схематическом исполнении редуктора. Определение причинно-следственной связи для властных связей в теории графа связей также усложняет процесс моделирования этой системы.

Коробка передач представляет собой планетарную систему зубчатой ​​передачи и сцепления, которая может генерировать многоступенчатую выходную скорость с несколькими путями передачи мощности, включающими различное количество энергии. В данном исследовании в качестве объекта исследования была принята система трансмиссии с односторонним сцеплением для фрикционной муфты с двумя планетарными передачами. Чтобы обеспечить основу для улучшения базовой динамической модели, в этом исследовании был проведен систематический аналитический и имитационный анализ динамики сдвига.

В этой статье анализируются фундаментальная структура и принцип работы двухпланетарного редуктора, а метод графа связей используется для создания соответствующей модели комплекта полной передачи.Выводятся уравнения состояния системы трансмиссии, а временные кривые ключевых переменных, таких как скорость и крутящий момент, получаются при различных условиях нагрузки с помощью численных решений. Также обсуждается влияние различных режимов работы двигателя и включения сцепления на реакцию системы. Анализируется влияние основных факторов, таких как демпфирование системы, общая жесткость и момент инерции, на динамическую реакцию системы.

2. Принцип работы двухпланетарного редуктора

2.1. Структура и принцип работы

Трансмиссионные системы, включающие композитно-планетарные зубчатые передачи, широко используются в различных транспортных средствах. Из-за различий между средой применения и условиями работы конструкция и режим переключения цепи передачи различны. В настоящее время существует несколько открытых исследовательских данных по системе трансмиссии, в том числе конструкция планетарной дифференциальной трансмиссии с двойным входом, звездообразной конфигурации с фиксированным валом и регулируемой скоростью [10], осевой конфигурации промежуточной шестерни с двойной звездой [11], конфигурация колеса без сцепления с переменной скоростью [12] и конфигурация с переменной скоростью передачи сцепления-дифференциала [13].Трансмиссия в первую очередь представляет собой комбинацию зубчатой ​​передачи и сцепления с преимуществами и недостатками в ее практическом применении. При выборе правильной коробки передач для механической системы важно учитывать степень соответствия компоновки автомобиля в целом конструкции коробки передач, в том числе анализ рациональности режима работы коробки передач. Трансмиссия, исследуемая в этом исследовании, представляет собой систему трансмиссии с односторонним сцеплением для фрикционных муфт с двойным планетарным механизмом.На рис. 1 представлены объемный чертеж и принципиальная схема зубчатого ряда двухпланетарного редуктора.

Зубчатая передача состоит из двойной планетарной передачи, состоящей из солнечной шестерни, венца, водила и двух наборов планетарных шестерен. Муфта свободного хода установлена ​​между входной ступенью водила планетарной передачи и коробкой передач, а ее реактивный момент передается на блок двигателя, соединенный с рамой упругими опорами двигателя. Входной и выходной концы фрикционной муфты объединены с зубчатым венцом и водилом соответственно.Входной крутящий момент зубчатого ряда поступает в систему от солнечной шестерни, а выходной крутящий момент передается на выходной вал зубчатым венцом с помощью шлица. Масляная форсунка расположена на коробке передач для смазки зубчатой ​​передачи, а смазочное и гидравлическое масла фрикционной муфты вводятся из внутреннего контура смазочного масла выходного конца.

Регулируя гидравлическую систему, можно управлять включением и выключением фрикционной муфты, чтобы облегчить процесс переключения трансмиссии, что обеспечивает завершение согласования передачи мощности между источником мощности и трансмиссией при различных условиях работы.В условиях низкой скорости фрикционная муфта выключена, и водило вращается в обратном направлении; однако обгонная муфта воздействует на водило планетарной передачи, чтобы устранить это явление. Следовательно, скорость водила равна нулю на низшей передаче. В этот момент планетарная система передач эквивалентна системе передач с одной степенью свободы, закрепленной водилом. Когда системе необходимо переключиться с пониженной передачи на высшую, начинает работать гидравлическая система, включается фрикционная муфта, а обгонная муфта переходит в состояние свободного хода в процессе включения фрикционной муфты.При этом внутреннее кольцо свободно вращается, а внешнее кольцо закреплено на корпусе. После включения сцепления зубчатый венец и водило имеют одинаковую скорость, и в системе планетарной передачи нет относительного вращения. В этот момент вместо вращения все планетарные колеса совершают обороты. Кроме того, скорость выходного вала такая же, как скорость входного вала, и процесс переключения на более высокую передачу заканчивается.

2.2. Кинематический анализ двухпланетарной передачи

Для упрощения анализа солнечная и кольцевая шестерни с входным и выходным валами соответственно рассматриваются как отдельные части, и соответственно выполняется кинематический анализ двухпланетарной системы передач.Схематическая диаграмма взаимосвязи движения двухпланетарной зубчатой ​​передачи представлена ​​на рисунке 2. Кинематические уравнения можно вывести из рисунка 2 следующим образом.

В точке зацепления линейные скорости зубчатого венца R и планетарной шестерни P 2 равны; соответственно:

Аналогично для планетарной шестерни P 1 и солнечной шестерни S , а также планетарной шестерни P 1 и планетарной шестерни P 2 также выполняются следующие уравнения: где ω _{r 1} и ω _{s 1} обозначают относительные скорости зубчатого венца и солнечной шестерни соответственно вместе с их водилами.Основное характеристическое уравнение планетарной передачи с двойными планетарными передачами:

Анализируются различные режимы работы: на пониженной передаче система представляет собой зубчатую передачу с неподвижным валом, и уравнения ω _c  = 0 и ω _вых  =  ω _вх / β удовлетворены; на высокой передаче, поскольку между солнечной шестерней, зубчатым венцом и водилом нет относительного вращения, предполагается, что система эквивалентна твердому телу без относительного вращения, так что β  = 1, а выходная скорость ω _{на выходе} равно входной скорости ω _{на входе} .

3. Графическая модель двухпланетарного редуктора

3.1. Создание модели графа связей

Метод графа связей может комбинировать различные энергии в модели динамического анализа и не требует отдельного анализа различных энергетических систем, что делает процесс моделирования системы более компактным и плавным [14]. Графы связей применялись в нескольких областях, таких как механические системы [15, 16], обнаружение неисправностей [17, 18], передача энергии [19] и бионический дизайн [20].Двухпланетарный редуктор представляет собой одновходовую одновыходную систему, переключающую режим работы с помощью фрикционной муфты, включающую различные формы энергообмена и потока. Планетарные зубчатые передачи, также известные как планетарные зубчатые передачи, являются ключевыми элементами коробки передач. Из-за комбинации самопроизвольного вращения планетарной передачи и вращения по центру при вращении водила трудно моделировать планетарные зубчатые передачи. Однако метод графа связей обеспечивает реальный подход к моделированию планетарных зубчатых передач.

На основании анализа конструкции и принципа работы двухпланетарного редуктора для каждой абсолютной и относительной скорости в соответствующей модели графа связи устанавливается узел «1»; учитывая жесткость зацепления зубчатой ​​пары и жесткость вала при кручении, преобразователь «TF» и узел «0» добавляются между узлами «1» с отношением связи для представления емкостных элементов зацепления и жесткости при кручении. « C » устанавливается в соответствующем узле соединения равной силы «0.” Направление потока мощности указывается в соответствии с кинематическими отношениями между частями трансмиссии и внутренним путем передачи мощности. С учетом момента инерции каждого компонента инерционный элемент « I » и потенциальный источник « S _e » устанавливаются на узле «1» с абсолютной скоростью. Устанавливаются демпфирование вращения шестерен, муфты свободного хода и фрикционы, источник входного усилия « S _e » или источник потока « S _f », резистивный элемент « R ». на «1» узле.По причинно-следственной связи элементов достигается направление потока мощности системы. Модель графа связей полного порядка коробки передач построена, как показано на рисунке 3. Соответствующие значения каждого элемента в модели графа связей представлены в таблице 1. Компоненты Знаки

---

S _S , S 9019 E _E 9 Источники потока и усилий на входных и выходных валах, соответственно C _в , C C _{, C} , C C , C C P _P , C RP _RP Гибкость по сравнению с жесткостью входных валов, крутильная жесткость выходного вала, жесткость зацепления между солнечной и планетарной шестернями P 1, жесткость зацепления между p Lanetary Gear P 1 и планетарный шестерня P 2, и сетка жесткость между планетарной передач P 2 и кольцо Gear, соответственно I S 9019 I _{P 1} , I _{P 2} , I C C _{, I} , R _R , I , I _OUT Моменты инерции Sun Gear (включая входной вал) , планетарная передача P 1, планетарный шестерня P 2, перевозчик C , кольцо Gear R , и вывод вала, соответственно R S 9019, R _{P 1} , R _{P 2} , R R , R R R 9019, R R _B Rotatio n демпфирование солнечной шестерни, планетарной передачи P 1, планетарной шестерни P 2, зубчатого венца R , фрикционной муфты и муфты свободного хода соответственно TF ₁ , TF

0 2 TF ₃ Преобразователь, связанный с количеством зубьев зацепляющей шестерни и типом зацепления

---

Поскольку время изменения крутящего момента во время переключения односторонней муфты очень короткое. В процессе модель имитируется путем регулировки демпфирования вращения держателя.

3.2. Расчет параметров компонентов графика облигаций

3.2.1. Meshing Stiffness

Жесткость зубчатого зацепления зависит от многих факторов, таких как параметры зубчатого колеса, конструкция корпуса колеса, нормальная нагрузка, точность обработки и выбор материала. Как правило, жесткость сетки можно решить с помощью механики материалов, упругости и численных методов. Хотя технология моделирования методом конечных элементов часто применяется в нелинейном динамическом анализе, она требует компьютера для выполнения очень сложного процесса расчета, и процесс ее анализа неясен.Таким образом, жесткость сетки в этой модели графа связи рассчитывается с использованием метода механики материалов в отраслевом стандарте, а также метода определения жесткости сетки в текущем GB/T 3480.1-2019. Формула для сетки жесткости к _м выражена как Главная ć _Th , C _M , C _R , C _B и ε _α представляют теоретическую жесткость одной пары зубьев, теоретический поправочный коэффициент, коэффициент конструкции колеса, базовый коэффициент рейки и совпадение торцов соответственно.Жесткость при кручении может быть получена путем преобразования смещения точки зацепления вдоль линии зацепления в угловое смещение точки зацепления по окружности: , где r _b обозначает радиус базовой окружности. В теории графа связей величина, обратная емкостному элементу C , соответствует жесткости при кручении , а характеристическое уравнение выражается как где e, q и C обозначают крутящий момент, действующий на деталь, угловое смещение и гибкость, соответственно.

3.2.2. Момент инерции

Из-за детальной структуры деталей в конфигурации имеется несколько размерных параметров. Обычный метод математического расчета не может точно определить момент инерции деталей; следовательно, момент инерции деталей определяется непосредственно с помощью программного обеспечения конечных элементов. В теории графа связи элемент инерции I используется для моделирования момента инерции. Характеристическое уравнение выражается как где f, p, и I представляют скорость вращения детали, обобщенный импульс (интеграл крутящего момента по времени) и момент инерции шестерен и валов соответственно.

3.2.3. Демпфирование вращения

Коробка передач содержит несколько шестерен и валов; поэтому необходимо учитывать влияние демпфирования вращения шестерен и валов на систему. В теории графа связи демпфирование вращения может быть смоделировано резистивным элементом R , и его характеристическое уравнение выражается как

3.2.4. Жесткость при кручении

В сдвоенном планетарном редукторе первичный вал и солнечная шестерня выполнены на одной детали.Здесь жесткость на кручение входного вала и жесткость зацепления солнечной шестерни рассчитываются отдельно. Внутренний зубчатый венец соединяется с выходным валом через шлицы, при этом жесткость на кручение выходного вала и жесткость зацепления зубчатого венца необходимо рассчитывать отдельно. Согласно теории механики материалов жесткость вала при кручении выражается как где G, I _s , и l _s обозначают сдвигающий момент материала, модуль упругости материала инерция вала и длина кручения вала соответственно.

3.3. Модель крутящего момента фрикционной муфты

Для разработки модели крутящего момента фрикционной муфты принят метод, представленный в литературе [21], который был разработан для удовлетворения условий причинно-следственной связи и обеспечения того, чтобы направления фрикционного момента на активном (венценосном) и ведомый (несущий) концы муфты согласованы. Уравнение расчета крутящего момента выражается как

. В соответствии с формулой расчета формы крутящего момента форма графика связи узла «0», соединенного с элементом « R », принимается для пояснения уравнения (12), как показано на рисунке 3. .В процессе моделирования передача крутящего момента рассчитывается по скорости вращения и ускорению активной и ведомой сторон, в то время как передача крутящего момента управляется путем настройки значения K _f . В этой модели крутящего момента сцепление управляется значением K _f . Если K _f  = 0, это означает, что сцепление выключено. Когда сцепление включено, значение K _f должно быть постоянным.Когда разница скоростей между ведущей и ведомой сторонами находится в определенном диапазоне, момент фрикциона определяется внешним моментом T _s .

3.4. Крутящий момент муфты свободного хода Модель

Структурные характеристики муфты свободного хода ограничивают ее вращение в одном направлении, а сопротивление, возникающее при вращении в другом направлении, незначительно. В двухпланетарной коробке передач наружное кольцо муфты свободного хода соединено с корпусом, а внутреннее кольцо соединено с водилом C .Односторонняя муфта моделируется как нелинейная пружина с прерывистой жесткостью. Здесь математическая модель муфты свободного хода представляет собой модель разности угловых перемещений, а выражения крутящего момента τ _B для муфты свободного хода представлены следующим образом: где θ _c обозначает угловое смещение водила C . Поскольку предполагается, что корпус полностью закреплен, необходимо только определить состояние муфты свободного хода по угловому смещению.

4. Уравнения состояния системы

Поскольку система трансмиссии с двумя планетарными зубьями представляет собой планетарную зубчатую передачу, переменные усилия и переменные потока в модели графа связи соответствуют крутящему моменту и скорости вращения в системе. В соответствии с причинно-следственной связью элементов в модели графа связей получены инерционные и емкостные элементы в независимых состояниях, а соответствующие обобщенные импульс p и смещение q приняты в качестве переменных состояния.В системе механического вращения p представляет собой угловой момент, q обозначает угловое смещение, соответствующий потенциал e представляет собой крутящий момент, поток f представляет собой скорость вращения, а нижние индексы представляют различные части или соединения. . Переменные состояния системы выражаются как

Входная переменная:

В соответствии с причинно-следственной связью и направлением потока мощности в графе связи связь между переменными состояния системы может быть получена с использованием уравнений состояния:

Левая Часть уравнений представляет собой производную от обобщенного импульса p инерционного элемента и обобщенного смещения q емкостного элемента.Справа мы представляем реляционную формулу, полученную из направления потока мощности каждого ключа узла, где расположены инерционные и емкостные элементы, а также баланс между усилием и потоком. В соответствии с физическими величинами, представленными компонентами, и отношениями между портами каждого узла, уравнения системы в пространстве состояний модели графа связей полного порядка для системы трансмиссии с двойным планетарным зубчатым колесом могут быть получены как где A Матрица 11-го порядка, которая содержит все коэффициенты переменных состояния в правой части уравнения (15), а B представляет собой матрицу, содержащую коэффициенты входных переменных в правой части уравнения (15).

На пониженной передаче фрикционная муфта выключена, муфта свободного хода включена, водило и корпус не имеют относительного вращения. Затем удаляется узел «1», соответствующий водителю и связанным с ним компонентам в графе связей полного порядка, получается модель графа связей уменьшенного порядка для состояния пониженной передачи (рис. 4), а также переменные состояния и пространство состояний уравнения системы получаются на малой скорости.

Переменные состояния:

Уравнения состояния:

Аналогично, уравнения в пространстве состояний системы в состоянии высокой передачи могут быть получены в соответствии с физическими величинами, представленными компонентами, и взаимосвязью между портами каждого узла. .Здесь этот шаг повторяться не будет. В состоянии высокой передачи водило и зубчатый венец поддерживают одинаковую скорость вращения, планетарная шестерня P 1 и планетарная шестерня P 2 не вращаются, а входной и выходной валы можно рассматривать как фиксированное соединение.

5. Анализ системно-динамического моделирования

5.1. Динамическое моделирование системы

В таблице 1 показаны соответствующие отношения между компонентами на графике связи и переменными мощности в редукторе в соответствии с уравнениями состояния двухпланетарного редуктора, жесткостью при кручении, демпфированием вращения и моментом инерции, в модель графа связей вводятся другие параметры.Основные параметры двухпланетарного шестеренного поезда представлены в таблице 2.

9 Параметр 50378 Unit S S 108 — Н р 1 42 — Н р 2 38 — Н р 216 — м 1.75 мм мм I S кг м 2 I P 1 0,002 кг м 2 Я р 2 0,005 кг м 2 Я г 0,5 кг м 2 I с 0.4 кг м 2 I 4 кг м 2

Математическая модель на основе модели графика облигаций в MATLAB, а конкретные параметры, принятые при моделировании, представлены в таблице 3. Схема Simulink, основанная на графе связей, представлена ​​на рисунке 5, а для численного решения модели используется метод Рунге-Кутты.Кривая изменения солнечной шестерни, планетарной передачи, планетарной шестерни, скорости вращения водила и скорости вращения выходного вала получена во времени, как показано на рисунке 6. Подсистема Параметр Значение Unit

---

Двойной планетарный редуктор S _F 628 рад / с S _е 955/1423.5 Нм 280000 Нм / рад 20 Нм · с / рад 91 168

---

Валы К _в 55000 Нм / рад К _из 10000 Нм / рад

---

+ Фрикционная муфта К _F 100000 Нм·с/рад τ 0.1 S S

---

односторонний клатч K 285000 NM / RAD C _O 0,01 Нм·с/рад

---

.От начального до устойчивого состояния скорость вращения солнечной шестерни, планетарной шестерни, планетарной шестерни и выходного вала имеет тенденцию быть стабильной после различных периодов вибрации, которые отражают скорость вращения реакции системы. Существуют значительные различия в скорости вибрации различных частей. Между зубчатым венцом и коробкой передач имеется фиксированное соединение; следовательно, скорость вращения равна нулю. В стабильном состоянии пониженной передачи скорости солнечной шестерни, планетарной шестерни, планетарной шестерни и выходного вала составляют приблизительно 628, 1615, 1785 рад·с и 314 рад/с соответственно, а переключение на повышенную передачу начинается с 10 с. .Тенденция изменения кривой на Рисунке 6 показывает, что система завершает процесс переключения примерно через 2 с, и на кривой скорости компонентов во время процесса переключения отсутствуют значительные вибрации и выбросы. В процессе переключения на повышенную передачу скорости планетарной передачи и планетарной шестерни уменьшаются до нуля, а скорость вращения водила увеличивается до той же скорости, что и частота вращения выходного вала. В стабильном состоянии высокой передачи входной и выходной валы имеют одинаковую скорость вращения примерно 628 рад/с.Из приведенных выше результатов можно сделать вывод, что передаточные числа низшей и высшей передач равны 2 и 1 соответственно, а скорости вращения солнечной, планетарной, планетарной шестерни и зубчатого венца в состоянии низшей передачи удовлетворяют кинематическим условиям. Характеристическое уравнение двухпланетарной передачи. Основываясь на приведенном выше анализе, можно убедиться, что результат расчета модели графа связей согласуется с передаточным числом двухпланетарной коробки передач.

5.2. Влияние внешнего возбуждения на динамическую реакцию

5.2.1. Входная мощность

В системе трансмиссии двигатель обычно передает мощность на вход коробки передач через гидротрансформатор. В процессе переключения выходная мощность двигателя обычно регулируется в соответствии с процессом переключения коробки передач, чтобы обеспечить стабильность выходной мощности, а также плавность переключения. В процессе моделирования проектируются два типа схем переключения передач, схемы А и Б. Схема A гарантирует, что входная скорость и крутящий момент остаются неизменными перед переключением передач.По мере продвижения процесса переключения передач выходная мощность двигателя увеличивается, и выходная мощность двигателя достигает стабильного состояния после переключения передач. Схема B обеспечивает, чтобы входная скорость коробки передач оставалась неизменной перед переключением передач, регулирует входной крутящий момент, снижает выходную мощность двигателя до определенного значения, а затем запускает процесс переключения на повышенную передачу. В конце процесса повышения передачи выходной крутящий момент двигателя достигает стабильного значения. На рисунках 7(а) и 7(б) представлены кривые изменения входного крутящего момента и выходной скорости до и после переключения в режимах постоянной мощности (схема А) и переменной мощности (схема Б) соответственно.

На рис. 7 показано, что частота вращения выходных валов в двух режимах переключения стабильна и составляет приблизительно 314 рад/с и 628 рад/с после запуска и переключения на повышенную передачу соответственно. Изменение скорости вращения выходного вала является постоянным, а изменение мощности двигателя не влияет на правило изменения выходной скорости. Это связано с тем, что двигатель поддерживает постоянную скорость до и после переключения и регулирует исключительно выходной крутящий момент. Однако кривая входного крутящего момента существенно отличается.На схеме А выходной крутящий момент двигателя постепенно увеличивается с запуском процесса повышения передачи, который представляет собой нелинейный режим повышения передачи со значительными вибрациями. На схеме B выходная мощность двигателя начинает линейно уменьшаться перед переключением, а затем начинается процесс переключения на повышенную передачу после достижения заданной точки мощности. По мере увеличения скорости передачи выходная мощность двигателя, очевидно, увеличивается линейно. Следовательно, режим управления, аналогичный схеме А, может быть принят в условиях низких требований к изменению крутящего момента двигателя, что имеет низкие требования к конструкции системы управления.И наоборот, в случае высоких требований к изменению входного крутящего момента предлагается принять режим управления, аналогичный схеме B, поскольку он может более точно контролировать крутящий момент переключения.

5.2.2. Gear Shift Time

Сцепление обычно используется для разрыва компонентов или объединения двух компонентов в системе трансмиссии, так что кинематическая взаимосвязь зубчатой ​​передачи в трансмиссии изменяется. Это делается для регулировки передаточного числа и реализации процессов запуска, парковки и переключения передач.Время включения сцепления напрямую влияет на динамические характеристики всего автомобиля при трогании с места, парковке и переключении передач. Для двухпланетарной коробки передач изучено влияние времени переключения на повышенную передачу на выходную скорость трансмиссии. При условии сохранения остальных параметров неизменными определяются изменения частоты вращения выходного вала при временах переключения 0,5 с, 1 с и 2 с. Результаты моделирования представлены на рисунках 8 и 9.

На рисунке 8 показано, что вибрация скорости вращения достигает пикового значения в момент, когда сцепление завершает свое зацепление при продолжительности трех переключений.Таким образом, при длительности переключения 0,5 с, 1 с и 2 с пиковое значение флуктуаций вращения составляет 6,8%, 4,7% и 2,4% от устойчивой скорости соответственно. Рисунок 9 демонстрирует, что ускорение достигает максимального значения при переключении на более высокую передачу, а время переключения уменьшается с увеличением пикового ускорения. Это связано с изменением момента динамического трения на момент статического трения в процессе передачи крутящего момента сцепления. Первое в первую очередь связано с гидравлическим давлением сцепления, а второе полностью зависит от внешнего крутящего момента.На рисунках 8 и 9 видно, что с уменьшением времени переключения на повышенную передачу амплитуды колебаний выходной скорости и ускорения увеличиваются, в том числе и частота колебаний. Когда время переключения на более высокую передачу увеличивается, амплитуда и частота выходной скорости и вибрации при ускорении уменьшаются, а затем становятся стабильными, что в большей степени способствует стабильности системы. Однако чем больше время переключения на повышенную передачу, тем дольше процесс включения фрикционной муфты и тем больше тепла, выделяемого фрикционной пластиной, что приводит к большим потерям энергии и снижает эффективность трансмиссии системы.Следовательно, время переключения или плавность скорости нельзя рассматривать как единственный показатель, влияющий на схему переключения. Необходимо всесторонне рассмотреть влияние различных аспектов, а затем соответствующим образом скорректировать и оптимизировать стратегию переключения. Основываясь на приведенных выше результатах моделирования, можно выполнить более детальное моделирование. Таким образом, при длительности смены 0,47 с пиковое значение колебания скорости составляет примерно 692 рад/с с перерегулированием примерно 10,2%. При длительности смены 0.99 с, пиковое значение колебания скорости составляет примерно 661 рад/с с перерегулированием примерно 5,3%. По результатам моделирования при времени сдвига не менее 0,47 с перерегулирование составляет менее 10 %. При длительности сдвига не менее 0,99 с перерегулирование составляет менее 5 %.

5.3. Влияние внутреннего возбуждения на динамическую реакцию

Из динамической модели, основанной на графе связи, можно сделать вывод, что коэффициенты в дифференциальных и алгебраических уравнениях будут влиять на состояние движения каждой части, т.е.е., скорость вращения и крутящий момент в каждом узле. По физической значимости следует учитывать жесткость при кручении, демпфирование вращения и момент инерции шестерни и вала в системе. Метод управляющих переменных используется для анализа влияния определенного фактора на динамические характеристики двухпланетарной трансмиссии.

5.3.1. Влияние демпфирования

Внутреннее демпфирование системы можно изменить, добавив структуру демпфирующего кольца в систему редуктора, изменив материал внутренней конструкции и оптимизировав внутреннюю структуру шестерни, вала и корпуса.Если другие параметры модели остаются постоянными, демпфирование вращения системы регулируется в 0,5 или 2 раза от заданного значения. Проведено численное моделирование для получения временной кривой основных частей системы, а также кривых скорости вращения выходного вала; кроме того, планетарная шестерня показана на рисунках 10 и 11 соответственно.

На рисунках 10 и 11 показано, что в установившемся режиме скорость вращения выходного вала составляет приблизительно 314 рад/с и 628 рад/с на пониженной и высшей передачах соответственно.Кроме того, скорость вращения планетарной передачи составляет приблизительно 1785 рад/с в режиме пониженной передачи и уменьшается до нуля в состоянии высокой передачи, что соответствует функциональным требованиям коробки передач. После запуска и переключения на повышенную скорость вращения выходного вала и планетарной передачи достигают стабильного состояния после периода вибрации. С увеличением демпфирования вращения уменьшаются длительности колебаний для частот вращения выходного вала и планетарной передачи, удлиняется период колебаний и значительно уменьшается амплитуда колебаний.Когда демпфирование уменьшается, время, необходимое выходному валу и планетарным передачам для достижения устойчивого состояния, увеличивается, период вибрации сокращается, а амплитуда вибрации скорости вращения увеличивается. Следовательно, соответствующее увеличение демпфирования может сделать скорость вращения более стабильной; однако, если демпфирование чрезмерно велико, эффективность трансмиссии коробки передач снижается, что снижает срок службы и экономию топлива автомобиля. Практические методы смазки могут гарантировать, что внутреннее демпфирование системы остается в соответствующем диапазоне, чтобы гарантировать стабильность скорости компонентов коробки передач, включая стабильность системы.

5.3.2. Эффект жесткости

В зубчатой ​​передаче структура зубчатого венца, материал шестерни и наличие демпфирующего кольца — все это влияет на жесткость зацепления шестерни. Модификация профиля зубчатого колеса влияет на жесткость менее существенно, чем три других фактора. При условии, что остальные параметры в модели остаются постоянными, жесткость каждой части системы корректируется в 0,5 или 2 раза от заданного значения. Кривая скорости вращения основных частей системы во временной области получена путем численного моделирования.Кривые скорости вращения выходного вала и планетарной шестерни представлены на рисунках 12 и 13 соответственно.

На рисунках 12 и 13 показано, что после запуска и переключения на более высокую передачу скорости вращения выходного вала и планетарной шестерни достигают стабильного состояния после короткого периода вибрации. С увеличением внутреннего зацепления и жесткости системы на кручение период колебаний частот вращения выходного вала и планетарной шестерни увеличивается, скорость вращения быстрее выходит на устойчивое состояние, а амплитуда колебаний значительно снижается.Однако при уменьшении жесткости скорость вращения достигает стабильного состояния. С увеличением времени установления период колебаний сокращается, а амплитуда колебаний скорости увеличивается. Следовательно, можно наблюдать практичный и безопасный расчетный диапазон, когда редуктор может быстро реагировать и достигать стабильного состояния при внешнем возбуждении за счет повышения жесткости системы. Использование материалов с высоким модулем упругости, повышение прочности деталей за счет производственных процессов, сокращение длины вала, увеличение площади сечения вала, добавление ребер и увеличение толщины спиц и фланцев зубчатого колеса — все это может повысить жесткость системы.

5.3.3. Влияние момента инерции

При сохранении других параметров модели постоянными момент инерции основных частей системы регулируется в 0,5 или 2 раза от заданного значения. Путем численного моделирования получены временные кривые скорости вращения основных частей системы. Кривые скорости вращения выходного вала и планетарной шестерни представлены на рисунках 14 и 15 соответственно.

Из рис. 14 и 15 видно, что в процессах пуска и переключения на повышенную передачу по мере увеличения моментов инерции основных частей увеличиваются длительности колебаний частоты вращения выходного вала и планетарной шестерни, а также амплитуды эти колебания значительно усиливаются.Когда момент инерции уменьшается, время, необходимое для достижения установившегося режима скорости вращения выходного вала и планетарной шестерни, сокращается, а амплитуда вибрации скорости вращения уменьшается. Поэтому в определенном диапазоне воздействия прочность деталей должна обеспечиваться при использовании материалов низкой плотности. Для улучшения передаточных характеристик коробки передач конфигурация деталей должна быть оптимизирована для уменьшения момента инерции деталей.

Однако существует компромисс между уменьшением момента инерции деталей и увеличением жесткости системы.Хотя метод уменьшения массы может эффективно уменьшить момент инерции, он уменьшит общую жесткость системы. Из предыдущего раздела можно сделать вывод, что снижение общей жесткости не подходит для быстрой реакции и стабильной работы системы. Следовательно, необходимо провести всестороннюю оценку влияния различных факторов и разработать многопараметрический совместный план оптимизации на основе цели оптимизации.

6. Резюме и заключение

В этом исследовании для анализа взаимосвязи между мощностью двигателя и выходным крутящим моментом были выбраны два режима переключения передач, а схемы переключения были оценены для различных стратегий управления. Было исследовано влияние продолжительности смены на реакцию выходной скорости. Можно сделать вывод, что чем короче время переключения на повышенную передачу, тем выше амплитуды выходной скорости и ускорения, а также частота вибрации. Напротив, кривая скорости и ускорения имеет тенденцию быть стабильной, что в большей степени способствует стабильности системы.Результаты анализа дают указания и предложения по улучшению оптимальной конструкции и стратегии управления двухпланетарной коробкой передач для достижения наилучшего качества переключения передач. Когда перерегулирование не превышает 10%, продолжительность переключения должна быть равна или больше 0,47 с; когда перерегулирование не превышает 5%, требуется, чтобы продолжительность переключения была равна или превышала 0,99 с. Крутящий момент фрикционной муфты напрямую влияет на время включения, а коэффициент трения напрямую влияет на момент трения.Следовательно, изменение коэффициента трения значительно повлияет на вибрацию выходной скорости в процессе переключения. Следовательно, предполагается, что в процессе разработки стратегии управления коэффициент трения фрикционной пластины и конструкция системы смазки должны быть глубоко и тщательно проанализированы; кроме того, необходимо обеспечить баланс между ударным и скользящим износом, чтобы получить плавную кривую управления переключением передач. Влияние демпфирования, жесткости и момента инерции на динамическую характеристику коробки передач анализировали методом управляющих переменных.Данные моделирования и кривые показывают, что динамические характеристики редуктора можно оптимизировать за счет увеличения жесткости и демпфирования и уменьшения момента инерции деталей; однако существует взаимоисключающая связь между жесткостью и моментом инерции.

Список символов

::

S :	Sun Gear
P 1:	Planetary Gear
P 2:	Planetary Pinion
C :	Carrier
R :	Ring Gear
R S S :	Базовый круг радиус Sun Gear
R P 1 :	Базовый круг Радиус планетарного механизма
R 9 9 P 2 :	Базовый круг Радиус планетарного шестерня
R R : R :	Базовый круг радиус зубчатый венец
ω с :	Частота вращения солнечной шестерни
Ω P 1 P 1 P 1 :	Вращающиеся скорости планетарного механизма
Ω 9 : P 2 :	Вращающиеся скорости планетарного шестерня
Ω 9019 C :	Скорость вращения носителя
ω R R :	скорость вращения кольца Gear
β :	Характерный параметр планетарный шестеренный поезд
м :	Модуль
N S S :	Количество солнца зубчатых зубов
N P 1 :	Количество зубчатых зубчатых зубров
N p 2 :	Количество зубьев планетарной шестерни
N R :	Количество зубов кольца
I S 0:	момент инерции Sun Gear
I P 1 :	Момент инерции планетарной передачи
I P 2 :	момент инерции планетарного шестерня
I R :	Момент инерции Кольца
8	I C C :	Момент инерции Носителя
I :	Момент инерции на выходе
S F :	Входная скорость
S e :	Момент нагрузки
k 901 60 м м :	сетчатой ​​жесткости
ε ε :	:
:
:
:	Чертежную жесткость шестерни
:	Ротационное демпфирование Gear
K	K :	Криональная жесткость входных валов
K K :	Трешанность кручения вывода
τ 9019 A :	крутящий момент трения сцепления
k F F 9019 F :
τ :	постоянное время
τ :	:	Момент обгонной муфты
K o 90 120 :	Жесткость при кручении обгонной муфты
C o :	Демпфирование вращения обгонной муфты. Разное Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Copyright © 2013 - 2019 KS-MOTO +7 (911) 924 3 942 +7 (812) 924 3 942 г. Санкт-Петербург,