Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Зачем нужен планетарный редуктор

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

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

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

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

Преимущества планетарных устройств

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

И как вывод всего вышесказанного, основными преимуществами являются:

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

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

Описание и принцип работы:

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

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

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

Основные характеристики редукторов

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

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

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

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.

Планетарные редукторы в машиностроении

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

Ремонт редуктора своими руками

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

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

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

Советы по подбору планетарного редуктора

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

Выбор производиться в зависимости от:

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

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

Схема классического устройства выглядит следующим образом:

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

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

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

Основная часть конструкции состоит из следующих деталей:

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

Принцип действия рассчитывается следующим образом:

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

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

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

Виды планетарных редукторов

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

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

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

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

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

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

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

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

Применение

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

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

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

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

Наиболее важными параметрами выбора можно назвать следующие показатели:

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

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

Достоинства и недостатки

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

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

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

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

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

Обслуживание и ремонт

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

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

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

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

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

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

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

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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.

Содержание

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: соосность входящего и исходящего потока мощности (например, валов) даже на однорядной планетарной передаче; возможность выбора из шести передаточных отношений даже на простой трёхзвенной планетарной передаче; две степени свободы любой планетарной передачи; возможность получения больших передаточных отношений в условиях ограниченного поперечного габарита.

Типы планетарных редукторов и их применение [ 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.

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.

автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.18, диссертация на тему:Исследование влияния геометрии приближенного зацепления на КПД коаксиальной безводильной планетарной передачи ЭК

Библиография Красильников, Сергей Николаевич, диссертация по теме Теория механизмов и машин

1. Аврамов В.П., Александров Е.Е., Кононенко В.А. К вопросу расчета коэффициента полезного действия двухпоточного механизма передач и поворота гусеничной машины // Теория механизмов и машин Харьков: Вища школа, 1980. — вып.29. — С. 69 — 72.

2. Айрапетов Э.Л., Генкин М.Д. Статика планетарных передач. М.: Наука, 1976.- 263 с.

3. Айрапетов ЭЛ. Совершенствование расчета на прочность зубчатых передач. // Передачи и трансмиссии 1991- № 1. — С. 8-19.

4. Айрапетов Э.Л., Апархов В.И., Гольдфарб В.И. Пути снижения вибрации и шума зубчатых передач // Теория и практика зубчатых передач: Труды международной конф.- Ижевск, 1998 С.101-108.

5. Айрапетов Э.Л., Апархов В.И., Бедный И.А., Леонтьев М.Ю. Методы рационального проектирования крупногабаритных планетарных передач по критериям прочности и виброактивности // Передачи и трансмиссии-1999 №2 — С. 5-23.

6. Айрапетов ЭЛ., Апархов В.И., Бедный И.А., Леонтьев М.Ю. Расчетные исследования малонагруженных планетарных передач // Теория и практика зубчатых передач: Труды международной конф. Ижевск, Россия, 1996. -С.141-146.

7. Ан И-Кан. Геометрический расчет роторной гидромашины с некруглыми солнечными колесами и плавающими сателлитами // Вестник машиностроения. 2000 — № 9 — С. 22 — 24.

8. Антонов B.B. Планетарная зубчатая передача. A.c. № 815357, БИ №11, 1981.

9. Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчет. -3-е изд. М.: Машиностроение, 1972. — 284 с.

10. Апархов В.И. Влияние неравномерности нагрузки по сателлитам на возбуждение вибраций с зубцовыми частотами. // Конструирование и производство передач. Алма-Ата, 1974- С.21 — 28.

11. Арнаудов К.Б. Костадинов П.К., Дачев Н.С. и др. Экспериментальное исследование двухступенчатой планетарной передачи // Вестник машиностроения. 1984. -№ 12. — С.11-12.

12. Бакингем Э. Руководство по проектированию зубчатых передач. М.: Машгиз, 1948.-Ч. 1-3.

13. Бойко JI.C. Редукторы и вариаторы: Атлас конструкций. М.: Машиностроение, 1964.

14. Бордуков Ю.А. Планетарная передача. A.c. № 312096 СССР, кл F16H/48, опубл. БИ№ 36, 1969.

15. Бостан И.А. Создание высоконапряженных планетарно-прецессионных редукторов нового поколения // Передачи и трансмиссии. 1991. -№1-С.35-39.

16. Волков Д.П., Крайнев А.Ф. Планетарные, волновые и комбинированные передачи строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1968. -271с.

17. Волков Д.П., Крайнев А.Ф. Современные многопоточные передачи строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1972.-102 с.

18. Булгаков Э.Б., Васина JI.M. Эвольвентные зубчатые передачи в обобщающих параметрах: Справочник по геометрическому расчету. М.: Машиностроение, 1978 — 174 с.

19. Булгаков Э.Б. Соосные зубчатые передачи: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. -256 с.

20. Булгаков Э.Б. Теория эвольвентных зубчатых передач. М.: Машиностроение, 1995 — 320 с.

21. Гольдфарб В.И., Плеханов Ф.И., Плеханов Д.Ф. Геометрия внутреннего плоского квазиэвольвентного зацепления сателлита планетарной передачи // Проблемы совершенствования передач зацеплением: Сб. докл. научного семинара. Ижевск-Москва, 2000. — С.72 — 81.

22. Градский Н.И. Расчет силового взаимодействия колес в планетарно-цевочном зацеплении // Передачи и трансмиссии 1997 — №2- С.5-14.

23. Громыко П.Н., Стаценко A.A. Минимизация потерь мощности в контактирующих звеньях планетарной прецессионной передачи. // Вестник машиностроения. -2000. № 12.-С.19-23.

24. Гроховский Д.В. Особенности конструирования планетарного редуктора с двух венцовым сателлитом. // Вестник машиностроения. -2000. № 4. — С. 3 — 6.

25. Державец Ю.А. О распределении нагрузок среди сателлитов планетарной передачи. // Надежность и качество зубчатых передач. М.: НИИинформтяжмаш, 1967.-С. 138-145.

26. Ефимов И.Н., Ефимова М.М., Красильников С.Н., Волков А.И., Плеханов Ф.И. Зубчатая планетарная передача. Пат.№ 2145017, БИ №3, 2000 С.91.

27. Ефимов И.Н., Плеханов Ф.И., Красильников С.Н. Зубчатая планетарная передача. Пат.№2125194, БИ №2, 1999.- С.158.

28. Ефимова М.М. Геометрия и основные эксплуатационные показатели коаксиальной планетарной передачи ЗК с внутренним зацеплением типа эвольвента-прямая: Автореф. дис. канд. тех. наук Ижевск, 2000. -16 с.

29. Заблонский К.И., Горобец И.П. Планетарные передачи. Вопросы конструирования. Киев: Техника, 1972. — 146 с.

30. Заблонский К.И. Зубчатые передачи, Распределение нагрузок в зацеплении-Киев: Техника, 1977-208с.

31. Заблонский К.И., Шустер А.Е. Встроенные редукторы. Киев: Техника, 1969. — 176 с.

32. Запорожец О.Л., Кондратов Ю.Д. и др. Экспериментальное исследование планетарных редукторов. // Вестник машиностроения. 1976 — №3.- С. 5762.

33. Зубчатые и червячные передачи. Некоторые вопросы кинематики, динамики, расчета и производства. / Под ред. Н.И. Колчина. — Л.: Машиностроение, 1974. 352 с.

34. Кирдяшев Ю.Н., Иванов А.Н. Проектирование сложных планетарных механизмов Л.: Машиностроение, 1973.- 3 52с.

35. Киреев С.О., Ковалев В.Н., Степанов В.П. Методика структурного синтеза планетарного цевочного редуктора. // Станки и инструмент. -1990. № 7-С. 18-20.

36. Колчин Н.И. Новый тип планетарных редукторов прямого хода с большим передаточным числом и высоким КПД. // Сб. докл. науч. техн. секции в Ленинграде. ЛОНИТОМАШ, 1948. — кн. 6.

37. Котоломов И.Ю. Вопросы проектирования нетрадиционных планетарных передач с большим передаточным отношением // Социально-экономические проблемы развития региона: Труды региональной научно-практ. конф- Чайковский, 2000. С. 145-147.

38. Крайнев А.Ф. Идеология конструирования. Зубчатые редукторы. // Справочник. Инженерный журнал. 1999. — № 4. — С. 18 — 25.

39. Красильников С.Н., Ефимова М.М., Клементьев С.М. ., Масалкин А.Н., Коврижных А.И. Зубчатая планетарная передача. Пат.№ 2159881, БИ № 33, 2000.-С.143.

40. Красильников С.Н. Метод определение я потерь мощности на трение в нетрадиционной планетарной передаче // Социально-экономические проблемы развития региона: Труды региональной научно-практ. конф-Чайковский, 2000. С. 148-152.

41. Красильников С.Н. Основы проектирования реечного инструмента для нарезания неэвольвентных колес // Социально-экономические проблемы развития региона: Труды региональной научно-практ. конф Чайковский, 2000.-С. 152-153.

42. Красильников С.Н., Пономарев В.М., Сергеев А.И., Красильникова О.В. Опытное определение КПД нетрадиционной планетарной передачи типа ЗК // Преподаватели ИжГТУ производству: Сб. науч. тр. — Ижевск, 1998. -С.44-46.

43. Красненьков В.И., Ващец А.Д. Проектирование планетарных механизмов транспортных машин. М.: Машиностроение, 1986 -272 с.

44. Крейнес М.А. Коэффициент полезного действия и передаточное отношение зубчатого механизма. // Труды семинара по ТММ. АН СССР, 1947.-вып. 1.

45. Крейнес М.А., Розовский М.С. Зубчатые механизмы. Выбор оптимальных схем. 2-е изд. — М.: Наука, 1972.- 428 с.

46. Кристи М.К., Красиеньков В.И. Новые механизмы трансмиссий. М.: Машиностроение, 1967-216 с.

47. Крюков А.Д. Планетарные передачи транспортных машин. М.-Л.: Машгиз, 1950.

48. Кудрявцев В.Н. Зубчатые передачи.- М.-Л.: Машгиз, 1957. -263 с.

49. Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. 2-е изд., перераб. и доп.- Л.: Машиностроение, 1966.

50. Кудрявцев В.Н., Державец Ю.А., Глухарев Е.Г. Конструкции и расчет зубчатых редукторов: Справочное пособие. Л.: Машиностроение, 1971328 с.

51. Кудрявцев В.Н. Оценка методов расчета методов зубчатых передач.// Вестник машиностроения. -1972 №2 — С. 7 — 12.

52. Лазарев В.И. Экспериментальное определение коэффициента трения в зацеплениях планетарных передач ЗК. // Механические передачи: Сб. статей. Удмуртия, 1967.

53. Машины и стенды для испытания деталей. / Под ред. Д.Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1979. — 343 с.

54. Планетарные передачи: Справочник. / Под ред. В.Н.Кудрявцева и Ю.Н.Кирдяшева. Л.: Машиностроение, 1977.

55. Плеханов Д.Ф. Исследование геометрии и основных показателей качества нетрадиционной планетарной передачи ЗК с зацеплением типа эвольвента-эпитрохоида: Афтореф. дис. канд. техн. наук. Ижевск, 1999. -16 с.

56. Плеханов Д.Ф., Красильников С.Н., Гордеев И.Г. Особенности безводильной планетарной передачи ЗК с поочередным зацеплениемсателлитов // Совершенствование процессов механической обработки материалов: Сб. науч. трудов. Ижевск,. 1998 — С. 93 — 95.

57. Плеханов Д.Ф. Рациональные конструкции планетарных механизмов без водила // Техника машиностроения. 1998. — № 4. -С. 113-114.

58. Плеханов Ф.И. Безводильная планетарная передача. A.c. № 1075037, БИ №7, 1984.

59. Плеханов Ф.И., Галкин Н.И., Юкляев В.Г., Коноплев В.Д., Шолгин В.Р. Безводильная планетарная передача. A.c. №1295091, БИ № 9, 1987.

60. Плеханов Ф.И., Ефимов И.Н., Ефимова М.М.,Клементьев С.М., Казанцев A.C., Котоломов И.Ю. Комбинированная планетарная передача. Пат. № 2169868, БИ№18, 2001.-С. 63.

61. Плеханов Ф.И., Ефимова М.М. Принцип проектирования безводильных планетарных передач // Преподаватели ИжГТУ производству: Сб. научн. тр. — Ижевск, 1998.- С.49 — 50.

62. Плеханов Ф.И. Нетрадиционные безводильные передачи перспективное направление приводной техники / / Приводная техника. — 1998 — №2 — С. 17 -20.

63. Плеханов Ф.И. Неравномерность распределения нагрузки и напряжений изгиба по длине зуба сателлита. // Известия ВУЗов. Машиностроение. -1995.-№1-3. -С. 5- 10.

64. Плеханов Ф.И. Принципы конструирования нетрадиционных планетарных передач с большими передаточными отношениями // Труды международного конгр. информации. Ижевск, 1995. — С.210.

65. Плеханов Ф.И. Синтез приближенного внутреннего зацепления безводильной планетарной передачи // Вестник машиностроения 1988-№2 — С. 14-17

66. Плеханов Ф.И. Теоретические основы проектирования и принципы конструирования нетрадиционных планетарных передач типа ЗК: Авторефер. дис. док. техн. наук-Ижевск, 1996 34 с.

67. Поздеев A.C. Планетарная передача. A.c. № 706622, БИ №48, 1979.

68. Порядков В.И. Проектирование малошумных механизмов. М.: Машиностроение, 1991.

69. Прочность и надежность механического привода. / Под ред. В.Н.Кудрявцева и Ю.А.Державца. Л.: Машиностроение, 1977. — 240 с.

70. Редукторы и мотор-редукторы общемашиностроительного применения: Справочник / Л.С.Бойко, А.З.Высоцкий, Э.Н.Галиченко и др.- М.: Машиностроение, 1984 217 с.

71. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1989.- 496 с.

72. Решетов Л.Н. Конструирование рациональных механизмов. М.: Машиностроение, 1972. — 208 с.

73. Решетов Л.Н. Расчет планетарных механизмов. М.: Машгиз, 1972. -256 с.

74. Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. М.: Машиностроение, 1979. -334 с.

75. Решетов JI.H. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. M.: Машиностроение, 1991. -283 с.

76. Руденко В.Н. Планетарные и волновые передачи: Альбом конструкций-М.: Машиностроение, 1980 148с.

77. Руденко Н.Ф. Планетарные передачи. Теория, применение, расчет и проектирование. -3-е изд., испр. и доп. М.: Машгиз, 1947 — 756 с.

78. Русанова В.И. Исследование планетарных передач типа ЗК с одновенцовыми сателлитами с целью повышения нагрузочной способности и КПД: Автореф. дис. канд. техн. наук.-Пермь, 1970.-22 с.

79. Ряховский O.A., Блинов Д.С., Плешаков Ю.Д., Соколов П.А. Скорость скольжения в точке сопряжения винта и ролика в планетарной ролико-винтовой передаче // Вестник машиностроения. -2000. № 8. — С.8 -10.

80. Сигов И.В. Планетарные редукторы. Киев: Техника, 1964. — 172 с.

81. Соловьев А.И. Коэффициент полезного действия механизмов и машин. -М.: Машиностроение, 1966 180 с.

82. Соловьев А.И. Исследование потерь на трение и КПД механизмов. -Таганрог, 1958.

83. Сызранцев В.Н.Измерение напряжений в основании зубьев колес при циклическом нагружении с использованием датчиков деформации интегрального типа // Передачи и трансмиссии-1991- № 1- С.46 48.

84. Сызранцев В.Н. Исследование контактной и изгибной прочности цилиндрических передач с арочными зубьями с двухточечным контактом. // Передачи и трансмиссии. 1997 — № 1- С. 17-29.

85. Сызранцев В.Н. Новые средства и методы экспериментального исследования зубчатых передач и элементов машин // Техника машиностроения. -1998. -№ 1. С. 40-45.

86. Ткаченко В.А. Проектирование многосателлитных передач. Харьков: ХГУ, 1961.-182 с.

87. Филипенков А.Л. Исследование деформированного и напряженного состояний при расчете зубчатых колес планетарных передач // Зубчатые и червячные передачи. Л.: Машиностроение, 1974. — С. 159 -171.

88. Цитович И.С., Альгин В.Б., Грицкевич В.В. Анализ и синтез планетарных коробок передач автомобилей и тракторов. Минск: Наука и техника, 1987.- 224 с.

89. Цитович И.С., Митин Б.Е.,Дзюнь В.А. Надежность трансмиссий автомобилей и тракторов. Минск: Наука и техника, 1985.

90. Шабанов К.Д. Двухпоточные передачи транспортных машин. М.:

91. Машиностроение, 1962 127 с.

92. Шабанов К.Д. Замкнутые дифференциальные передачи транспортных машин. -М.: Машиностроение, 1972 160 с.

93. Шаткус Д.И. О рациональных конструкциях планетарных механизмов. // Вестник машиностроения 1967 — № 11- С. 25 — 26.

94. Шоломов Н.М. Напряженное состояние центрального колеса внутреннего зацепления с тонким ободом // Вестник машиностроения. 1980. — № 4. -С.15-18.

95. Шоломов Н.М. Определение напряжений в основании зубьев колес с тонким ободом // Вестник машиностроения. 1984. — № 4. — С.9 -12.

96. Янченко Т.А. Исследование планетарных передач типа 2К-Н с двумя внутренними зацеплениями одновенцового сателлита: Автореф. дис. канд. техн. наук-Пермь, 1970-25с.

97. Ястребов В.М., Поздеев A.C. Исследование планетарного редуктора ЗК с одновенцовыми сателлитами // Зубчатые и червячные передачи- Л.: Машиностроение, 1974.-С.330 332.

98. Ястребов В.М., Лазарев В.И. Планетарные передачи ЗК с одновенцовым сателлитом. //Вестникмашиностроения-1965.-№12.

99. Ястребов В.М., Русанова В.И. Результаты испытаний двухсателлитной планетарной передачи с одним наружным и двумя внутренними зацеплениями. // Проектирование и производство механических передач. -Ижевск: Удмуртия, 1965.

100. Ястребов В.М., Плеханов Ф.И. Планетарная передача. A.c. № 523216, Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки №28, 1976.

101. Arnaudow К. Dipl. Ing. Sofia. Uber einige Grundlagen des Last ausgleiches bei Planetengetriben.- Maschinenbau Technik. 1963.- №12, H8.- S.58 — 62.

Особенности планетарного редуктора

Планетарный редуктор является одной из разновидностей редукторных систем построенных, в основе которых лежит механика. Приставка «планетарный» этот тип редукторов получил за счёт особой формы передачи, которая является основой движущей конструкции и отвечает за преобразование крутящего момента. Эта передача имеет планетарную конструкцию, которая обладает рядом особенностей и преимуществ.

Редуктор с планетарной механической частью обладает конструкцией с зубчатым мотором и передачей. Такие редукторы производятся с различными моделями двигателей, к примеру моторами с асинхронным типом работы, моторами постоянного тока или же взрывоопасного выполнения. Тип двигателя зависит от условий, в которых будет эксплуатироваться редуктор, а также от задач, которые он будет выполнять на производстве.

Конструкция редуктора называется планетарной по причине своего сходства с работой Солнечной системы. Как планеты крутятся вокруг Солнца, так и зубчатые колёса крутятся по геометрической оси. Эти зубчатые колёса, которые контактируют с сателлитами, взаимодействуют со звеном передачи, которое называется водило. За это водило цепляют оси сателлитов.

Планетарная форма передачи предусматривает наличие в конструкции неподвижного элемента, роль которого играет центральное колесо. Для максимальной продуктивной работы в таких двигателях используются зубчатые передачи, которые предусматривают плотное сцепление вращающихся элементов. Такие зубчатые передачи играют роль трансформаторов энергии, доставляя её от двигателя, непосредственно до рабочей части аппарата. По этому показателю этот тип редукторов занимает ведущие места. Однако следует быть осторожным, ведь механизмы с крайне высокими передаточными показателями зачастую имеют меньшие рабочие показатели, тем самым обладают меньшим КПД.

Стоит отметить одно из главных преимуществ планетарных редукторов – компактность устройства. Такие редукторы сохраняют высокий КПД при небольших размерах благодаря правильному распределению нагрузки. Его конструкция предусматривает рациональное распределение большой нагрузки на несколько сателлитов одновременно.

Планетарный редуктор Москва используется на множестве предприятий. Благодаря своим высоким показателям продуктивности, компактному размеру и доступной цене они снискали популярность у многих производств.

Редуктор планетарный одноступенчатый


Конструкции и расчет редукторов

Планетарные одноступенчатые редукторы, выполняемые по схеме 2K-h, могут обеспечить при достаточной жесткости конструкции передаточное число до 8, а при двухвенцовом сателлите — до 18.

При малых и средних окружных скоростях в зацеплении зубчатые передачи устанавливаются на подшипниках качения, при высоких скоростях на подшипниках скольжения. В большинстве своем выполняются в горизонтальном исполнении.

Редуктор планетарный одноступенчатый

На листе 107 представлен одноступенчатый редуктор на подшипниках качения с передаточным числом и=7.5 с радиусом водила 180 мм. Быстроходный вал откован вместе с центральной шестерней и опирается на два однорядных шариковых подшипника, установленных в щеках водила. От осевого смещения подшипники и через них быстроходный вал удерживаются торцевой планкой, закрепленной болтами к торцевой поверхности водила со стороны быстроходного вала. Опорами сателлитов служат два однорядных роликовых подшипника с короткими цилиндрическими роликами. От осевого смещения наружные кольца подшипников удерживаются пружинными кольцами, установленными в канавки расточки водила. Внутренние кольца подшипников упираются в торцевые шайбы и закрепляются болтами в торцах валов сателлитов.

Опорами водила служат два однорядных шариковых подшипника, установленных в крышке и корпусе редуктора. Тихоходный вал запрессован в отверстие щеки водила и на конце имеет шлицы. Смазывание заливное. Для отвода теплого воздуха из внутренней полости редуктора на верхней части корпуса установлен вентиляционный колпак. Верхний и нижний уровень масла контролируется жезловым маслоуказателем.

Редуктор планетарный одноступенчатый с двухвенцовым сателлитом

Одноступенчатый планетарный редуктор с двухвенцовыми сателлитами (лист 108), выполняемый по схеме 2K-h, может обеспечить передаточное число до 18, а при использовании редуктора в кинематических схемах при кратковременном режиме работы — до 30.

Установка и крепление подшипников такая же, как и в ранее рассмотренном одноступенчатом редукторе. Центральная шестерня входит в зацепление с сателлитом, насаженным с натягами прессовой посадки на удлиненную часть второго венца сателлита. Сателлиты через вал опираются на два сферических бочкообразных роликовых подшипника, установленных в отверстиях водила. Наружные кольца подшипников от осевого перемещения закрепляются специальной шайбой с буртом, которая крепится болтами к торцевой поверхности водила. Между шайбой и торцевой поверхностью необходимо предусматривать зазор 0,5—1 мм во избежание пережатия подшипников. Второй сателлит входит в зацепление с неподвижным центральным колесом с внутренними зубьями, отталкивается от него и передает движение водилу, а от водила на тихоходный вал. Опорами водила служат два однорядных роликовых конических подшипника. Осевой зазор в подшипниках регулируется жестяными прокладками, установленными между торцевой поверхностью корпуса и крышки. Корпус и крышка сварные. Смазывание зацепления происходит окунанием в масло, залитое в картер редуктора, а подшипники смазываются разбрызгиванием.

Редуктор планетарный одноступенчатый усиленной конструкции

Планетарный одноступенчатый редуктор, предназначенный для непрерывной продолжительной работы, показан на листе 109. Вал центральной шестерни опирается на два однорядных конических роликовых подшипника. Регулировка осевого зазора осуществляется жестяными прокладками, установленными между торцевой частью водила и специальной шайбой, закрепляются болтами, головки болтов перевязываются проволокой. Сателлиты через валы опираются на два двухрядных сферических роликоподшипника.

Водило опирается на два крупногабаритных двухрядных роликовых конических подшипника. Центральное колесо с внутренним зацеплением через болтовое соединение объединено с корпусными деталями.

Водило сборной конструкции, состоящее из двух частей, соединенных между собой болтами, которые центрируют их по посадке с допусками Н7/к6, что обеспечивает точность при расточке отверстий под подшипники сателлитов и центральной шестерни.

Внутренние кольца подшипников зажимаются от осевого смещения широкими гайками. Гайки стопорятся планкой, установленной на лыске цилиндрической части водила и крепятся болтами к гайке (вид Б и разрез В-В на листе 109). Центральная шестерня и сателлиты проходят цементацию, закалку и шлифовку зубьев.

Центральное колесо изготовляется из легированной конструкционной стали и проходит общую термическую обработку до твердости 280…32Р НВ. Корпус редуктора сварной, жесткость его усилена ребрами.

Смазывание зацепления и двухрядных конических подшипников централизованное от специальной смазочной станции, которая обеспечивает фильтрацию и охлаждение масла. Учитывая непрерывную работу, на верхней части корпуса редуктора установлены два вентиляционных колпака для отвода теплого воздуха и паров масла из редуктора.

Со стороны конца быстроходного вала установлено лабиринтное уплотнение, а со стороны тихоходного — двойное манжетное.

Редуктор планетарный с двумя внутренними зацеплениями, выполнены по схеме 2K-h

Схема и конструкция планетарного редуктора с двумя внутренними зацеплениями представлены на листе 110. Особенность этой схемы заключается в том, что число зубьев центральных колес может отличаться на один, два, три и более от числа зубьев сателлитных шестерен. При таком соотношении чисел зубьев меньше потерь мощности в зацеплении. Передаточные числа при неподвижном колесе, выраженные через число зубьев центральных колес и сателлитов, могут быть определены по формуле

Наименьшее передаточное число рекомендуется принимать не ниже 30. Ведущий вал в месте установки подшипников с короткими цилиндрическими роликами под блок сателлитов имеет эксцентрик. За каждый оборот эксцентрикового вала сателлит обегает закрепленное центральное колесо с внутренним зацеплением в одном направлении и при наличии разницы в числе зубьев совершает поворот на определенный угол в направлении, обратном вращению эксцентрикового вала, вторая сателлитная шестерня поворачивает подвижное центральное колесо. Подвижное центральное колесо жестко связано с тихоходным валом и передает ему движение.

В данном редукторе имеет место односторонний контакт зубьев сателлитных шестерен с центральными колесами. Поэтому при проектировании таких редукторов необходимо обеспечить достаточную жесткость валов и высокую статическую грузоподъемность подшипников качения, предназначенных для установки блока сателлитов.

Односторонняя конструкция эксцентрика уравновешивается грузом в виде сектора, установленного на быстроходном валу. Необходимо обращать внимание на то, чтобы уравновешивающий груз при вращении не купался в масле, так как при высоких оборотах может происходить нагрев масла из-за ударов сектора о масло, что приведет к повышению температуры всего редуктора.

На листе 110 показана установка специального лотка в масляной ванне, где при вращении проходит сектор. Стенки лотка сделаны выше уровня масла в ванне.

Редукторы с двумя внутренними зацеплениями просты в изготовлении, но КПД их значительно ниже. При высоких числах оборотов эти редукторы работают неустойчиво, с вибрацией и стуками. Поэтому можно их использовать для передачи мощности не свыше 5…10 кВт при кратковременной работе с ПВ = 10 % и ПВ = = 15 % при частоте вращения до 1000 мин-1.

Смотрите также

Планетарный редуктор, устройство и принцип работы, кинематическая схема одноступенчатого и двухступенчатого, расчет и ремонт своими руками

Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.Обращаться на почту [email protected]

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

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

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

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

Назначение и конструкция редуктора

Служит редуктор для обеспечения понижения передачи и при этом повышения силы крутящего момента. Для обеспечения работы этого механизма вращающийся вал присоединяется к его ведомому элементу.

Это устройство в классическом исполнении состоит из червячных или зубчатых пар, центрирующих подшипников, различных уплотнений, сальников и т.д. Примером планетарного редуктора является шариковый подшипник.  Корпус устройства сложен из двух элементов:

Смазка всех составных элементов этого устройства производится путем разбрызгивания масла, но в некоторых особенных устройствах это осуществляется при помощи масляного насоса в принудительном порядке.

Принцип работы

То, как будет функционировать этот агрегат зависит от кинематической схемы привода. Так подводку вращательного движения можно осуществлять к любому элементу этой системы, а снятие производить с какого-либо из оставшихся. Передаточное число зависит от того, согласно какой схемы организована подводка и съем вращательного движения.

Понимание того, как работает подобный редуктор, позволяет оценить сложность ремонта и восстановления.

Разновидности планетарных редукторов

В зависимости от количества ступеней, которые они имеют планетарные редукторы подразделяют на:

  • одноступенчатые;
  • многоступенчатые.

Одноступенчатые более простые и при этом компактнее, меньше по размерам в сравнении с многоступенчатыми, обеспечивают более широкие возможности по передаче крутящего момента, достижения разных передаточных чисел. Обладающие несколькими ступенями являются достаточно громоздкими механизмами, при этом диапазон передаточных чисел, которые ими могут быть обеспечены, существенно меньше.

В зависимости от сложности конструкции они могут быть:

  • простыми;
  • дифференциальными.

Кроме этого, планетарные редукторы в зависимости от формы корпуса, используемых элементов и внутренней конструкции могут быть:

  • коническими;
  • волновыми;
  • глобоидными;
  • червячными;
  • цилиндрическими.

Через них может передаваться движение между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися валами.

Характеристики основных разновидностей этого устройства

Цилиндрические

Самые распространенные. Коэффициент полезного действия этих устройств достигает 95%. Они могут обеспечивать передачу достаточно больших мощностей. Передача движения осуществляется между параллельными и соосными валами. Они могут оснащаться прямозубными, косозубными и шевронными зубчатыми колесами. Коэффициент передачи может колебаться в пределах от 1,5 до 600.

Конические

Такое название они носят потому, что в них используются шестеренки, которые имеют коническую форму. Это обеспечивает плавность сцепки и способность выдерживать достаточно большие нагрузки. Могу иметь одну, две и три ступени. Валы в этой разновидности редукторов могут располагаться как горизонтально, так и вертикально.

Волновые

Они представляют собой конструкцию с гибким промежуточным числом. Состоят они из генератора волн, эксцентрика или кулачка, который обеспечивает растяжение гибкого колеса до достижения его контакта с неподвижным. При этом гибкое колесо имеет наружные зубья, а неподвижное — внутренние.

К достоинствам такого типа редукторов относится:

  • плавность хода;
  • высокое передаточное число;
  • возможность передачи движения через герметичные и сплошные стенки.

Они могут быть одно- и многоступенчатыми. Высокоскоростные оснащены подшипниками скольжения, а низкоскоростные — подшипниками качения.

Достоинства планетарных редукторов

  • Небольшой вес;
  • Широкий диапазон передаточных чисел;
  • Относительная компактность;
  • Собрать и починить такое устройство можно своими руками.

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.

Делаем планетарный редуктор своими руками

Первым делом производится проектирование будущей конструкции в зависимости от конструктивных особенностей изделия и задач, которые планируется решать с его использованием. При этом производится расчет таких параметров как передаточное число, расположение валов, количество ступеней и т.д.

Далее производится определение межосевого расстояния. Этот показатель очень важен, так как указывает на способность передавать крутящий момент. Температура внутри устройства во время его работы не должна быть выше, чем 80 градусов по Цельсию.

При конструировании планетарного редуктора производится также расчет:

  • числа передаточных ступеней;
  • количества сателлитных шестеренок и зубьев на них;
  • толщины шестеренок;
  • размещения осей в будущем механизме.

Кроме этого, осуществляется подбор шестеренок, которые выполнены из подходящего материала, расчет сил, которые будут присутствовать при функционировании механизма и проверочный расчет.

Не имея специального оборудования и условий, изготовить составные части этого устройства в условиях домашней мастерской не получится. Планетарный редуктор можно собрать из подобранных частей, которые без труда можно приобрести в торговой сети или на разборке.

Сборка также является делом достаточно непростым, для достижения успеха в этом деле необходимо иметь практический опыт ремонта подобных механизмов, их сборки и разборки, обладать теоретическими познаниями в механике, прочими знаниями и навыками.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Планетарные редукторы.

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

Кинематические схемы планетарных редукторов.

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

Одноступенчатый планетарный редуктор.

Рис.1

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 1.

Рис.2

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 2.

Рис.3

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются в одну сторону.

Двухступенчатый планетарный редуктор. Схема 3.

Рис. 4

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются при D5D3 — в противоположные стороны.

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

Двухступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

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

Рис. 5

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются при D3D2 — в противоположные стороны.

Одноступенчатый планетарный редуктор с кривошипом.

Рис. 6

Валы расположены параллельно установочной плоскости корпуса.

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

Передаточное число 

Ведущий и ведомый валы вращаются в разные стороны.

Кинематическая схема волнового редуктора.

 На рис. 7 дана схема волнового зубчатого редуктора.

Рис. 7

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

Передаточное число 

Чертежи и устройство планетарных редукторов.

Планетарный редуктор

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

Схема классического устройства выглядит следующим образом:

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

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

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

Основная часть конструкции состоит из следующих деталей:

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

Принцип действия рассчитывается следующим образом:

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

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

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

Виды планетарных редукторов

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

  1. Одноступенчатые.
  2. Многоступенчатые.

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

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

  1. Простые.
  2. Дифференциальные.

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

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

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

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

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

Применение

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

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

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

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

Наиболее важными параметрами выбора можно назвать следующие показатели:

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

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

Достоинства и недостатки

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

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

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

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

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

Обслуживание и ремонт

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

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

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

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

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

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

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

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Конструкции и расчет редукторов

Планетарные одноступенчатые редукторы типа Пз горизонтального исполнения общего назначения предназначены для изменения крутящего момента от 125 до 31500 Н·м с передаточными числами от 6,3 до 12,5.

На листе 90 показано конструктивное исполнение планетарного редуктора с радиусом водила r = 100 мм.

Таблица 153

Классификация планетарных одноступенчатых передач

Продолжение табл. 153

Таблица 154

Классификация планетарных двухступенчатых редукторов

Продолжение табл. 154

Таблица. 155

Классификация планетарных многоступенчатых передач

Продолжение табл. 155

В чугунном неразъемном корпусе установлена одна планетарная передача, выполненная по схеме 2К-h

Быстроходный вал опирается на два подшипника качения. Со стороны конца быстроходного вала установлен однорядный роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами. Наружное кольцо шарикового подшипника от осевого смещения закреплено пружинным кольцом, установленным в канавку корпуса. Торцевая поверхность наружного кольца цилиндрического подшипника упирается в крышку. Такая установка подшипников обеспечивает неподвижность в осевом направлении быстроходному валу. Быстроходный вал через зубчатую муфту соединяется с центральной шестерней.

На концах быстроходного вала и центральной шестерни выполнены зубья с внешним зацеплением, которые соединяются между собой обоймой с внутренними зубьями. От осевого смещения как обойма муфты, так и центральная шестерня фиксируются пружинными кольцами, установленными в канавках зубчатого зацепления соединительной муфты. Такой способ соединения обеспечивает самоустановку центральной шестерни относительно сателлитов.

Центральная шестерня входит в зацепление с тремя сателлитами. Каждый сателлит опирается на ось через радиальный сферический роликоподшипник. От осевого смещения подшипник закреплен по наружному кольцу двумя пружинными кольцами, а по внутреннему кольцу — двумя распорными втулками. Ось установки сателлита от осевого смещения фиксируется пружинным кольцом, установленным в канавке оси около левой щеки водила.

Использование в установке сателлитов радиальных сферических роликоподшипников имеет преимущество, так как обеспечивает возможность самоустановки относительно центральных колес и улучшает распределение нагрузки по длине зубьев. Оси сателлитов закрепляются в щеках водила и при работе передают ему вращательный момент.

Центральное колесо с внутренними зубьями, выполненное в виде бандажа, устанавливается с посадкой в корпус редуктора и закрепляется по наружному диаметру цилиндрическими штифтами или призматическими шпонками.

Водило выполнено вместе с тихоходным валом и опирается на два однорядных радиальных шариковых подшипника разных размеров. Шарикоподшипник со стороны тихоходного вала установлен более крупный и рассчитан на восприятие нагрузки от планетарной передачи и от возможной допускаемой консольной нагрузки на конец тихоходного вала.

Шестерни и колеса планетарной передачи выполнены с прямыми зубьями с использованием корригирования, с одной стороны, для устранения подрезания при малом числе зубьев шестерен, а с другой — для обеспечения в передаче заданного стандартного межосевого расстояния.

Конические концы валов со шпоночным соединением для крепленая засаживаемых деталей. В картер “редуктора заливается масло, и смазывание зацепления планетарной Передачи происходит окунанием, а смазывание подшипников — разбрызгиванием. При непрерывной работе редуктора происходит нагрев воздуха, вследствие чего может повыситься давление внутри корпуса, чтобы создать условие для течи масла через уплотнения. Для отвода теплого воздуха на верхней части корпуса установлена пробка, в которой выполнены вертикальные и горизонтальные отверстия. Эта же пробка закрывает отверстие, через которое заливают масло в редуктор.

Таблица 156

Габаритные и присоединительные размеры планетарных зубчатых одноступенчатых редукторов типа Пз, мм

Продолжение табл. 156

Примечания: 1. У редуктора Пз-200 тихоходный вал — цилиндрический.

2. Расход масла при струйном смазывании для редукторов Пз-80; Пз-100 и Пэ-125 даны при ин = 6,3 и nБ = 1500 мин-1, для редукторов Пз-160 и Пз-200 — при ин=6,3 и пБ = 1000 мин-‘. При других передаточных числах и частотах вращения быстроходного вала расход масла будет меньше.

Таблица 157

Техническая характеристика планетарных зубчатых одноступенчатых редукторов типа Пз

Примечания: 1. Для передаточного числа и = 12,5 допускаемый крутящий момент на тихоходном валу Тт уменьшается на 40%. 2. Допускаемая радиальная консольная нагрузка приложена в середине посадочной части вала.

На валах установлены однорядные манжетные уплотнения. Контроль уровня масла в картере редукторов осуществляется жезловым щупом.

Габаритные и присоединительные размеры редукторов типа Пз приведены в табл. 156. Допускаемые крутящие моменты на тихоходном валу, частота вращения быстроходного вала, консольные нагрузки на концы быстроходного и тихоходного вала, значения КПД редукторов даны в табл. 157.

Для изготовления центральной и сателлитных шестерен используются легированные стали с разными видами термической обработки.

В зависимости от величины модуля, диаметра и ширины зубчатых колес, марки сталей применяется азотирование, цементация с закалкой или нитроцементация. Большую глубину твердого слоя обеспечивает цементация.

В табл. 158 приведены марки сталей и вид термической обработки зубчатых колес планетарных передач редукторов.

Для смазывания зацепления и подшипников при температурах +25…-40°С рекомендуется применять масло АСЗп-10, при температурах +40…-40°С — масло ТСп-10.

Таблица 158

Материалы и термическая обработка зубчатых колес планетарных зубчатых одно-  и двухступенчатых редукторов типа Пз

Смотрите также

Конструкции и расчет редукторов

Для получения передаточных чисел от 10 до 60 могут быть использованы двухступенчатые редукторы со ступенями, выполненными по схеме 2K-h.

Двухступенчатые редукторы, выполненные по схеме 2K-h, с двухвенцовыми сателлитами, в обоих ступенях могут иметь передаточные числа от 60 до 400.

Двухступенчатые планетарные редукторы этой же схемы используются для получения крутящих моментов до 4000 кН • м.

В силовых установках, в двухступенчатых редукторах можно получить передаточные числа до 60 и более, Передаточные числа свыше 50 уменьшают число зубьев на центральных шестернях и уменьшают срок службы редуктора. При этом повышается уровень шума. Поэтому сумма передаточных чисел не должна превышать 50,

Редуктор планетарный двухступенчатый блочный

На листе 111 приведена конструкция редуктора, выполненная по схеме 2K-h. В торцевой крышке на двух подшипниках установлен вал, откованный вместе с центральной шестерней первой ступени передач. Опорами сателлитов служат двухрядные сферические и роликовые подшипники. Водило первой ступени соединяется с центральной шестерней второй ступени через зубчатое соединение.

Сателлиты второй ступени установлены на двух двухрядных роликовых подшипниках, водило установлено на двух однорядных цилиндрических роликоподшипниках. Водила первой и второй ступени имеют жесткую конструкцию. Внутренние зубья центрального колеса первой ступени нарезаны на внутреннем выступе корпусной детали. Кованое центральное колесо второй ступени из легированной стали с общей термической обработкой. Колесо болтовым соединением объединено с корпусными деталями. Смазываются зацепление и подшипники маслом, залитым в картер редуктора. Валы уплотняются манжетными уплотнениями. Характерной особенностью редуктора является его блочность и удобство сборки. Отдельно собирается торцевая крышках валом и подшипниками и водило с сателлитами первой и второй ступени.

 Редуктор планетарный двухступенчатый с плавающими венцами

В двухступенчатом планетарном редукторе (лист 112) с передаточным числом и = 51,3 консольное центральное колесо быстроходной ступени редуктора опирается с одной стороны на два однорядных шариковых подшипника, размещенных в левой щеке водила. Каждый сателлит первой ступени установлен на однорядном шариковом подшипнике, который опирается на ось, установленную неподвижно в щеках водила. Правая щека с помощью цилиндрических штифтов соединена со шлицевой втулкой. Движение на центральное колесо второй ступени передается через шлицевое соединение втулки с валом. Опорами каждого сателлита второй ступени служат два однорядных шариковых подшипника. Водила обеих ступеней неразъемные, что значительно упрощает их конструкцию. Водило второй ступени выполнено как одно целое с тихоходным валом и опирается на два однорядных шариковых подшипника. Центральные колеса с внутренними зубьями первой и второй ступени выполнены плавающими и застопорены от вращения зубчатыми муфтами.

Наружные зацепления зубчатых муфт с одной стороны входят в зацепление с зубьями центрального колеса, а с другой — соединяются с венцами, закрепленными неподвижно в корпусе редуктора. Муфты и центральные колеса о внутренним зацеплением удерживаются от осевого смещения пружинными кольцами, установленными в канавках центрального колеса и неподвижного венца. Использование плавающих центральных колес дает возможность выравнивать нагрузку между сателлитами по длине зубьев и тем самым повышать передаваемый момент. Введение плавающих центральных колес и зубчатых муфт ведет к усложнению конструкции редуктора, поэтому их используют только при высоких частотах вращения.

Редуктор планетарный двухступенчатый с двухвенцовыми сателлитами

Двухступенчатые редукторы с двухвенцовыми сателлитами в силовых установках могут иметь передаточное число до 400, а в кинематических — до 600, выполненных по схеме 2K-h обеих ступеней. При использовании эффективных методов поверхностного упрочнения зубьев можно достичь и наименьшего расхода металла на единицу передаваемого момента, по сравнению с другими видами передач.

На листе 113 показан двухступенчатый планетарный редуктор с передаточным числом и =167. Конструктивное исполнение как первой, так и второй ступени аналогично ранее рассмотренной конструкции одноступенчатого редуктора с двухвенцовыми сателлитами.

Вторая ступень редуктора передает больший момент, чем первая ступень, и поэтому водило установлено на однорядных роликовых конических-подшипниках. Корпус редуктора сварной. Для устранения возможной деформации корпус подвергается термической обработке для снятия внутренних напряжений, вызываемых нагревом при сварке. Масло заливается в картер корпуса, и зацепление смазывается купанием в ванне, а подшипники — разбрызгиванием.

Редуктор планетарный двухступенчатый с плавающими венцами второй ступени

В двухступенчатых планетарных редукторах, при исполнении первой ступени по схеме 2K-h, а второй — по схеме 3К, можно получить передаточные числа от 60 до 600 при высоком КПД и при небольшой массе на единицу передаваемого момента.

На листе 114 представлен двухступенчатый планетарный редуктор с передаточным числом и = 286. Со стороны быстроходного вала планетарная передача выполнена по схеме 2K-h. Быстроходный вал откован как одно целое с центральной шестерней и опирается на два однорядных шариковых подшипника. Сателлиты, входящие в зацепление с центральной шестерней и с центральным колесом с внутренним зацеплением, в качестве опор имеют по два цилиндрических подшипника с короткими цилиндрическими роликами, с двумя буртами наружного кольца одним буртом на внутреннем кольце. Между наружными кольцами установлено пружинное кольцо в канавке отверстия сателлита и распорное кольцо, что устраняет осевое перемещение колец. Внутренние кольца подшипников от осевого смещения предохраняются двумя кольцами, установленными между торцевыми поверхностями подшипников и щеками водила. С водила движение через шлицевое соединение передается на вал центральной шестерни второй ступени, выполненной по схеме 3К.

Сдвоенные сателлиты опираются на сферические двухрядные роликоподшипники, внутренние кольца которых посажены на неподвижные оси, закрепленные с одной стороны планками и болтами к щекам родила. Для обеспечения самоустановки сателлитов и равномерного распределения нагрузки по длине зубьев центральные колеса с внутренними зацеплениями, неподвижное и подвижное, имеют соединения через зубчатые муфты. На валах установлены двойные севанитовые уплотнения.

Смазывание зацеплений происходит окунанием в масло, налитое в картер, а подшипников — разбрызгиванием. Для отвода теплого воздуха и паров масла на верхней части корпуса установлен вентиляционный колпак.

Габаритные и присоединительные размеры редукторов (лист 115) даны в табл. 187.

Таблица 187

Габаритные и присоединительные размеры планетарных двухступенчатых редукторов с плавающими венцами второй ступени (лист 115), мм

Редуктор планетарный двухступенчатый усиленной конструкции

Редукторы этого типа используются в цементной промышленности для привода крупных высокопроизводительных цементных трубных мельниц.

Редукторы изготовляются с передаточными числами от 30 до 60, с передаваемыми моментами до 3000 кН • м, работают в непрерывном длительном режиме.

На листе 116 представлен двухступенчатый редуктор с радиусами водил первой и второй ступени r1= 462 мм и r2= 700 мм.

Центральная шестерня первой ступени плавающая, соединяется с валом электродвигателя через зубчатую муфту. Сателлиты первой ступени установлены на двухрядных роликовых сферических подшипниках, насаженных на пустотелые валики, последние закрепляются болтами к щекам водила. Опорами водила с одной стороны служит цилиндрический двухрядный роликовый подшипник, а с другой — сферический двухрядный роликовый подшипник.

Сферический подшипник неподвижно закреплен в корпусе по наружному и внутреннему кольцам и устраняет осевое перемещение водила. Водило первой ступени соединяется с центральной шестерней второй ступени зубчатой муфтой. Раздвоенные сателлиты опираются на два сферических роликовых подшипника. Таким образом обеспечивается самоустановка каждой части сателлита по зубьям центральной шестерни и колеса.

Опорами для водила служат цилиндрический роликовый подшипник и двухрядный сферический роликоподшипник, последний жестко установлен в корпусе.

В отверстие водила с допусками горячей посадки запрессован тихоходный вал. Центральные колеса первой и второй ступени болтовыми соединениями жестко связаны с корпусными деталями. Сварные корпус и крышка — из листового металла.

Особое внимание уделено обильному смазыванию всех трущихся деталей редуктора. К центральным шестерням смазка подводится через брызгалы. Двухрядные сферические подшипники имеют подвод смазки с двух сторон зацеплению зубчатых муфт непрерывным потоком подается масло специальными соплами. Такое обильное снабжение охлажденным и отфильтрованным маслом зацепления и подшипников гарантирует надежность непрерывно работающего редуктора.

Смотрите также

Устройство планетарного редуктора


Планетарный редуктор, устройство и принцип работы, кинематическая схема одноступенчатого и двухступенчатого, расчет и ремонт своими руками

Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.Обращаться на почту [email protected]

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

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

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

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

Назначение и конструкция редуктора

Служит редуктор для обеспечения понижения передачи и при этом повышения силы крутящего момента. Для обеспечения работы этого механизма вращающийся вал присоединяется к его ведомому элементу.

Это устройство в классическом исполнении состоит из червячных или зубчатых пар, центрирующих подшипников, различных уплотнений, сальников и т.д. Примером планетарного редуктора является шариковый подшипник.  Корпус устройства сложен из двух элементов:

Смазка всех составных элементов этого устройства производится путем разбрызгивания масла, но в некоторых особенных устройствах это осуществляется при помощи масляного насоса в принудительном порядке.

Принцип работы

То, как будет функционировать этот агрегат зависит от кинематической схемы привода. Так подводку вращательного движения можно осуществлять к любому элементу этой системы, а снятие производить с какого-либо из оставшихся. Передаточное число зависит от того, согласно какой схемы организована подводка и съем вращательного движения.

Понимание того, как работает подобный редуктор, позволяет оценить сложность ремонта и восстановления.

Разновидности планетарных редукторов

В зависимости от количества ступеней, которые они имеют планетарные редукторы подразделяют на:

  • одноступенчатые;
  • многоступенчатые.

Одноступенчатые более простые и при этом компактнее, меньше по размерам в сравнении с многоступенчатыми, обеспечивают более широкие возможности по передаче крутящего момента, достижения разных передаточных чисел. Обладающие несколькими ступенями являются достаточно громоздкими механизмами, при этом диапазон передаточных чисел, которые ими могут быть обеспечены, существенно меньше.

В зависимости от сложности конструкции они могут быть:

  • простыми;
  • дифференциальными.

Кроме этого, планетарные редукторы в зависимости от формы корпуса, используемых элементов и внутренней конструкции могут быть:

  • коническими;
  • волновыми;
  • глобоидными;
  • червячными;
  • цилиндрическими.

Через них может передаваться движение между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися валами.

Характеристики основных разновидностей этого устройства

Цилиндрические

Самые распространенные. Коэффициент полезного действия этих устройств достигает 95%. Они могут обеспечивать передачу достаточно больших мощностей. Передача движения осуществляется между параллельными и соосными валами. Они могут оснащаться прямозубными, косозубными и шевронными зубчатыми колесами. Коэффициент передачи может колебаться в пределах от 1,5 до 600.

Конические

Такое название они носят потому, что в них используются шестеренки, которые имеют коническую форму. Это обеспечивает плавность сцепки и способность выдерживать достаточно большие нагрузки. Могу иметь одну, две и три ступени. Валы в этой разновидности редукторов могут располагаться как горизонтально, так и вертикально.

Волновые

Они представляют собой конструкцию с гибким промежуточным числом. Состоят они из генератора волн, эксцентрика или кулачка, который обеспечивает растяжение гибкого колеса до достижения его контакта с неподвижным. При этом гибкое колесо имеет наружные зубья, а неподвижное — внутренние.

К достоинствам такого типа редукторов относится:

  • плавность хода;
  • высокое передаточное число;
  • возможность передачи движения через герметичные и сплошные стенки.

Они могут быть одно- и многоступенчатыми. Высокоскоростные оснащены подшипниками скольжения, а низкоскоростные — подшипниками качения.

Достоинства планетарных редукторов

  • Небольшой вес;
  • Широкий диапазон передаточных чисел;
  • Относительная компактность;
  • Собрать и починить такое устройство можно своими руками.

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.

Делаем планетарный редуктор своими руками

Первым делом производится проектирование будущей конструкции в зависимости от конструктивных особенностей изделия и задач, которые планируется решать с его использованием. При этом производится расчет таких параметров как передаточное число, расположение валов, количество ступеней и т.д.

Далее производится определение межосевого расстояния. Этот показатель очень важен, так как указывает на способность передавать крутящий момент. Температура внутри устройства во время его работы не должна быть выше, чем 80 градусов по Цельсию.

При конструировании планетарного редуктора производится также расчет:

  • числа передаточных ступеней;
  • количества сателлитных шестеренок и зубьев на них;
  • толщины шестеренок;
  • размещения осей в будущем механизме.

Кроме этого, осуществляется подбор шестеренок, которые выполнены из подходящего материала, расчет сил, которые будут присутствовать при функционировании механизма и проверочный расчет.

Не имея специального оборудования и условий, изготовить составные части этого устройства в условиях домашней мастерской не получится. Планетарный редуктор можно собрать из подобранных частей, которые без труда можно приобрести в торговой сети или на разборке.

Сборка также является делом достаточно непростым, для достижения успеха в этом деле необходимо иметь практический опыт ремонта подобных механизмов, их сборки и разборки, обладать теоретическими познаниями в механике, прочими знаниями и навыками.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Планетарный редуктор

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

Схема классического устройства выглядит следующим образом:

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

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

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

Основная часть конструкции состоит из следующих деталей:

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

Принцип действия рассчитывается следующим образом:

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

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

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

Виды планетарных редукторов

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

  1. Одноступенчатые.
  2. Многоступенчатые.

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

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

  1. Простые.
  2. Дифференциальные.

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

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

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

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

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

Применение

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

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

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

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

Наиболее важными параметрами выбора можно назвать следующие показатели:

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

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

Достоинства и недостатки

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

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

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

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

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

Обслуживание и ремонт

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

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

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

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

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

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

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

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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

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

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

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

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

Преимущества планетарных устройств

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

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

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

Описание и принцип работы:

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

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

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

Основные характеристики редукторов

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

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

i = wвх/wвых

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

n = Pвх/Pвых

Классификация планетарных редукторов:

По количеству ступеней планетарного редуктора выделяют:

одноступенчатый планетарный редуктор
  • одноступенчатые
  • многоступенчатые

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

По факту жесткого закрепления одного из элементов редуктора выделяют:

  • простейшие
  • дифференциальные

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

УСТРОЙСТВО ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА

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

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

Планетарные редукторы в машиностроении

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

Ремонт редуктора своими руками

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

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

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

Советы по подбору планетарного редуктора

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

Выбор производиться в зависимости от:

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

Устройство и принцип действия двухступенчатого планетарного редуктора | Полезные статьи — Кабель.РФ

Продолжаем знакомить вас с устройством и принципом работы различных электрических устройств. Сегодня речь пойдет о планетарном редукторе. В данной статье мы рассмотрим такой вопрос, как устройство двухступенчатого планетарного редуктора, а также принцип его работы.

Конструкция двухступенчатого планетарного редуктора состоит из следующих элементов:

• корпус редуктора, изготовленный из чугуна;

• венец второй ступени, выполненный из стали. Устанавливается внутрь корпуса редуктора;

• водило второй ступени;

• сателлиты; 

• подшипники, устанавливающиеся в сателлиты, которые монтируются в собранном виде в корпус водила второй ступени;

• оси сателлитов;

• верхние стопорные кольца, устанавливаемые на осях. Сателлиты фиксируются осями в корпусе водила;

• далее на оси сателлитов устанавливаются нижние стопорные кольца;

• подшипник, который закрепляется изнутри задней части корпуса. В нем расположен вал водила второй ступени.

На вале водила второй ступени закрепляются следующие детали:

• дистанционная втулка;

• подшипник;

• стопорное кольцо;

• упорное кольцо;

• сальник;

• прокладка;

• крышка сквозная, фиксируемая болтами.

Также в редукторе присутствуют:

• отверстие для заливки масла, закрывающееся пробкой;

• подшипник центральной шестерни;

• центральная шестерня, устанавливаемая между сателлитами и хвостовиком внутрь центрального подшипника;

• опорный подшипник водила, расположенный на посадочном месте корпуса водила второй ступени;

• венец первой ступени, который находится в корпусе редуктора на опорном подшипнике водила второй ступени;

• корпус водила первой ступени;

• сателлиты;

• подшипники, устанавливаемые внутрь сателлитов. Сами сателлиты в сборе располагаются в корпусе водила первой ступени;

• оси сателлитов;

• установленные на осях верхние стопорные кольца и сателлиты, зафиксированные осями в корпусе водила;

• нижние стопорные кольца на оси сателлитов.

• подшипник опоры водила первой ступени, расположенный на посадочном месте корпуса водила. 

Собранное водило первой ступени монтируем на центральную шестерню опорным подшипником вовнутрь.

• второй опорный подшипник на посадочном месте;

• прокладка, закрепленная  на корпусе;

• передний щит, фиксируемый болтами к корпусу.

На вал электродвигателя надеваем передний сальник, втулку сальника и устанавливаем моторную шестерню. Соединяем редуктор с двигателем через отверстия во фланцах с помощью болтов.

Двухступенчатый планетарный редуктор работает следующим образом. Вращение вала электродвигателя с моторной шестерней приводит в движение сателлиты первой ступени. Они вращаются вокруг своей оси в направлении, противоположном вращению вала двигателя.

Поскольку коронная шестерня первой ступени зафиксирована неподвижно, сателлиты, помимо вращения вокруг своей оси, вынуждены вращаться внутри коронной шестерни в одном направлении с вращением вала двигателя, приводя в движение водило, на котором они закреплены.

Вращение водила первой ступени через центральную шестерню передается сателлитам второй ступени, которые начинают вращаться вокруг своей оси и внутри коронной шестерни второй ступени, приводя в движение водило второй ступени.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы двухступенчатого планетарного редуктора. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором мы детально показали двухступенчатый планетарный редуктор, его устройство и принцип работы.



Редукторы планетарные, выполненные по схеме 3К

В планетарных передачах 3 к основными звеньями являются три центральных колеса, а водило служит только для поддержания сателлитов. Редукторы выполняются одно- и двухступенчатыми. Для привода силовых механизмов рекомендуется применение одноступенчатых редукторов с передаточными числами

20…100; при этом КПД равен 0,9…0,85. Одноступенчатые редукторы могут применяться при передаточных числах и до 250. В этом случае снижается КПД и редукторы могут применяться при кратковременной работе механизмов. Двухступенчатые редукторы применяются в приводах машин с передаточными числами от 500 до 1000. В этом случае КПД колеблется в пределах 0,81…0,64. Расширение диапазона передаточных чисел приведет к дальнейшему понижению значения КПД. Для повышения КПД и для более спокойной работы редуктора рекомендуется наибольшее увеличение передаточного числа первой ступени.


 

 

В зависимости от соотношения диаметров начальных окружностей колес с внутренними зубьями вращение быстроходного и тихоходного валов может быть в одном или разных направлениях. При диаметре начальной окружности ведомого зубчатого колеса меньшего диаметра начальной окружности неподвижного колеса направление вращения быстроходного и тихоходного валов совпадают. При обратном соотношении валы вращаются в разные стороны.

Редукторы планетарные одноступенчатые, выполненные по схеме 3 К

Планетарные редукторы, выполненные по схеме 3К, вполне устойчиво работают при частоте вращения до 2000 мин-1 при передаточных числах и = 150, но практическое их применение находится в пределах передаточных чисел от 20 до 100 [3]. Конструктивное исполнение при таких пределах передаточных чисел проще по сравнению с другими типами редукторов, и редуктор имеет меньшую массу на единицу передаваемого момента. На листе 120 представлен планетарный одноступенчатый редуктор, выполненный по схеме 3К, с передаточным числом и = 37,4.

Вал центрального колеса опирается на два шариковых однорядных подшипника, этот же вал служит опорой для водила через шариковые подшипники. Сателлиты через ось опираются на два радиальных сферических двухрядных подшипника, установленных в отверстиях щек водил. Подшипники от осевого смещения закрепляются пружинными кольцами, установленными в канавках отверстий под подшипники, и служат упором торцевой поверхности наружного кольца подшипника. Литое водило имеет неразъемную конструкцию. Уплотнения валов лабиринтного типа. Для устранения переполнения маслом пространства между подшипником и торцевой крышкой и во избежание протекания масла во внешнюю среду в нижней части расточки под подшипник выполнено отверстие для слива масла в картер редуктора. Для отвода теплого воздуха и паров масла из внутренней полости корпуса установлен вентиляционный колпак.

Уровень масла в картере контролируется жезловым маслоуказателем.

Габаритные и присоединительные размеры (лист 121) редукторов данного типа приведены в табл. 188.

Редукторы планетарные двухступенчатые, выполненные по схеме 3К

Двухступенчатые планетарные редукторы, выполненные по схеме 3 К, могут обеспечить передаточные числа от 600 до 10000, применяются в приводах тихоходных машин и механизмов. Для таких высоких передаточных чисел они имеют относительно небольшую массу на единицу передаваемого момента.

Конструкция данного редуктора представлена на листе 122. Во всех звеньях передач опорами служат однорядные шариковые подшипники, и только сателлиты второй ступени установлены на сферических роликовых подшипниках. Kopпyca и крышки отлиты из чугуна, водило цельное, изготовляется из литой стали. Смазывание из картера редуктора.

cccp3d.ru | Помогите с расчетом планетарно-цевочного редуктора — Page 4

Да , и еше не нравился довольно мерзкий КПД уже пр комнатной температуре, а мне надо было рассчитывать на -54 град. У меня были и есть большие сомнения, что он вообще может при такой температуре стронутся с места, ибо по-сути является редуктором скольжения. 

Вы вообще о чём?  Посмотрели хотя  бы интернет если сами не знаете-«

Сейчас, в полной мере используя возможности современного технологического оборудования, можно реализовать ключевые преимущества которые отличают циклоидальный редуктор. А именно:

• Высокий, до 90%, коэффициент полезного действия. А, значит, малые потери на трение и нагрев;

• Возможность реализации как очень низких, так и очень высоких передаточных отношений в одной ступени; • Минимально возможное число ступеней, что влечет за собой рекордную компактность и минимальную массу;

• Малый уровень шума и малый момент инерции;

• Распределение нагрузки внутри редуктора позволяет добиться высокой износоустойчивости и способности выдерживать пятикратные перегрузки по сравнению с номинальным крутящим моментом.» 

«

Основные характеристики циклоидальных редукторов

Редукторы с циклоидальным цевочным зацеплением широко распространенны по всему миру.

Использование циклоидального зацепления обеспечивает редукторам целый ряд преимуществ по сравнению с передачами с эвольвентным зацеплением:

Эффективная передача мощности.

Отсутствие в зацеплении трения скольжения обеспечивает коэффициент полезного действия одноступенчатого редуктора до 92,5% и до 85% — для двухступенчатого редуктора.

Широкий диапазон преобразования частоты вращения и компактность.

Передаточное отношение зацепления равно количеству зубьев сателлита и составляет:

— для одноступенчатого редуктора МР — от 9 до 119,

— для двухступенчатого редуктора — от 99 до 12019.

Удельная материалоёмкость редуктора 0,03-0,08 кг/Нм.

Высокая нагрузочная способность.

В планетарном редукторе с циклоидальным цевочным зацеплением в контакте с втулками цевок находятся 2/3 числа зубьев сателлита, что позволяет без поломок длительное время выдерживать большие ударные и пиковые нагрузки. Выдерживает 5-кратные пиковые перегрузки!!!

Надёжность.

Принцип работы зацепления и отработанная технология изготовления гарантируют 20000 часов непрерывной работы редуктора при постоянной нагрузке с вероятностью безотказной работы 90%. При односменной работе с постоянной нагрузкой расчетная долговечность — 15 лет.

Малая инерционность.

Все детали редуктора — тела вращения и расположены симметрично относительно общей оси редуктора. Два сателлита расположены оппозитно, что полностью уравновешивает инерционные нагрузки. Высокое передаточное число редуктора обеспечивает низкий приведенный момент инерции всего привода.

Низкий уровень шума.

Многопарность зацепления обеспечивает плавность хода, отсутствие вибраций и уровень шума в пределах 65…70 дБ.» 

Кстати можно применять и эвольвентное зацепление , просто оно в этих передачах менее стойкое окажется и шестерни придётся сильно коррегировать или просто подрезать вехушки, поэтому и выбрали цевочное, но это не значит, что  трение скольжения (достаточно посмотреть на КПД).

Эпициклическая передача: Справочник | Журнал Gear Solutions Ваш ресурс для индустрии зубчатых передач

Последние статьи в Gear Solutions обсуждали планетарные передачи, но часто в контексте опытных инженеров. По мере того как все больше и больше этих инженеров достигают пенсионного возраста, молодые инженеры должны продолжить с того места, где они остановились, и для многих планетарные передачи — это область, в которой им не хватает опыта. Эпициклическая передача требует пошагового процесса, чтобы заставить ее работать, и некоторые из шагов не обязательно интуитивно понятны.Таким образом, эта статья призвана предоставить помощь и рекомендации для людей, впервые проектирующих планетарные зубчатые передачи — и, возможно, если хотите, облегчить их страдания. Мы начнем с определения типов и механизмов, а затем обсудим, почему используются планетарные зубчатые передачи. Далее мы рассмотрим уникальные особенности планетарных шестерен, в том числе относительные скорости, разделение крутящего момента и особенности множественного зацепления. Наконец, мы обсудим, что можно и чего нельзя, и поделимся некоторыми советами по проектированию и подводными камнями, связанными с планетарными передачами.

Рис.1: Планетарный механизм с соотношением сторон от 3: 1 до 12: 1

Типы и устройства

Начнем с изучения базовой терминологии. Эпициклические шестерни состоят из нескольких компонентов: солнца, водила, планет и колец. Солнце — центральная шестерня, находящаяся в зацеплении с планетами, а в водиле находится вал планетарной шестерни. Когда водило вращается, планеты вращаются на валах планетарных шестерен, вращаясь вокруг Солнца. Наконец, кольцо — это внутренняя шестерня, которая сцепляется с планетами.

Эпициклические зубчатые передачи можно разделить на три типа: планетарные планетарные планетарные; сложный эпициклический; и связанные эпициклические множества.Есть несколько возможностей для эпициклических расположений:

• Планетарный, с соотношением от 3: 1 до 12: 1 (см. Рисунок 1)
• Звездный, с соотношением от -2: 1 до -11: 1 (см. Рисунок 2)
• Солнечный, с соотношением от 1,2: 1 и 1,7: 1 (см. рисунок 3)

Рис. 2: Звезда с соотношением от -2: 1 до -11: 1

Почему эпициклическая передача?

Причины, по которым используется планетарная передача, уже описаны в этом журнале, поэтому мы подробно остановимся на этой теме лишь в нескольких местах. Начнем с рассмотрения важного аспекта любого проекта: стоимости.Эпициклическая передача, как правило, дешевле при правильной настройке. Точно так же, как никто не рассматривал бы возможность изготовления партии зубчатых колес из 100 штук на фрезерном станке с ЧПУ с формовочной фрезой или шаровой концевой фрезой, не следует рассматривать изготовление партии планетарных опор из 100 штук на фрезерном станке с ЧПУ. Чтобы носители оставались в пределах разумных производственных затрат, они должны изготавливаться из отливок и обрабатываться на специализированных машинах с несколькими резцами, одновременно снимающими материал.

Другой фактор — размер.Эпициклические зубчатые передачи используются, потому что они меньше, чем зубчатые колеса со смещением, поскольку нагрузка распределяется между строгими зубчатыми колесами. Это делает их легче и компактнее по сравнению с редукторами с промежуточным валом. Кроме того, при правильной настройке планетарные шестерни более эффективны. Следующий пример иллюстрирует эти преимущества. Предположим, мы проектируем высокоскоростную коробку передач, удовлетворяющую следующим требованиям:

• Турбина выдает 6000 лошадиных сил на входной вал при 16000 об / мин.
• Выходной сигнал коробки передач должен приводить генератор в движение со скоростью 900 об / мин.
• Расчетный срок службы 10 000 часов.

Рис. 3: Солнечная энергия, с соотношением от 1,2: 1 до 1,7: 1

Принимая во внимание эти требования, давайте рассмотрим три возможных решения, в одном из которых используется одинарная двухступенчатая косозубая зубчатая передача. Второе решение берет исходный набор шестерен и разделяет двухступенчатую редукцию на две ветви, а третье требует использования двухступенчатой ​​планетарной или звездообразной планетарной передачи. В данном случае мы выбрали звезду. Давайте рассмотрим каждый из них более подробно, посмотрев на их соотношения и итоговые веса.

Первое решение — одноступенчатая двухступенчатая косозубая зубчатая передача — имеет два идентичных передаточных числа, полученных путем извлечения квадратного корня из окончательного передаточного числа (7,70). (См. Рис. 4.) В процессе рассмотрения этого решения мы заметили, что его размер и вес очень большие. Затем, чтобы уменьшить вес, мы исследуем возможность изготовления двух ветвей аналогичного расположения, как показано во втором решении. Это снижает нагрузку на зубья и значительно уменьшает как размер, так и вес (см. Рисунок 5). Наконец, мы пришли к нашему третьему решению — двухступенчатой ​​эпициклической звезде.При использовании трех планет эта зубчатая передача значительно снижает нагрузку на зубья при первом подходе и несколько меньшую величину при использовании второго решения (см. «Методологию» в конце и рис. 6).

Уникальные конструктивные характеристики планетарных зубчатых колес — большая часть того, что делает их такими полезными, но сами эти характеристики могут затруднить их проектирование. В следующих разделах мы рассмотрим относительные скорости, разделение крутящего момента и соображения по построению сетки. Наша цель — упростить для вас понимание уникальных конструктивных характеристик планетарной передачи и работу с ними.

Рис. 4: Соотношение 1 = 4,216, отношение 2 = 4,216, Вес = 5,293 #

Относительные скорости

Давайте начнем с того, что посмотрим, как относительные скорости работают в сочетании с различными устройствами. В звездообразном расположении водило фиксировано, и относительные скорости солнца, планетарной передачи и кольца просто определяются скоростью одного элемента и количеством зубьев в каждой шестерне.

В планетарной системе зубчатый венец неподвижен, и планеты вращаются вокруг Солнца, вращаясь на планетарном валу.В этом устройстве относительные скорости солнца и планет определяются количеством зубьев на каждой шестерне и скоростью водила.

При работе со сцепленными планетарными передачами все становится немного сложнее, поскольку относительные скорости могут быть не интуитивно понятными. Поэтому обязательно всегда рассчитывать скорость солнца, планеты и кольца относительно носителя. Помните, что даже в солнечной системе, где солнце неподвижно, оно имеет отношение скорости к планете — это не нулевое число оборотов в минуту на сетке.

Разделители крутящего момента

При рассмотрении разделения крутящего момента предполагается, что крутящий момент распределяется между планетами поровну, но это может быть неверным предположением. Поддержка элементов и количество планет определяют разделение крутящего момента, представленное «эффективным» количеством планет. Это число в эпициклических наборах, состоящих из двух или трех планет, в большинстве случаев равно действительному количеству планет. Однако, когда используется более трех планет, эффективное количество планет всегда меньше, чем фактическое количество планет.

Рис. 5: Коэффициент 1 = 3,925, коэффициент 2 = 4,536, вес = 3,228 #

Давайте посмотрим на разделение крутящего момента с точки зрения фиксированной опоры и плавающей опоры элементов. При фиксированной опоре все элементы поддерживаются подшипниками. Центры солнца, кольца и держателя не будут совпадать из-за производственных допусков. Из-за этого меньшее количество планет одновременно находится в сетке, что приводит к меньшему эффективному количеству планет, разделяющих нагрузку. При плавающей опоре одному или двум элементам предоставляется небольшая радиальная свобода или плавучесть, что позволяет солнцу, кольцу и носителю искать положение, в котором их центры совпадают.Этот поплавок может быть всего от 0,001 до 0,002 дюйма. С плавающей опорой три планеты всегда будут в сетке, что приведет к большему эффективному количеству планет, разделяющих нагрузку.

Рассмотрение нескольких сеток

В этот раз давайте рассмотрим несколько соображений по поводу нескольких зацеплений, которые следует учитывать при проектировании планетарных шестерен. Сначала мы должны перевести число оборотов в минуту в скорости сетки и определить количество циклов приложения нагрузки в единицу времени для каждого элемента. Первым шагом в этом определении является вычисление скорости каждого из элементов относительно носителя.Например, если солнечная шестерня вращается со скоростью +1700 об / мин, а водило вращается со скоростью +400 об / мин, скорость солнечной шестерни относительно водила составляет +1300 об / мин, и скорости планетарной и коронной шестерен могут быть рассчитаны с помощью этого скорость и количество зубьев на каждой из шестерен. Здесь важно использовать знаки для обозначения вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки. Если солнце вращается со скоростью +1700 об / мин (по часовой стрелке), а водило вращается на -400 об / мин (против часовой стрелки), относительная скорость между двумя элементами составляет +1700 — (- 400) или +2100 об / мин.

Второй шаг — определить количество циклов приложения нагрузки. Поскольку солнечная и кольцевая шестерни сцепляются с несколькими планетами, количество циклов нагрузки на один оборот относительно водила будет равно количеству планет. Однако планеты будут испытывать только одно приложение двунаправленной нагрузки за один относительный оборот. Он зацепляется с солнцем и кольцом, но нагрузка приходится на противоположные стороны зубов, что приводит к одному полностью обратному циклу напряжения. Таким образом, планета считается холостым ходом, и допустимое напряжение должно быть уменьшено на 30 процентов от значения для приложения однонаправленной нагрузки.

Как отмечалось выше, крутящий момент на планетарных элементах делится между планетами. При анализе нагрузки и срока службы элементов мы должны смотреть на результирующую нагрузку на каждую сетку. Мы считаем, что концепция крутящего момента на зацепление несколько сбивает с толку при анализе планетарных зубчатых передач, и предпочитаем смотреть на тангенциальную нагрузку на каждом зацеплении. Например, рассматривая тангенциальную нагрузку в зацеплении Солнце-Планета, мы берем крутящий момент на солнечной шестерне и делим его на эффективное количество планет и рабочий радиус шага.Эта тангенциальная нагрузка в сочетании с периферийной скоростью используется для вычисления мощности, передаваемой в каждой ячейке, и, с поправкой на количество циклов нагрузки на оборот, ожидаемого срока службы каждого компонента.

Рис. 6: Коэффициент 1 = 4,865, коэффициент 2 = 3,655, Вес = 2,422 #

В дополнение к этим проблемам могут также возникнуть сложности при сборке, которые необходимо решить. Например, размещение одной планеты между солнцем и кольцом фиксирует угловое положение солнца по отношению к кольцу. Следующие планеты теперь могут быть собраны только в незаметных местах, где солнце и кольцо могут быть задействованы одновременно.«Наименьший угол сетки» от первой планеты, который будет размещать одновременную сетку следующей планеты, равен 360 °, деленному на сумму количества зубцов в Солнце и кольце. Таким образом, чтобы собрать дополнительные планеты, они должны быть расположены на расстоянии, кратном этому наименьшему углу ячейки. Если кто-то желает иметь равные расстояния между планетами в простом эпициклическом наборе, планеты могут быть расположены одинаково, когда сумма количества зубцов на Солнце и кольце делится на количество планет до целого числа.Те же правила применяются к составному эпициклическому соединению, но фиксированное соединение планет добавляет еще один уровень сложности, и для правильного размещения планет может потребоваться соответствующая маркировка зубов.

При наличии нескольких компонентов в ячейке потери необходимо учитывать на каждой ячейке, чтобы оценить эффективность устройства. Для вычисления потерь мощности необходимо использовать мощность, передаваемую в каждой ячейке, а не входную мощность. Для простых эпициклических наборов общая мощность, передаваемая через сетку солнце-планета и сетку кольцо-планета, может быть меньше входной мощности.Это одна из причин того, что простые планетарные эпициклические системы более эффективны, чем другие редукторы. Напротив, для многих связанных эпициклических наборов общая мощность, передаваемая внутри каждой ячейки, может быть больше, чем входная мощность.

Что за мощность на сетке? Для простых и сложных эпициклических наборов рассчитайте скорости продольных линий и тангенциальные нагрузки, чтобы вычислить мощность на каждой ячейке. Значения могут быть получены из относительной скорости вращающего момента планетарной передачи и рабочих диаметров шага с солнцем и кольцом.Связанные эпициклические наборы представляют более сложные проблемы. Элементы двух эпициклических наборов могут быть связаны 36 различными способами, используя один вход, один выход и одну реакцию. Некоторые устройства разделяют мощность, а некоторые рециркулируют ее внутри. Для этих типов эпициклических наборов тангенциальные нагрузки на каждой сетке могут быть определены только с помощью диаграмм свободного тела. Кроме того, элементы двух эпициклических наборов могут быть последовательно соединены девятью различными способами, используя один вход, один выход и две реакции.Давайте посмотрим на несколько примеров.

В сопряженном наборе с «разделенной мощностью», показанном на, 85 процентов передаваемой мощности передается на коронную шестерню № 1 и 15 процентов — на коронную шестерню № 2. В результате эта соединенная зубчатая передача может быть меньше, чем комплекты с последовательным соединением, поскольку мощность распределяется между двумя элементами. При соединении эпициклических наборов в серию 0 процентов мощности будет передаваться через каждый набор (см.).

В нашем следующем примере показана установка с «рециркуляцией мощности». Этот набор передач возникает, когда крутящий момент блокируется в системе, аналогично тому, как это происходит в процедуре испытания «четырех квадратов» для ведущих мостов транспортного средства.Когда крутящий момент зафиксирован в системе, мощность в каждом зацеплении контура увеличивается с увеличением скорости. Следовательно, этот набор будет испытывать гораздо более высокие потери мощности на каждой ячейке, что приведет к значительно более низкому КПД устройства (см.).

На рисунке 9 изображена диаграмма свободного тела эпициклического устройства, в котором наблюдается рециркуляция мощности. Беглый анализ этой диаграммы свободного тела объясняет 60-процентный КПД рециркуляционной установки, показанной на рис. Поскольку планеты жестко связаны друг с другом, сумма сил на двух шестеренках должна равняться нулю.Сила в зацеплении солнечной шестерни возникает из-за крутящего момента, приложенного к солнечной шестерне. Усилие на зацеплении второй коронной шестерни возникает из выходного крутящего момента на коронной шестерне. При соотношении 41,1: 1 выходной крутящий момент в 41,1 раза больше входного крутящего момента. С поправкой на разницу радиусов шага, скажем, 3: 1, сила на второй планетарной передаче будет примерно в 14 раз больше силы на первой планетарной передаче в зацеплении солнечной шестерни. Следовательно, чтобы сумма сил равнялась нулю, тангенциальная нагрузка на первую коронную шестерню должна быть примерно в 13 раз больше, чем тангенциальная нагрузка на солнечную шестерню.Если мы предположим, что скорости продольной линии одинаковы для солнечной сетки и кольцевой сетки, потери мощности на кольцевой сетке будут примерно в 13 раз выше, чем потери мощности на солнечной сетке (см.).

Дополнительные соображения

По мере увеличения скорости водила центробежные силы на планетарных шестернях становятся все более значительными; особенно если у них относительно большая масса. Эти силы должны компенсироваться подшипником планетарной передачи, и часто они превышают силы, передающие крутящий момент на водило.Их необходимо учитывать при расчетах подшипников планет.

Смазка подшипников планетарной передачи может быть сложной задачей, особенно при более высоких скоростях водила. Эти проблемы привели к множеству весьма творческих решений. Исследование патентов по этому вопросу окажется полезным. Удержание штифтов сателлитов в сильно нагруженных наборах также может оказаться довольно сложной задачей. Прогибы приведет к ослаблению посадки и растрескиванию сварных швов. Свободная посадка может «выбить» отверстия в держателе, что приведет к большему смещению, чем требуется.Опять же, исследование патентов будет плодотворным.

Последняя проверка, которая должна быть сделана, особенно на планетах с большим передаточным числом, — это зазор между соседними планетами. Пора найти этот ответ на стадии проектирования, а не тогда, когда это усложняет сборку.

Рис. 7: Раздельный соединенный комплект с питанием, коэффициент = -40,9, КПД = 97,4%. Расчеты, полученные с использованием программного обеспечения Integrated Gear.

Что можно и чего нельзя

Теперь, когда мы рассмотрели типы и механизмы планетарных передач и их уникальные конструктивные характеристики, а также несколько примеров, давайте обсудим, что можно и чего нельзя делать в конструкции планетарных передач.

Do:
• Вычислить местоположения планет
• Определить метки совпадения сборки на чертеже
• Определить относительные скорости
• Правильно разделить крутящие моменты
• Анализировать планеты как холостые в простых планетарных наборах
• Проверить планеты на интерференцию OD
• Использовать диаграммы свободного тела

Не используйте:
• Жестко закрепите все элементы, если этого не требует приложение.
• Предположите разделение мощности
• Используйте соединенные комплекты с внутренней рециркуляцией мощности
• Забудьте о центробежных нагрузках на подшипники планетарной передачи

Инжир.8: Настройка с рециркуляцией мощности, коэффициент = 41,1, КПД = 61,6%. Расчеты, полученные с использованием программного обеспечения Integrated Gear.

Советы по дизайну и подводные камни

В заключение, вот несколько советов по дизайну, которые следует принять, и подводных камней, которых следует избегать при проектировании планетарных шестерен. Помните, что проектирование на стандартных центрах приведет к более высокому удельному скольжению и более низкой эффективности. Если вы боретесь с зацеплением, удаление одного зуба планетарной шестерни улучшит зацепление как солнечного, так и кольцевого зацепления. Убедитесь, что допускается «плавание», или укажите очень плотное расположение, и допуски на биение или распределение нагрузки будут меньше ожидаемых.Наконец, используйте тангенциальные нагрузки и скорости по продольной оси для определения передачи мощности и потерь в сетке.

Рис. 9: Схема системы свободного тела

Как и любой другой навык, проектирование планетарных шестерен становится легче с практикой. По мере того как уходящие на пенсию инженеры уносят с собой свои ноу-хау, молодые инженеры продолжают работать с того места, где они остановились. Хотя этот краткий учебник не может охватить все нюансы планетарной передачи, мы надеемся, что она послужит отправной точкой для инженеров, которым поручено разработать свой первый комплект планетарной передачи, и, возможно, даже послужит периодическим обновлением для более опытных дизайнеров.

Методология

Интегрированное программное обеспечение зубчатых передач (IGS) UTS использовалось для выполнения расчетов, показанных на рисунках 7 и 8. IGS — это комплексная система знаний о зубчатых передачах, которая помогает конструкторам оптимизировать свои конструкции, устранять шум и преждевременный выход из строя, снижать затраты на проектирование и производство, а также сократить время выхода на рынок. См. Документ ANSI / AGMA 6023-A-88 или ASME Paper 68-MECH-45, автор P.W. Дженсен для получения дополнительной информации о планетарных передачах.

Что такое планетарные передачи?

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

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

Как используются планетарные передачи?

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

В каких отраслях промышленности используются планетарные передачи?

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

Отрасли промышленности, использующие планетарные передачи:

Как можно использовать планетарную передачу?

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

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

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

Подробнее о планетарных передачах:

Чтобы узнать больше о том, как можно использовать планетарные редукторы в соответствии с вашими потребностями, заполните форму ниже:

Планетарные передачи

Задача шестерен — передавать крутящий момент и для изменения скорости вращения или крутящего момента между входом и выходом.Когда необходимо увеличить крутящий момент, часто используются планетарные передачи, особенно в автомобильной промышленности. Примером может служить их использование в раздаточных коробках полноприводных автомобилей. Планетарные передачи устанавливаются в ступицах ведущих колес грузовиков и автобусов, а также строительной и сельскохозяйственной техники, где они позволяют транспортным средствам переходить на низкую скорость. Раннее применение планетарных шестерен до сих пор иногда встречается в виде ступичных колес велосипедов. Благодаря своей компактной конструкции они эффективно увеличивают крутящий момент, несмотря на относительно небольшое пространство ступицы колеса.Планетарные передачи характеризуются высоким КПД с высокой передачей крутящего момента даже в очень небольших строительных пространствах. Они подходят для работы по часовой стрелке и против часовой стрелки, а также для переменного, постоянного или прерывистого режима работы.

Конструкция планетарных шестерен

Планетарные шестерни также называют планетарными зубчатыми передачами. Они содержат входной и выходной валы соосно. Они состоят из ряда шестерен, расположенных вокруг центральной шестерни.Поскольку это устройство напоминает планеты, вращающиеся вокруг Солнца, центральное колесо также называют солнечной шестерней, а окружающие — планетными шестернями. Они расположены внутри внешнего зубчатого колеса. Солнечная шестерня приводится в движение двигателем и передает свое движение на окружающие планетарные шестерни, которые катятся по окружающему зубчатому колесу и, таким образом, равномерно вращаются вокруг солнечной шестерни. Планетарные передачи установлены на шарнирном держателе, который соединен с выходным валом. Скорость вращения на выходе ниже, чем у привода, а крутящий момент на выходе выше в обратной пропорции.Чем больше зубчатые колеса сцепляются друг с другом, тем выше крутящий момент. Обычно одна планетарная передача содержит от трех до четырех планетарных шестерен.

Планетарные шестерни обычно представляют собой комбинацию нескольких шестерен, переключаемых друг за другом и позади друг друга, на основе этой простой базовой формы. Несколько простых планетарных редукторов могут быть объединены в составной редуктор. Это позволяет ступице переключения передач на велосипеде иметь более трех скоростей, которые обычно достигаются с помощью простого набора передач.

Режимы работы планетарных шестерен

Как правило, планетарная шестерня состоит из трех валов — солнечной шестерни, водила планетарной передачи и внешнего зубчатого венца. Однако часто движение одного из валов останавливается, так что вход и выход находятся на других валах. Какой вал или колесо удерживается, что служит входом, а какое выходом, зависит от конструктивных задач. В некоторых случаях также используется трехвальный режим, при котором либо два вала приводятся в движение, а один является приводным (суммирующие шестерни), либо наоборот (распределительные шестерни).Возможна также временная трехвальная работа. Здесь третий вал зафиксирован фрикционной муфтой. Под нагрузкой двухвальная работа может быть прервана, а затем восстановлена ​​путем отсоединения и сцепления.

Планетарные шестерни в двухвальном режиме

В принципе, когда дело доходит до выбора двух из трех валов, а также оборота между ведущим и ведомым валами, существует шесть возможных комбинаций. При работе с двумя валами различают стоячую трансмиссию и вращающуюся трансмиссию.При стоячей трансмиссии валы солнечной шестерни и внешнего кольца находятся в движении. Водило планетарной передачи заблокировано и либо закреплено на корпусе, либо остановлено тормозом. Солнечная шестерня входит в зацепление с несколькими планетарными шестернями, которые передают общую силу на внешнее кольцо.

У вращающейся трансмиссии внешняя коронная шестерня неподвижна и образует раму. Солнечная шестерня и вал водила планетарной передачи образуют входной и выходной валы. Этот режим работы обеспечивает более высокие передаточные числа, чем при стоячей передаче, поэтому большинство промышленных планетарных редукторов имеют такую ​​конструкцию.

Планетарные передачи в трехвальном режиме

В трехвальном режиме планетарный редуктор функционирует как суммирующий или распределительный механизм. Распределительный механизм имеет один ведущий вал и два ведомых вала. Передаточное число двух выходных валов должно быть определено. Классическое приложение — это распределение мощности на два колеса ведущего моста автомобиля (дифференциал с передним приводом). В случае полного привода два межосевых дифференциала дополняются межосевым дифференциалом.В гибридных электромобилях мощность двигателя распределяется на колеса и электрический генератор. Суммирующие коробки передач также используются в гибридных транспортных средствах для объединения мощности двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя (параллельный гибрид).

Преимущества планетарных передач

  • Высокий КПД
  • Компактная конструкция
  • Высокая удельная мощность

Планетарные передачи характеризуются высоким КПД; они также демонстрируют более высокую удельную мощность по сравнению с другими типами шестерен благодаря своей компактной конструкции.В частности, использование внешнего зубчатого венца снижает как объем, так и массу этого типа зубчатого колеса. Он также обеспечивает передачу высокого крутящего момента в небольшом строительном пространстве благодаря использованию нескольких комбинаций параллельных зубьев с несколькими вращающимися колесами. Поскольку крутящий момент распределяется по нескольким зубчатым колесам, усилия на зубьях меньше, чем в других типах зубчатых колес. Кроме того, синхронизация не требуется, а это значит, что можно переключать передачи, не прерывая тяги. Поскольку все шестерни постоянно зацепляются друг с другом, планетарный редуктор работает с низким уровнем шума.

Недостатки планетарных шестерен

  • Сложная конструкция
  • Более высокое рассеивание мощности, чем у прямозубых шестерен
  • Сложные подшипники

Недостатками планетарных шестерен являются их сложная конструкция и более высокие потери мощности по сравнению с цилиндрическими шестернями. Поскольку мощность передается по крайней мере через два зуба с зацеплением, рассеиваемая мощность вдвое больше, чем у простой прямозубой шестерни. Кроме того, для этого типа шестерен требуются сложные подшипники, особенно если они будут использоваться как трехвальные.

Планетарные шестерни от Harmonic Drive®

Компактные и точные планетарные шестерни Harmonic были разработаны для удовлетворения требований высокой точности вплоть до диапазона редукции менее 45: 1. Планетарные передачи Harmonic Drive AG отличаются непревзойденной компактностью, отсутствием увеличения люфта в течение всего срока службы и превосходной точностью повторения в диапазоне ± 20 угловых секунд.

Зубчатая передача с солнечной, планетарной и коронной шестернями

Описание

Блок планетарной шестерни моделирует зубчатую передачу с солнечной, планетарной и кольцевой шестернями.Планетарные передачи широко распространены в системах трансмиссии, где они обеспечивают высокие передаточные числа. в компактной геометрии. Водило, соединенное с приводным валом, удерживает планетарные шестерни. Порты C , R и S представляют собой валы, соединенные с водилом планетарной шестерни, коронной шестерней и солнечной шестерней.

Блок моделирует планетарную передачу как структурный компонент на основе Sun-Planet и Ring-Planet. Simscape ™ Блоки Driveline ™.На рисунке показана блок-схема этого структурного компонента.

Чтобы повысить точность модели шестерни, вы можете указать такие свойства, как шестерня. инерция, потери зацепления и вязкие потери. По умолчанию инерция шестерни и вязкостные потери считаются незначительными. Блок позволяет указать инерцию внутренние планетарные шестерни. Чтобы смоделировать инерцию водила, солнца и зубчатого венца, подключить Simscape Блоки инерции к портам C , S и R .

Тепловая модель

Вы можете моделировать влияние теплового потока и изменения температуры за счет включения дополнительного теплового порта. Включить порт, набор Модель трения от до В зависимости от температуры Эффективность .

Уравнения

Зависимости идеальной шестерни и передаточные числа

Блок планетарной шестерни накладывает две кинематические и две геометрические зависимости,

где:

  • r C — радиус несущая шестерня.

  • ω C угловой скорость несущей шестерни.

  • r S — радиус солнечная шестерня.

  • ω S угловой скорость солнечной шестерни.

  • r P — радиус планетарная передача.

  • ω p угловой скорость планетарных шестерен.

  • r R — радиус кольцевая шестерня.

Передаточное отношение кольцевой солнечной шестерни

, где N — количество зубьев на каждом механизм.

С точки зрения этого отношения ключевое кинематическое ограничение:

(1 + gRS) ωC = ωS + gRSωR.

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

Предупреждение

Передаточное число г RS должно быть строго больше единицы.

Передача крутящего момента

gRSτS + τR– τloss = 0,

где:

  • τ S — передача крутящего момента для солнечной шестерни.

  • τ R — передача крутящего момента для зубчатого венца.

  • τ потеря — передача крутящего момента потеря.

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

Неидеальные ограничения и потери зубчатого колеса

В неидеальном случае τ потери ≠ 0. Для получения дополнительной информации см. Модельные шестерни с потерями.

Допущения и ограничения

  • Предполагается, что инерцией зубчатой ​​передачи можно пренебречь.

  • Шестерни рассматриваются как жесткие детали.

  • Кулоновское трение замедляет моделирование. Для получения дополнительной информации см. Регулировка точности модели.

Сравнение прямозубых и планетарных редукторов

Maxon Precision Motors Inc.

Две наиболее распространенные и доступные конструкции редукторов — это прямозубая и планетарная версии.У каждого из них есть свои преимущества и недостатки в зависимости от конкретного приложения.

Цилиндрические редукторы

сконструированы таким образом, что две шестерни (одноступенчатые) работают вместе для увеличения крутящего момента приводного двигателя. Каждая шестерня в прямозубой зубчатой ​​передаче несет полную крутящую нагрузку. Поэтому эти редукторы используются там, где указаны более низкие крутящие моменты. Люфт также является частой проблемой при использовании редуктора. Люфт зависит от формы и точности зубьев шестерни, а также от точности монтажа шестерни.То же самое и с эффективностью. Взаимодействие между этими двумя — люфтом и эффективностью — заключается в том, что увеличение механического люфта между шестернями хорошо для эффективности и плохо для люфта. В целом цилиндрические зубчатые передачи являются более простыми и наименее дорогими из двух.

Планетарные редукторы имеют более сложную конструкцию. Входной вал приводит в движение центральную (солнечную) шестерню, которая затем вращает окружающие (планетарные) шестерни. Такое расположение позволяет каждой планетарной шестерне передавать крутящий момент в идеальной синхронизации с другими.Планетарные редукторы распределяют свою крутящую нагрузку на несколько «планетарных» шестерен, что приводит к большему выходному крутящему моменту и снижает давление на каждой отдельной передаче.

Редукторы обоих типов изготавливаются из различных металлов и пластмасс, включая латунь, сталь, никелевую сталь и другие сплавы. Важные конструктивные факторы включают размер шестерен и количество зубьев на каждой из этих шестерен. Это определяет передаточные числа для выходного крутящего момента и скорости вала.

При правильной обработке можно получить одинаковый люфт как в цилиндрических, так и в планетарных редукторах.Для стандартных передач люфт составляет от 1 ° до 2 °. Планетарные и цилиндрические зубчатые передачи могут обеспечить КПД одноступенчатого агрегата до 90%. (Все редукторы могут включать несколько ступеней, но такой подход также увеличивает длину устройства.) Передаточные числа как для прямозубых, так и для планетарных редукторов варьируются от почти единицы до нескольких тысяч до единицы.

Как правило, цилиндрические редукторы работают тише планетарных редукторов. На всех зубчатых передачах шум увеличивается на более высоких скоростях, но учтите, что шум зависит от формы зуба, взаимодействия зубьев и используемого материала.Стальные зубчатые колеса являются наиболее прочными, что делает их идеальными для работы с высоким крутящим моментом, в то время как пористые спеченные зубчатые колеса лучше удерживают смазку. (Смазка играет важную роль при рассмотрении срока службы.)

Чаще всего выбор того, какой тип редуктора использовать, зависит от крутящего момента редуктора, в то время как выбор передаточного числа в первую очередь относится к пределу входной скорости, необходимому для данного применения. Независимо от того, прямозубая или планетарная, скорость зависит в основном от того, для чего предназначено устройство.Конструкция формы зуба — это процесс оптимизации и компромисса, который влияет на скорость, крутящий момент, эффективность и люфт, а также на уровень шума — и все комбинации этих факторов.

% PDF-1.6 % 80 0 объект > эндобдж xref 80 65 0000000016 00000 н. 0000002330 00000 н. 0000002466 00000 н. 0000002529 00000 н. 0000003068 00000 н. 0000003861 00000 н. 0000004620 00000 н. 0000005398 00000 н. 0000006236 00000 п. 0000006347 00000 н. 0000006383 00000 п. 0000006430 00000 н. 0000006554 00000 н. 0000007374 00000 н. 0000007460 00000 п. 0000008222 00000 н. 0000008884 00000 н. 0000009569 00000 н. 0000010175 00000 п. 0000010855 00000 п. 0000010938 00000 п. 0000011613 00000 п. 0000012964 00000 п. 0000014114 00000 п. 0000015300 00000 п. 0000016501 00000 п. 0000017236 00000 п. 0000017355 00000 п. 0000017961 00000 п. 0000018619 00000 п. 0000019763 00000 п. 0000019876 00000 п. 0000021075 00000 п. 0000021534 00000 п. 0000021756 00000 п. 0000021870 00000 п. 0000022218 00000 п. 0000022565 00000 п. 0000022994 00000 п. 0000023509 00000 п. 0000023934 00000 п. 0000024593 00000 п. 0000025417 00000 п. 0000031188 00000 п. 0000041255 00000 п. 0000042075 00000 п. 0000042123 00000 п. 0000042590 00000 н. 0000051789 00000 п. 0000054987 00000 п. 0000055368 00000 п. 0000055710 00000 п. 0000055950 00000 п. 0000058600 00000 п. 0000059032 00000 н. 0000059069 00000 п. 0000060359 00000 п. 0000061179 00000 п. 0000066806 00000 п. 0000072150 00000 п. 0000075802 00000 п. 0000075889 00000 п. 0000076540 00000 п. 0000078684 00000 п. 0000001628 00000 н. трейлер ] / Назад 508457 >> startxref 0 %% EOF 144 0 объект > поток % S) 2z0isRNfZ ~ nP6: = _ # whJ & q-PfR $ Cna [0UxUAcV ~ ju> u # a ؐ g ije WO | \ kc-d²j + i = JcJTd {CXqX 㵺.DS-sJ6? .5 = IAE / KNkuAOw «» J [5eb \ t̽XJl7 $ D8B] ZT ݏ E93 + Wm’3} _q [sy4gdC 7N`xDol} `w @ — + t) \ 2hWvNw% d +; S7mEJ {Rx) 8.3Ao7mC / h3

Семинар: Эффективность планетарных редукторов

Аннотация

Планетарные зубчатые передачи

являются предпочтительными во многих трансмиссиях из-за их преимуществ, таких как более высокая удельная мощность, более низкие радиальные опорные нагрузки, более низкий уровень шума, большая кинематическая гибкость и нечувствительность к производственным ошибкам по сравнению с зубчатыми передачами с контрвалом. Одним из потенциальных недостатков планетарных передач являются потери мощности из-за нескольких ветвей планетарной передачи, что приводит к увеличению количества зубчатых зацеплений и подшипников.Источники потерь мощности планетарной передачи разделены на две категории: потери, зависящие от нагрузки и не зависящие от нагрузки. Основными компонентами зависящих от нагрузки потерь мощности являются механические потери в зубчатом зацеплении и планетарном подшипнике, в то время как не зависящие от нагрузки потери мощности формируются за счет сопротивления зубчатого колеса и водила, вязких потерь планетарного подшипника и потерь от зазоров в зубчатом зацеплении. В этом докладе сначала представлены новые основанные на физике модели для прогнозирования механических потерь планетарных подшипников и потерь при зарезании зубчатых зацеплений косозубого зубчатого зацепления, а затем общая методология, которая объединяет модели ключевых компонентов планетарных потерь мощности для прогнозирования как зависимости от нагрузки, так и нагрузки. -независимые потери мощности планетарного ряда, включая механические потери в зацеплении шестерен, механические и вязкие потери в подшипниках планетарных передач, потери зазубривания зубчатых зацеплений, а также потери на сопротивление зубчатому колесу и водилу.Набор строго контролируемых измерений потерь мощности представлен в широком диапазоне рабочих условий, чтобы оценить достоверность методологии прогнозирования. В конце резюмируются другие текущие и будущие исследовательские интересы.

О динамике

Доктор Дэвид Талбот в настоящее время является научным сотрудником факультета MAE Университета штата Огайо. Он получил докторскую степень в области машиностроения в штате Огайо в 2012 году. Его исследования сосредоточены на междисциплинарных проблемах передачи энергии в аэрокосмической, транспортной, ветроэнергетической отраслях и промышленных редукторах.Его конкретные исследовательские работы включают моделирование распределения нагрузки компонентов передачи мощности, моделирование и измерение эффективности зубчатых передач, подшипников и систем передачи энергии, динамику и вибрации зубчатых колес, а также моделирование процесса производства зубчатых колес.

Организатор: профессор Ахмет Кахраман

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.