Планетарный редуктор и планетарная передача

Рассмотрен принцип действия планетарной передачи, указаны преимущества и недостатки применения планетарных редукторов. Приведена схема планетарной передачи и расчет передаточного отношения редуктора.

Планетарный редуктор и планетарная передача

Зубчатая передача

Зубчатая передача

Устройство планетарного механизма основано на вращении тел зубчатой передачи, которые непосредственно взаимодействуют с главным двигателем. Именно такое соединение и служит для передачи силы от редуктора до других механизмов с изменением скорости их вращения. Таким образом происходит передача крутящего момента от двигателя на колеса через основную ось, главную шестерню и сателлиты.

Вообще устройство зубчатой передачи достаточно простое и понятное. Вот, что входит в конструкцию обычной передачи.

Для соединения с главной передачей имеются две зубчатые шестерни, таким образом происходит зацепление. При движении происходит передача скорости вращения с главной шестерни на ведомую за счет зацепов. Наименьшее колесо в конструкции называется шестерней, а наибольшее будет главным и ведомым колесом.

Планетарный механизм

Схема планетарной передачи

Редукторы с зубчатой передачей, колеса которых имеют движущиеся оси, называются планетарными. Внутри расположены зубчатые колеса, перемещающиеся на своих, геометрических осях. Такие шестерни получили название сателлиты, потому что вся конструкция очень похожа на солнечную систему. Главные шестерни называются центральными колесами. Сателлиты крепятся на своих осях и вращаются вокруг главной передачи при помощи водила, которое движется так же, как и центральное колесо, вокруг главной оси. Центральное колесо остается неподвижным, а другие шестерни можно заблокировать или разблокировать полностью.

Если центральное колесо неподвижно, то второе постоянно движется. Ведущим здесь является вал подвижного колеса, а ведомым-водила. Если разблокировать все зубчатые колеса вместе с ведомым, то такая передача будет дифференциальной. Выделяют два основных и ведущих звена и одно ведомое.

При подробном рассмотрении простейшей планетарной передачи мы видим: ведущее колесо или водило, ведомое с тремя сателлитами, вращающимися вокруг центральной оси и центральное, неподвижное колесо.

Передаточное отношение

Чтобы рассчитать передаточное отношение редуктора, необходимо заметить определенное количество неподвижных звеньев(1,2,3 и Н) и условно задать им поступательное вращение со скоростью wH, равное скорости вращения водила, но с обратным знаком. Скорость зацепления зубчатых колес не изменяется. Таким образом скорость + wH +(- wH)=0, то есть водило будет остановлено. Если водило неподвижно, тогда планетарная передача превращается в зубчатую, где все колеса неподвижны. Сателлиты не учитываются. Их вращение будет положительным при одинаковом вращении шестерен, а отрицательным при противоположном вращении:i=(? 1 -? H)/(? 3 -? H)=-(z 3 /z 1), где z 1 и z. Если колесо 3 закреплено неподвижно, то угловая скорость водила Н = 1 /[1+(z 3 /z 1)], а передаточное отношение i =1+z 3 /z 1.

Как обычно, для работы редуктора с одноступенчатой передачей при больших нагрузках становится мало, поэтому стали изготавливать двух и трех ступенчатые редукторы, а иногда и четырех ступенчатые. Чаще всего применяется двухступенчатая передача.

Двухступенчатая планетарная передача.

Схема двухступенчатой планетарной передачи

Для других редукторов передаточное отношение высчитывается таким же способом.

Для двухступенчатого редуктора, где центральное колесо 1—ведущее, водило Н2 — ведомое, центральные колеса 3 и 4 закреплены в корпусе, передаточное отношение i=1+z 2 z 3 /z 1 z 4.

При всех достоинствах планетарного редуктора, нужно знать, что при сильном вращении шестерни, КПД всего механизма сильно ухудшается.

Нагрузка от центрального колёса водила восприниматься всеми шестеренками (1-6) одинаково, при этом их размеры значительно меньше, чем у обычной передачи. Следовательно, главными преимуществами планетарной передачи являются большая скорость вращения, небольшой вес и компактность. Дифференциальные передачи используются в автомобиле для разложения движения, а так же в различных станках. К минусам такой передачи относится ее трудоемкое изготовление и сложная сборка на предприятии. Такие редукторы благодаря своим преимуществам находят свое применение во многих отраслях производства: в машиностроении, приборах, станкостроении, в транспорте.

 

Использован материал из книги «Детали машин» Гузенков П. Г.

Планетарный мотор-редуктор

Так же по теме предлагаем статью «Планетарный редуктор» с примером расчета передаточного отношения и анимированными схемами ступеней планетарного редуктора.

Планетарный редуктор описание,преимущества,характеристики,принцип работы

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.

Характеристики основных разновидностей этого устройства

В конструкции планетарного ряда АКПП применяют различные типы зубчатых передач. Выделяют три основные наиболее распространенные: цилиндрические, конические и волновые.

Цилиндрические

Зубчатые механизмы передают момент между параллельными валами. В конструкцию цилиндрической передачи входит две и более пар колёс. Форма зубьев шестерней может быть прямой, косой или шевронной. Цилиндрическая схема простая в производстве и действии. Применяется в коробках передач, бортовых редукторах, приводах. Передаточное число ограничено размерами механизма: для одной колёсной пары достигает 12. КПД — 95%.

Читать

Зачем нужна нейтралка на АКПП, переключение и движение накатом на автомате

Конические

Колёса в конической схеме преобразуют и передают вращение между валами, расположенными под углом от 90 до 170 градусов. Зубья нагружены неравномерно, что снижает их предельный момент и прочность. Присутствие сил на осях усложняет конструкцию опор. Для плавности соединения и большей выносливости применяют круговую форму зубьев.

Производство конических передач требует высокой точности, поэтому обходится дорого. Угловые конструкции применяются в редукторах, затворах, фрезерных станках. Передаточное отношение конических механизмов для техники средней грузоподъёмности не превышает 7. КПД — 98%.

Волновые

Во волновой передаче отсутствуют солнечная и планетные шестерни. Внутри коронного колеса установлено гибкое зубчатое колесо в форме овала. Водило выступает в качестве генератора волн, и выглядит в виде овального кулачка на специальном подшипнике.

Гибкое стальное или пластмассовое колесо под действием водила деформируется. По большой геометрической оси зубья сцепляются с короной на всю рабочую высоту, по малой оси зацепление отсутствует. Движение передаётся волной, создаваемой гибким зубчатым колесом.

Во волновых механизмах КПД растёт вместе с передаточным числом, превышающим 300. Волновая передача не работает в схемах с кинематической характеристикой ниже 20. Редуктор выдает 85% КПД, мультипликатор — 65%. Конструкция применяется в промышленных роботах, манипуляторах, авиационной и космической технике.

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.

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.

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.

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.

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.

Редуктор – принцип устройства и действия

Конструкция планетарной передачи имеет набор зубчатых колёс на вращающейся оси:

1. Основной элемент – «солнечное» колесо, расположенное в центре.
2. Важной деталью системы является водило, оно фиксирует оси остальных шестерёнок (сателлитов).
3. Сателлиты – это шестерёнки одного размера, расположенные вокруг центрального колеса.
4. Кольцевая шестерёнка – она объединяет все части редуктора, и контактирует с сателлитами. Это единственная деталь редуктора, которая находится в неподвижном состоянии.

Вращение центрального колеса приводит в движение сателлиты, которые перемещаются по периметру кольцевой шестерёнки. Этот процесс вращает оси сателлитов, а они дают движение водилу.

Плюсы и минусы планетарного редуктора

Устройство является популярным, так как обладает рядом положительных качеств:

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

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

Планетарный редуктор имеет и ряд недостатков:

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

Область применения планетарных передач

Планетарная схема используется в:

• редукторах;
• автоматических и механических коробках передач;
• в приводах летательных аппаратов;
• дифференциалах машин, приборов;
• ведущих мостах тяжёлой техники;
• кинематических схемах металлорежущих станков.

Планетарную коробку передач применяют в агрегатах с переменным передаточным отношением, затормаживая водило. В гусеничной технике для сложения потоков мощности элементы в планетарном механизме не блокируют.

Передаточное отношение

Передаточное отношение в планетарном редукторе визуальным способом определить сложно, так как существуют разные способы приводить в движение систему. В планетарной передаче, одна деталь фиксируется, а другие выступают как ведущая и ведомая. Передаточное число зависит от зубчиков всех шестерёнок, от их количества, и от закреплённого элемента.

Передаточные отношения бывают:

• положительные – когда оба зубчатых колеса с одним направлением;
• отрицательные – если шестерёнки движутся в разных направлениях.

Если неподвижно водило, то передаточное число равно S/А, где S – центральное колесо, A – количество зубьев шестерёнки.

При блокировании кольцевой шестерёнки, к водилу подаётся мощность, и тогда ПО солнечной шестерёнки менее 1 и будет выглядеть как 1+A/S.

При закреплении кольцевой шестерёнки, а прохождении мощности через центральное колесо, ПО равно 1/(1 + A/S). Оно является наибольшим числом, которое возможно получить при планетарной передаче.

Подбор чисел зубьев планетарных передач

Число зубьев колёс подбирают на первом этапе расчёта планетарной схемы по заранее установленному передаточному отношению. Особенность проектирования планетарного ряда заключается в соблюдении требований правильной сборки, соосности и соседства механизма:

• зубья сателлитов должны совпадать с впадинами солнца и эпицикла;
• планеты не должны задевать друг друга зубьями. На практике более 6 сателлитов не используют из-за трудностей равномерного распределения нагрузки;
• оси водила, солнечного и коронного колёс должны совпадать.

Основное соотношение подбора зубьев передачи через передаточное число выглядит так:

i = 1+Zкорона/Zсолнце,

где i — передаточное число;

Читать

Причины если буксует АКПП при переключении

Zn — количество зубьев.

Условие соосности соблюдается при равных межосевых расстояниях солнечного колеса, короны и водила. Для простой планетарной зубчатой передачи проверяют межосевые расстояния между центральными колёсами и сателлитами. Равенство должно удовлетворять формуле:

Zкорона= Zсолнце+2×Zсателлит.

Чтобы между планетами оставался зазор, сумма радиусов соседних шестерней не должна превышать осевое расстояние между ними. Условие соседства с солнечным колесом проверяют по формуле:

sin (π/c)> (Zсателлит+2)/(Zсолнце+Zсателлит),

где с — количество сателлитов.

Планетные колёса размещаются равномерно, если соотношение зубьев короны и солнца к количеству сателлитов окажется целым:

Zсолнце/с = Z;

Zкорона/с = Z,

где Z — целое число.

Виды планетарных редукторов

Отличительная черта планетарных редукторов – наличие двух и более степеней свободы. А скорость звена, напрямую связана с угловой скоростью остальных звеньев.

Существует несколько видов передач:

1. Одноступенчатая – наиболее простой вариант с небольшими габаритами.
2. Многоступенчатая – используется для получения большего придаточного числа.

Планетарные редукторы отличаются по расположению валов: вертикальному или горизонтальному.

Кроме того, планетарная передача различается по зацеплению зубчатых колёс, встречаются:

• Прямые (традиционный способ) – так как монтаж такой конструкции самый простой. Используется при небольших скоростях и не высоких нагрузках.
• Косозубые – его использование способно понизить шум редукторов, однако осевые нагрузки усложняют подбор подшипников. Угол наклона равен 18 градусам, ход более плавный, используются на скоростях среднего и высокого уровня.
• Шевронные – зубцы направлены в разные стороны. Рекомендованы для передач с высокими нагрузками. Преимущества данного вида – практически отсутствует осевая нагрузка на подшипник, это продлевает срок службы всего узла. Данный вид передачи даёт возможность увеличивать наклонный угол зубьев, до 40 градусов. Недостаток вида – его дороговизна.

Советы по подбору планетарного редуктора

Перед выбором планетарного редуктора проводят точный расчёт нагружения и режимов работы механизма. Определяют тип передачи, осевые нагрузки, температурный диапазон и типоразмеры редуктора. Для тяжёлой спецтехники, где нужен большой крутящий момент при малых скоростях, выбирают редуктор с высоким передаточным отношением.

Чтобы сбавить угловую скорость, не снижая крутящего момента, применяют привод с электродвигателем и редуктором. При выборе мотор редуктора учитывают:

• эксплуатационную нагрузку;
• момент вала на выходе;
• частоту вращения входного и выходного валов;
• мощность электродвигателя;
• монтажное исполнение.

Выход из строя

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

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

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

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

Чтобы или сделать заявку, нажмите на кнопку ниже:

Планетарный редуктор: устройство и принцип работы

Одним из механизмов, который применяется для передачи и преобразования вращающего момента является планетарный редуктор. Это одна из разновидностей механических устройств, ее отличительная особенность – в применении планетарной передачи, которая и передает нужную энергию.

Такие агрегаты можно встретить в различных станках, приборах и силовых передачах.

Они часто используются в коробках перемены передачи, в дифференциалах в автомобилях, в различной строительной технике. Особенно эффективно применение подобных узлов вместе с электродвигателем. Разберемся, что такое планетарный редуктор и в чем его отличия от других типов устройств.

Навигация по статье

Из чего состоит планетарная передача

Как работает планетарный редуктор

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

Из чего состоит планетарная передача

Как мы уже отметили, агрегат имеет в своей основе планетарную передачу. Она строится на основе зубчатого механизма, в котором оси некоторых колес являются подвижными и вращаются вокруг определенной оси. Во многом это напоминает движение планет, из-за чего такая передача и получила свое характерное название.

Планетарная передача может состоять из различных элементов.

Мы рассмотрим ее на примере наиболее универсальной и популярной схемы. В состав входят следующие детали:

• Солнечная шестерня. Представляет небольшое зубчатое колесо, имеющее внешние зубья. Располагается в самом центре механизма.
• Коронная шестерня (эпицикл). Зубчатое колесо большого диаметра, которое имеет уже внутренние зубья.
• Сателлиты. Это – небольшие зубчатые колеса, имеющие внешние зубья. Они находятся между двумя шестернями и одновременно зацеплены с каждой из них.
• Водило. Небольшая деталь, которая служит для механического соединения всех сателлитов. На водиле располагаются основные оси вращения сателлитов.

В качестве входного элемента в узле может использоваться как солнечная или коронная шестерня, так и водило. Аналогично, в качестве выходного элемента передачи служит один из трех компонентов системы. Схема планетарного редуктора часто предполагает неподвижность третьего элемента, тогда передача работает по принципу повышающего или понижающего редуктора.

Если узел является движущимся, то передача чаще выступает в роли дифференциала.

Планетарная передача обычно применяется в приводах малой мощности в составе планетарных редукторов. Такой механизм может включать сразу несколько передач, которые собираются последовательно, то есть представляют отдельные ступени механизма. Первая ступень устанавливается непосредственно на вал, далее на водило первой передачи устанавливается солнечная шестерня второй передачи и т. д.

Как работает планетарный редуктор

Работа и показатели агрегата во многом зависят от кинематической схемы привода. При простейшей конструкции планетарной передачи работа всего агрегата происходит по следующему принципу. Солнечная шестерня приводится во вращение. Одновременно с ней начинают двигаться сцепленные сателлиты. По мере всего движения сателлиты перекатываются по солнечной и коронной шестерне, приводя в движение водило. Такой принцип работы планетарного редуктора характерен для агрегатов с остановленным эпициклом.

Также в качестве входа часто используется солнечная шестерня, а в качестве выхода – водило. Как мы уже отметили, для входа и выхода может применяться один из трех элементов передачи. Оставшийся третий – затормаживается. Изменение входа и выхода влияет на величину и знак передаточного числа. Всего возможно шесть различных способов включения передачи.

В некоторых случаях возможно одновременное вращение и солнечной шестерни, и эпицикла, и водила. В этом случае механизм будет работать в качестве дифференциала, что позволит сложить угловые скорости на разных входах или разложить – на выходах.

В классическом исполнении планетарный редуктор включает в себя червячные или зубчатые пары, различные уплотнения, сальники и т. д. Частным примером такого устройства служит шариковый подшипник, корпус которого состоит из двух компонентов – крышки и основания.

Мощность устройств тоже различается в зависимости типоразмеров и конструктивных особенностей. Например, в линейке FLENDER представлены узлы горизонтального и вертикального исполнения с мощностью от 30 до 13000 кВт.

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

На практике основой для редуктора планетарного типа становится именно планетарная передача. Помимо нее, в состав механизма входит корпус, опорные подшипники и два вала (входной и выходной). Также в конструкцию могут включаться различные детали для подключения двигателя, вала нагрузки и т. д.

Мы уже отметили, что очень часто используется принцип последовательного подключения нескольких планетарных передач. Связано это с тем, что передаточное число узлов находится в диапазоне 25–400, тогда как на практике нередко требуются более высокие значения. В результате можно увеличить показатели до нескольких десятков тысяч.

Планетарный редуктор, как правило, имеет маленький диаметр, особенно, если сравнивать его с устройствами с похожим номинальным моментом.

Существует множество разновидностей редукторов такого типа, которые различаются по конструкции и своим характеристикам. Например, некоторые виды планетарных редукторов имеют несколько солнечных шестерен, эпициклов и водил. Также нередко плоскости вращения элементов не параллельны друг другу (в так называемых пространственных механизмах), а располагаются под углом.

При построении устройства с использованием зубчатых колес (например, косозубых), удается придать агрегату новые свойства. Например, сделать его малошумным или более надежным.

Изменению нередко подвергается и количество сателлитов. В стандартном агрегате применяется от трех до шести компонентов (в среднем эта цифра составляет 3–4). Форма сателлитов также может быть самой разной: популярностью пользуются двухвенцовые зубчатые колеса и подпружиненные элементы.

Также можно найти механизмы с различным люфтом. Он может составлять от нескольких градусов (в стандартных вариантах) или быть практически нулевым (в низколюфтовых редукторах, имеющих специальную конструкцию).

В целом же устройство и принцип работы планетарных редукторов схож с агрегатами другого типа. Как показывает практика, такие механизмы обеспечивают оптимальное распределение нагрузки и высокую точность работы приводов. При необходимости специалисты «Ф и Ф» готовы ответить на оставшиеся вопросы и помочь вам с выбором агрегата такого типа!

Другие статьи

Предохранительные муфты

Предохранительные муфты входят в число наиболее ответственных узлов привода, обеспечивающих не только передачу крутящего момента, но и защиту оборудования от чрезмерных нагрузок и др. нештатных ситуаций. Компания «Ф и Ф», в качестве официального представителя в России, предлагает большой выбор муфт одного из ведущих мировых производителей –  компании  FLENDER.

Привод для конвейера

В организации ритмичной работы технологической цепочки промышленных предприятий конвейер играет одну из главных, если не главную роль. При правильном проектировании и использовании надежного оборудования конвейер будет приносить огромную прибыль, при недочётах и непродуманном выборе производителя и поставщика – простои и материальные убытки.

Муфты – виды и применение

Муфты применяются практически во всех производственных и промышленных отраслях. Насчитывается несколько десятков разновидностей таких узлов, которые различаются по форме, размерам и принципу работы.

Планетарная передача

— схема, детали, принцип работы, преимущества, недостатки Это зубчатая передача, состоящая из одной или нескольких внешних шестерен (сателлитных шестерен), вращающихся вокруг центральной (солнечной шестерни). Планетарная шестерня установлена ​​на подвижном рычаге (водиле), который сам может вращаться относительно солнечной шестерни. Системы эпициклических зубчатых передач могут также включать в себя использование внешнего зубчатого венца или кольцевого кольца, которое входит в зацепление с планетарными шестернями.

На рисунке показан пример планетарной передачи. Он используется для увеличения скорости вывода. Водило планетарной передачи приводится в действие входным крутящим моментом. Солнечная шестерня обеспечивает выходной крутящий момент, а зубчатый венец неподвижен.

Части планетарной передачи

Передаточное число:

Передаточное число в планетарной передаче может различаться конструкцией зубьев шестерни и способами входного вращения в шестерню.

Детали планетарного редуктора:

Три основных компонента планетарной передачи:

1. Солнце: центральная шестерня

2. Водило планетарной передачи: удерживает одну или несколько периферийных планетарных шестерен одинакового размера в зацеплении с солнечной шестерней

3. Кольцевая или зубчатая передача: внешнее кольцо с обращенными внутрь зубьями, которые входят в зацепление с планетарной шестерней или шестернями

Во многих планетарных передачах, среди трех основных компонентов, один компонент удерживается неподвижно; один компонент вводится, обеспечивает питание системы, а последний компонент выводится, получает питание от системы. Отношение входного вращения к выходному вращению зависит от количества зубьев в каждой шестерне и от того, какой компонент удерживается неподвижно.

Планетарная коробка передач Схема:

простая планетарная коробка передач Схема

Конструкция планетарной коробки передач:

В планетарной коробке передач планетарная зубчатая передача является очень общим термином. По сути, он включает в себя 3 шестерни: солнечную шестерню, планетарную шестерню и зубчатый венец, основная концепция заключается в том, что множество передаточных чисел можно получить из небольшого объема по сравнению с другими типами зубчатых передач, которые занимают больше места. В отличие от простых зубчатых передач, планетарная зубчатая передача требует определения более одного входа для получения конкретного выхода, что делает анализ немного сложным и неинтуитивным.

Работа эпициклического редуктора:

Принцип работы эпициклического редуктора основан на том факте, что фиксация любой из шестерен, т. е. солнечной шестерни, планетарной шестерни и кольцевой шестерни, выполняется для получения требуемого крутящего момента или выходной скорости. Поскольку фиксация любого из вышеперечисленных причин вызывает изменение передаточных чисел от высокого крутящего момента до высокой скорости. Итак, давайте посмотрим, как получаются эти передаточные числа.

Первое передаточное отношение:

Это обеспечивает высокие передаточные числа крутящего момента для транспортного средства, которые помогают транспортному средству двигаться из его исходного состояния и получаются путем фиксации кольцевой шестерни, которая, в свою очередь, вызывает сателлиты. водило вращается за счет энергии, подаваемой на солнечную шестерню.

Второе передаточное число:

Обеспечивает высокие передаточные числа для транспортного средства, которые помогают транспортному средству развивать более высокую скорость во время движения. Эти передаточные числа получаются путем фиксации солнечной шестерни, которая, в свою очередь, делает водило планетарной передачи ведомым элементом. и кольцевой приводной элемент для достижения высоких передаточных чисел.

Передаточное число заднего хода:

Эта передача меняет направление выходного вала, что, в свою очередь, меняет направление движения автомобиля. солнечная шестерня водительского члена.

Примечание- Большее передаточное отношение скорости или крутящего момента может быть достигнуто за счет увеличения количества планетарной и солнечной шестерен в эпициклическом редукторе.

В одном случае водило планетарной передачи удерживается неподвижно, а солнечная шестерня используется в качестве входа. В этом случае планетарные шестерни просто вращаются вокруг своих осей со скоростью, определяемой количеством зубьев в каждой шестерне. Если солнечная шестерня имеет зубья S, а каждая планетарная шестерня имеет зубья P, то отношение равно -S/P. Это вращение планетарных шестерен может, в свою очередь, приводить в движение кольцевое пространство в соответствующем соотношении. Если кольцо имеет зубья P, то кольцо будет вращаться на число оборотов P/A за каждый оборот планетарных шестерен.

Итого:

1. Один оборот солнечной шестерни приводит к – S / P оборотам сателлитов

2. Один оборот планетарной шестерни приводит к P / A оборотам кольца

3. Один оборот солнечной шестерни приводит к -S / A оборотам кольца

В одной ситуации кольцо может также удерживаться фиксированным, с входом на водило планетарной передачи; выходное вращение затем производится солнечной шестерней. Эта конфигурация произведет увеличение передаточного числа, равное 1+A/S.

Все они описываются уравнением:

(2+n)ωa + 2ωs – 2(1+n) ωc = 0

Где n — коэффициент формы планетарной передачи, определяемый по формуле: n = Ns/ Np

Преимущества и недостатки планетарной передачи

Преимущества планетарной коробки передач: 

Планетарный редуктор предлагает ряд явных преимуществ, которые делают его интересной альтернативой традиционным типам передач, таким как редукторы с косозубыми и параллельными валами. в приложениях, требующих:

• Высокие передаточные числа
• Компактный и легкий с передачей высокого крутящего момента
• Высокие радиальные нагрузки на выходной вал
• Работает тише
• Равномерное распределение нагрузки на все шестерни с большим контактом зубьев.
• Все шестерни постоянно находятся в зацеплении, поэтому смена одной шестерни на другую возможна без потерь.

Недостатки планетарных передач

• Сложность

• Сборка шестерен ограничена конкретными зубьями на передаточное число

• Расчеты эффективности затруднены

• Ведущее и ведомое оборудование должны быть на одной линии, чтобы избежать дополнительного зацепления

Применение планетарной зубчатой ​​передачи:

• Хороший пример повседневное применение планетарной системы передач — автоматическая трансмиссия автомобиля.
  
• Планетарные зубчатые передачи используются в задней передаче токарных станков, дифференциалах автомобилей, подъемниках, шкивах, наручных часах и т. д.
• Планетарные зубчатые передачи используются для передачи высоких передаточных чисел с помощью шестерен среднего размера в сравнительно меньшем пространстве.

---

Эл. к Сосудам под давлением Сосуды, резервуары и трубопроводы, которые транспортируют, хранят или получают жидкости, называются сосудами под давлением. Сосуд высокого давления определяется как сосуд с давлением…

Продолжить чтение

ссылка на Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

Шарнирное соединение — детали, схема, расчет конструкции, применение

Шарнирное соединение Шарнирное соединение используется для соединения двух стержней, находящихся под действием растягивающих нагрузок. Однако, если соединение направляется, стержни могут выдерживать сжимающую нагрузку. Шарнирное соединение…

Продолжить чтение

Конструкция, детали, функции, соотношение и использование [PDF]

Из этой статьи вы узнаете  что такое планетарная передача?   Его конструкция, детали, функции, преимущества и использование объясняются  Картинки . Если вам нужен файл PDF ? Скачать его можно в конце статьи.

Что такое планетарная передача?

Планетарные передачи лежат в основе современного машиностроения и используются в основных промышленных машинах и электромобилях. Они также известны как эпициклические шестерни, состоят из двух шестерен, так что центр одной шестерни вращается вокруг центра другой.

Водило, соединяющее центры двух шестерен, вращает планетарную и солнечную шестерни так, что их делительные окружности катятся без проскальзывания. Точка делительной окружности планетарной передачи очерчивает эпициклоиду. В этом случае солнечная шестерня неподвижна, а планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни.

В начале 1900-х годов первая трансмиссия с планетарными передачами была сделана на автомобиле Wilson-Pilcher, произведенном в Великобритании. В настоящее время большинство инженеров используют планетарные передачи в приложениях, требующих таких свойств, как высокая плотность крутящего момента, эффективность работы и долговечность.

Читайте также: Как работает распределитель зажигания в двигателе? [PDF]

Детали планетарной передачи

Ниже приведены основные части планетарной передачи:

1. Солнечная шестерня (центральная шестерня)
2. Несколько планетарных шестерен
3. Кольцевая шестерня (внешняя шестерня)
4. Водило планетарной передачи

№1 Солнечная шестерня (центральная шестерня)

В планетарной передаче солнечная шестерня приводит в движение окружающие ее планетарные шестерни, закрепленные на водиле во избежание проскальзывания во время работы. Когда солнечная шестерня приводится в движение, планетарные шестерни вращают зубчатый венец (также известный как внешняя шестерня).

#2 Многопланетарные шестерни

Обычно планетарная передача имеет две шестерни, одна планетарная шестерня входит в зацепление с солнечной шестерней, а другая входит в зацепление с планетарным зубчатым венцом. Они используются в качестве редукторов скорости. Они используются для замедления двигателей и увеличения крутящего момента.

Основной и основной функцией планетарных передач является передача крутящего момента и изменение скорости вращения или крутящего момента между входным и выходным валами.

Зубчатый венец №3 (внешнее зубчатое колесо)

Нагрузка от солнечной шестерни распределяется на несколько планетарных шестерен, которые используются для привода внешнего кольца, вала или шпинделя. Зубчатый венец вращается в том же направлении, что и солнечная шестерня, обеспечивая тем самым обратное направление.

#4 Водило планетарной передачи

Водило планетарной передачи удерживает планетарную шестерню, которая вращается вокруг себя с вращением, противоположным водилу планетарной передачи. Обычно он соединяет центры двух шестерен и обеспечивает их вращение без проскальзывания.

Читайте также: Что такое шарнирный сустав и как он работает? [PDF]

Конструкция планетарной передачи

Планетарная передача — это очень общий термин, поскольку эта концепция очень адаптируема, в основном, она включает в себя. Три шестерни, солнечная шестерня, планетарная шестерня и зубчатый венец, а также множество передаточных чисел могут быть получены из небольшого объема по сравнению с другими типами зубчатых передач, которые занимают больше места.

В отличие от простых зубчатых передач, планетарная передача требует определения более одного входа для получения конкретного выхода. Многие выходные данные можно получить, зафиксировав шестеренку, то есть сделав ее неподвижной, подав входную мощность на другую шестерню и получив выходную мощность от третьей шестерни.

Солнечная шестерня расположена в центре сборки. Он входит в зацепление с зубьями планетарных шестерен, планетарные шестерни представляют собой небольшие шестерни, встроенные в каркас, называемый водилом планетарной передачи.

Изготавливается из чугуна, алюминия или стали и имеет вал для каждой планетарной шестерни, планетарные шестерни окружают центральную ось солнечной шестерни и окружены кольцом, которое является самой большой частью простой набор.

Солнце является центром Солнечной системы с планетами, вращающимися вокруг него, отсюда и название планетарной передачи.

Читайте также: Какие типы карданных валов используются в автомобилях?

Работа планетарной передачи

Каждый элемент планетарной передачи может вращаться или находиться в состоянии покоя, передача мощности возможна только через планетарную передачу. Поскольку один из членов находится в состоянии покоя, два члена сцеплены вместе.

Изображение: Википедия

Когда ни один член не задержан или не заблокирован, существуют нейтральные условия. Любой из трех элементов может использоваться в качестве ведущего или входного элемента, в то время как другой элемент может быть удержан от вращения и, таким образом, становится неподвижным элементом, а третий элемент становится выходным элементом.

В зависимости от того, какой элемент является приводным, какой удерживается и какой приводится в движение, планетарная передача обеспечивает либо увеличение крутящего момента, либо увеличение скорости. Кроме того, направление вывода также может быть изменено с помощью различных комбинаций.

В комбинациях и коронная шестерня, и солнечная шестерня являются входными элементами, они вращаются по часовой стрелке с одинаковой скоростью, внутренние зубья коронной шестерни, вращающейся по часовой стрелке, пытаются вращать планетарные шестерни по часовой стрелке, но солнечная шестерня, которая вращается по часовой стрелке, пытается вращать планетарные шестерни против часовой стрелки, эти противодействующие силы блокируют планетарные шестерни от вращения.

Таким образом, весь планетарный ряд вращается как единое целое, обеспечивая прямой привод.

Читайте также: Различные типы систем трансмиссии и их применение

Передаточное число планетарной передачи

Одноступенчатая планетарная передача состоит из кольцевого (кольца) с внутренними зубьями и окружающего его ленточного тормоза. В центре этой шестерни находится солнечная шестерня S, являющаяся частью входного вала. Солнечная шестерня и кольцевая шестерня соединены серией сателлитов P, установленных на водиле C и объединенных с выходным валом.

Для передачи крутящего момента солнечная шестерня, водило или кольцевая шестерня должны находиться в неподвижном состоянии.

Рассмотрена ситуация, когда неподвижна только кольцевая шестерня. При вращении вала входной солнечной шестерни с фиксированным ленточным тормозом кольцевой шестерни планетарные шестерни одновременно вращаются вокруг своих осей и вращаются вокруг оси входной солнечной шестерни по внутренней окружности кольцевой шестерни.

Таким образом, ведущий и вторичный валы поддерживают оси планетарной передачи, также вращаются, но с меньшей скоростью, чем входной вал.

Let,

• TA = количество зубьев на кольцевой, внутренней или кольцевой шестерне
• TS = количество зубьев на солнечной или центральной шестерне
• TP = количество зубьев на планетарной шестерне
• TC = количество эффективных зубьев на плече или водило планетарной передачи

Кроме того, TA = TS + 2TP и TC = TS + TA

Передаточное число первой передачи

Кольцевая шестерня удерживается в неподвижном состоянии, а водило планетарной передачи приводится в движение мощностью, подаваемой на солнечную шестерню.

Передаточное число второй передачи

Солнечная шестерня удерживается неподвижно. Водило планетарной передачи является ведомым элементом, а кольцевая шестерня — ведущим элементом.

Задняя передача

Здесь строгальный носитель удерживается неподвижно. Кольцевая шестерня приводится в движение солнечной шестерней, на которую подается мощность.

Преимущества планетарной передачи

1. Обеспечивает более компактный узел, работающий вокруг общей центральной оси.
2. Редукторы и корпуса редукторов имеют сравнительно меньшие габаритные размеры.
3. Этот набор шестерен является более гибким по сравнению с обычным набором шестерен.
4. Эти типы зубчатых передач занимают меньше места.
5. Эта шестерня имеет высокое передаточное число и больший крутящий момент.
6. Обычно имеет компактные размеры.
7. Вместо нагрузки только на одну пару шестерен она распределяется по нескольким зубчатым колесам.

Недостатки планетарного редуктора

1. Общая стоимость планетарного редуктора будет выше, чем у обычного редуктора.
2. Конструкция и изготовление планетарных передач довольно сложны и сложны.
3. Определение эффективности планетарной передачи было бы сложной задачей.
4. Зубчатая передача требует точности передачи, поэтому это довольно сложно.
5. Некоторые типы планетарных передач издают больше шума при работе.
6. Чтобы игнорировать любую дополнительную передачу, ведущий и ведомый элементы должны сойтись.

Применение планетарной передачи

1. Эти шестерни обычно используются для увеличения крутящего момента в роботах.
2. Кроме того, он также используется в печатных машинах для уменьшения скорости роликов.
3. Используется в упаковочных машинах для воспроизводимых продуктов в промышленности.
4. Кроме того, он также используется в таких приводах, как колесный привод, гусеничный привод, конвейер, поворотный привод, привод подъемного устройства и привод лебедки.
5. Они также используются в насосах, инжекторах ГНКТ и приводах режущих головок.

Подведение итогов

Планетарные передачи широко используются в различных отраслях промышленности. Поскольку шестерня является одним из важнейших компонентов планетарного механизма, эти шестерни будут влиять на всю систему трансмиссии.

Эти шестерни имеют много преимуществ, таких как повышенный крутящий момент, меньший сравнимый размер, меньший вес, более высокий КПД и многое другое.

---

Надеюсь, я рассказал все о « Планетарная передача ». Если у вас остались сомнения или вопросы по этой теме, вы можете связаться с нами или задать в комментариях, я вам отвечу. Если вам понравилось, поделитесь этим в кругу друзей и распространите знания.

Хотите получать бесплатные PDF-файлы прямо на свой почтовый ящик? Тогда подпишитесь на нашу рассылку.

Адрес электронной почты

Загрузить эту статью в формате PDF:

Щелкните здесь, чтобы загрузить

Кроме того, мы также написали множество статей, некоторые из которых упомянуты ниже:

1. Как работает универсальный шарнир? Типы и применение
2. Каков принцип работы маховика в двигателе?
3. Типы шатунов: работа и применение

Внутреннее устройство коробки передач — Руководство по игре 0

Изменить эту страницу

Переключить боковую панель оглавления

По сути, редуктор — это просто набор шестерен и корпус, который их соединяет. Редукторы имеют выходное передаточное число , конечное передаточное отношение между входным валом двигателя и конечным выходным валом.

Клемма

Редуктор

Также известен как передаточное число. В любой вращательной системе передачи мощности (обычно включающей двигатели и сервоприводы в FTC) передаточное отношение определяет как количество оборотов на входе системы, так и количество оборотов на выходе.

Например, мотор-редуктор NeveRest 20 состоит из немодифицированного мотора NeveRest и планетарного редуктора с передаточным числом 20:1 (или, если говорить, «20 к 1»). Это означает, что для того, чтобы выходной вал редуктора повернулся 1 раз, входной вал двигателя должен повернуться 20 раз. Передаточные числа являются одним из наиболее важных соображений при проектировании компонента силовой передачи.

Любой двигатель или сервопривод FTC имеет два свойства: скорость и крутящий момент (или вращательное усилие). Эти два свойства обратно пропорциональны, что означает, что увеличение скорости уменьшает крутящий момент, и наоборот. Например, если кто-то хочет сделать механизм быстрее за счет крутящего момента, удвоив скорость этой коробки передач 20: 1, он уменьшит передаточное отношение в 2 раза. Поскольку 20 разделить на 2 равно 10, новое желаемое соотношение будет 10:1 (это называется ускорением). Однако, если кто-то хочет вместо этого удвоить крутящий момент, сделав систему более мощной и надежной за счет скорости, он должен увеличить передаточное число в 2 раза, оставив передаточное число 40:1 (это называется передаточным числом). вниз).

Наиболее распространенными способами повышения или понижения передачи являются редукторы, шестерни, звездочки и шкивы с ременным приводом, все из которых существуют в различных размерах.

В FTC редукторы могут быть более распространены, чем вы думаете — к каждому двигателю прикреплен редуктор. Эти редукторы относятся к одному из следующих двух типов: цилиндрические или планетарные. Ниже мы даем подробный анализ каждого из этих типов редукторов. Просто для пояснения: нижеприведенные редукторы отделены от базового двигателя.

Цилиндрические редукторы

Term

Цилиндрический редуктор

Цилиндрический редуктор имеет цилиндрические шестерни, которые расположены друг над другом. Редуктор достигается за счет шестерен разного размера в одной плоскости.

Цилиндрические редукторы

представляют собой набор передаточных чисел, часто наложенных друг на друга для достижения большого сложного передаточного числа (например, 40: 1). Каждое отдельное передаточное число имеет только две передачи — одна может быть 8:1, другая может быть 5:1, но конечное передаточное число будет 40:1. Эти редукторы используются в двигателях серии Andymark NeveRest Classic и goBILDA серии 5201, а также в двигателях REV HD Hex. Из-за особенностей конструкции этих коробок передач каждая передача имеет только несколько зубьев от каждой включенной шестерни, и эти зубья несут всю нагрузку коробки передач. Цилиндрический редуктор легко повредить от ударной нагрузки, а при поломке одной шестерни перестанет работать весь редуктор.

Наконечник

Не рекомендуется использовать цилиндрические редукторы в устройствах с высокими нагрузками, таких как трансмиссии или рычаги. Вместо этого используйте планетарные редукторы.

Пример цилиндрического редуктора. Обратите внимание, что все шестерни зацепляются только с одной другой шестерней.

Преимущества цилиндрических редукторов

Как правило, цилиндрические редукторы дешевле планетарных. Однако в FTC это изменение цены часто минимально. Планетарный редуктор 20:1 от REV всего на 4 доллара больше, чем цилиндрический редуктор 20:1

Цилиндрические редукторы

от разных производителей не взаимозаменяемы. Однако они сопоставимы и практически неотличимы по производительности. Здесь главное учитывать вашу желаемый редуктор, желаемые соединения двигателя и желаемый тип выходного вала .

Планетарные редукторы

В планетарных редукторах

используется более сложная система зубчатых передач, обеспечивающая надежную передачу в компактном пространстве. В автомобильной технике планетарные редукторы могут достигать нескольких различных передаточных чисел без изменения размера шестерни, но все планетарные редукторы, которые вы увидите в FTC, достигают только одного передаточного числа.

Терминал

Планетарный редуктор

Планетарная передача состоит из центральной шестерни (солнечной шестерни), вокруг которой вращаются шестерни меньшего размера (планетарные шестерни). Внешний радиус имеет зубчатый венец, который удерживает другие шестерни на месте.

Планетарные редукторы

используются в серии Andymark Orbital, некоторых планетарных и ультрапланетарных двигателях REV HD Hex, а также в широком ассортименте планетарных мотор-редукторов goBILDA. Кроме того, AndyMark продает несколько планетарных коробок передач на вторичном рынке под названием NeveRest Sport и 57 Sport, а VEXpro продает настраиваемую коробку передач VersaPlanetary. Как видно из рисунка ниже, на одну ступень зацепляется больше зубьев, чем в цилиндрическом редукторе.

Пример ступени планетарного редуктора. Обратите внимание, как солнечная шестерня входит в зацепление с несколькими шестернями.

Преимущества планетарных редукторов

• Люфт меньше, чем у аналогов с прямозубым редуктором. Люфт определяется как зазор или потеря движения, вызванные зазорами между деталями. Это легко объяснить, надев колесо или шестерню на вал двигателя и слегка вращая его. Деталь должна иметь возможность немного покачиваться без приложения к ней значительной силы. Это вызвано тем, что зубья шестерни внутри коробки передач не могут идеально сцепляться, и то же самое для цепи и звездочек или любой другой формы передачи мощности. Однако планетарные редукторы имеют меньший люфт, поскольку у них меньше ступеней передач.

• Эффективность выше, чем у цилиндрических редукторов. Типичный двухступенчатый цилиндрический редуктор имеет КПД около 85%, тогда как большинство двухступенчатых планетарных редукторов имеют КПД 94%.

• Грузоподъемность выше у планетарных редукторов.