Angrenaj planetar

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 4 august 2022; verificările necesită 38 de modificări .

Angrenaj planetar (PP) - transmisie mecanică a mișcării de rotație , datorită designului său, capabil să modifice, să adauge și să desfășoare vitezele unghiulare de intrare și/sau cuplul în cadrul unei axe geometrice de rotație . De obicei este un element de transmisie al diferitelor mașini tehnologice și de transport.

Din punct de vedere structural, PP este întotdeauna un set de roți dințate interblocate (cel puțin 4), dintre care unele (cel puțin 2) au o axă de rotație fixă geometrică comună, iar cealaltă parte (de asemenea, cel puțin 2) are axe de rotație mobile. , rotindu-se concentric pe așa-numitul „purtător” în jurul celui nemișcat. Angrenajele de pe o axă fixă sunt întotdeauna conectate între ele, nu direct, ci prin angrenaje pe osii mobile și datorită faptului că acestea din urmă sunt capabile nu numai să se rotească față de prima, ci și să ruleze în jurul lor, transmițând astfel translația. mișcarea către purtător, toate legăturile PP, cărora li se poate aplica/înlătura puterea, au posibilitatea de a se roti diferențial , cu singura condiție ca viteza unghiulară a oricărei astfel de legături să nu fie absolut haotică, ci este determinată de unghiular. vitezele tuturor celorlalte legături. În acest sens, PP este similar cu un sistem planetar , în care viteza fiecărei planete este determinată de viteza tuturor celorlalte planete din sistem. Principiul diferențial de rotație a întregului sistem, precum și faptul că în forma sa canonică un set de angrenaje care alcătuiesc PP este asamblat într-un fel de soare și planete care se mișcă epiciclic pe orbită, conferă acestei transmisii mecanice astfel de definiții internaționale. inerent numai lui ca planetar , diferential (din latinescul diferenta - diferenta, diferenta) sau epiciclic , fiecare dintre acestea fiind sinonim in acest caz .

Din punctul de vedere al mecanicii teoretice, un angrenaj planetar este un sistem mecanic cu două sau mai multe grade de libertate . Această caracteristică, care este o consecință directă a designului, este o diferență importantă între PP și orice alte roți dințate de mișcare de rotație, care au întotdeauna un singur grad de libertate. Și această caracteristică conferă PP-ului însuși calitatea importantă că, în ceea ce privește influențarea vitezelor unghiulare de rotație, PP poate nu numai să reducă aceste viteze, ci și să le adauge și să le desfășoare, ceea ce, la rândul său, îl face principala acționare mecanică. unitate nu numai a diferitelor cutii de viteze planetare , ci și a dispozitivelor precum diferențiale și însumarea PP .

Istoricul creației

Designer arab Ibn Khalaf el-Muradi (secolul XI) - autorul manuscriselor de inginerie - " Kitab al-asrar " ( arab. كتاب الأسرار في نتائج الأفكار ‎, Cartea Secretelor ). Aceste scrieri conțineau inovații importante, care conțineau instrucțiuni pentru angrenajul planetar. [unu]

Angrenaj planetar și mecanism planetar

În terminologia inginerească rusă, termenii angrenaj planetar (denumit în continuare - PP) și angrenaj planetar (în continuare - PM) sunt adesea presupuși a fi sinonimi. Diferențele sunt că termenul PP este de obicei folosit în contextul unei înțelegeri fundamentale a dispozitivului unei anumite transmisii de mișcare de rotație, mai ales dacă dispozitivul unei astfel de transmisii nu este evident (ascuns de corp / carter) sau o astfel de transmisie. are anumite proprietăți unice inerente doar unuia planetar, iar acest lucru este necesar să subliniem atenția. Iar termenul PM este folosit pentru a se referi la un mecanism specific al pârghiei de viteză și există criterii care vă permit să descrieți în mod clar PM ca o unitate de asamblare ca parte a unei unități sau unități mai mari și să determinați câte și care PM sunt utilizate în o anumită transmisie a mișcării de rotație.

Compoziția mecanismului planetar

Designul PP / PM se bazează pe diferite combinații de trei legături principale și mai multe legături auxiliare identice. Trei legături principale cu o axă comună de rotație - două angrenaje centrale și un suport. Legături auxiliare - un set de angrenaje identice pe axe mobile de rotație și rulmenți.

Un mic angrenaj central cu dinți externi se numește angrenaj solar sau soare (C) .
Un angrenaj central mare cu dinți interni se numește coroană, angrenaj epiciclic sau epiciclu (E) .
Purtătorul (B) este baza PM - este o parte integrantă a absolut orice PM și piatra de temelie a întregii idei de transfer de rotație printr-un sistem planetar cu o conexiune diferențială. Purtătorul este un mecanism de pârghie - de obicei o furcă spațială, a cărei axă „bază” coincide cu axa PM în sine, iar axele „dinților” cu sateliții montați pe ei se rotesc concentric în jurul său în planul / planurile angrenaje centrale. Axele „dinților” sunt așa-numitele axe mobile sau axele sateliților
Angrenajele planetare sau sateliții ( Ш ) sunt roți dințate (sau grupuri de roți) cu dinți externi. În acest caz, sateliții sunt în angajare simultană și constantă cu ambele trepte centrale ale PM. Numărul de sateliți din PM variază de obicei de la doi la șase (cel mai adesea trei, deoarece cu doar trei sateliți nu este nevoie de mecanisme speciale de echilibrare) și nu are o valoare exactă pentru funcționalitatea PM. În diverși sateliți PM sunt utilizați cu o singură jantă (o angrenare simplă), cu jantă dublă (două angrenaje coaxiale cu un butuc comun), cu trei jante și așa mai departe. De asemenea, sateliții pot fi împerecheați - adică situați pe axele unui purtător și angrenați în perechi.

Roțile dințate care compun PM pot fi de orice tip cunoscut: pinten, elicoidal, chevron, melcat. Tipul de angajament nu este în general important și nu afectează funcționarea fundamentală a PP.

În orice PM, axele de rotație ale angrenajelor centrale și ale suportului coincid întotdeauna. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că axele sateliților vor fi întotdeauna paralele cu axa principală. Ca și în cazul angrenajelor simple, aici sunt posibile axele paralele, încrucișate și care se intersectează. Un exemplu de a doua opțiune este un diferențial între roți cu roți dințate conice. Un exemplu de a treia opțiune este diferențialul autoblocant Torsen cu angrenaj melcat.

Orice PM, indiferent dacă este simplu sau complex, plat sau spațial, pentru performanța sa trebuie să aibă un purtător cu sateliți și cel puțin două din orice angrenaje centrale. Definiția „oricare doi” înseamnă că poate fi nu numai un soare și un epiciclu, ci și doi sori și niciun epiciclu, sau două epicicluri și niciun soare. Trei legături, inclusiv purtătorul, sunt o condiție necesară și suficientă pentru ca PM să îndeplinească funcțiile de transmitere a puterii și de adăugare/extindere a fluxurilor: să funcționeze ca o cutie de viteze (inclusiv una cu mai multe viteze), ca un diferențial sau un PP de însumare. . De asemenea, trei legături stau la baza unui astfel de termen tehnic în limba rusă precum mecanismul diferențial cu trei legături (sau TDM).

Formal, mecanismele care constau doar din două verigi - de la purtător și doar un singur angrenaj central - pot fi numite și planetare. De fapt, astfel de PM-uri cu două legături sunt greu de adaptat inteligent pentru a efectua orice activitate: nu sunt potrivite pentru transferul de putere de la o legătură principală la alta și numai în anumite condiții pot funcționa ca o transmisie directă prea complicată. O creștere a numărului de verigi principale de un PM în sus - până la 4 sau mai mult - este posibilă atât formal, cât și efectiv, cu toate acestea, în același timp, astfel de PM-uri nu dobândesc nicio proprietate nouă, deși primesc rapoarte de transmisie mai disponibile teoretic. și poate oferi anumite avantaje de aspect PP proiectat.

PM simplu și complex, angrenaj planetar

Criteriul de împărțire a PM-ului în simplu și complex este numărul legăturilor sale principale (și anume, cele principale, iar numărul de sateliți nu contează). Un PM simplu are doar trei verigi principale: un transportator și oricare două angrenaje centrale. Cinematica permite doar 7 (șapte!) PM care se încadrează în această condiție: unul este cel mai comun și cunoscut, așa-numitul „elementar”, cu un set de sateliți cu o singură ramă ai schemei SVE ; trei PM cu sateliți cu două coroane ( SVE , SVS , EVE ) și trei PM cu sateliți interconectați perechi (SVE, SVS, EVE)).

Există multe PM-uri mai complexe decât altele simple. Numărul lor exact nu a fost determinat din cauza lipsei unei astfel de nevoi, iar cele mai comune dintre ele sunt prezentate în figură. La fel ca PM-urile simple, cele complexe au un singur suport, dar pot exista trei sau mai multe trepte centrale. În același timp, ca parte a unui PM complex, este întotdeauna speculativ să se distingă mai multe PM simple (în special: trei într-o legătură cu patru și șase într-o legătură cu cinci), fiecare dintre ele include două roți dințate centrale și un purtător comun. .

Fiecare set de angrenaje centrale și sateliți care se rotesc în același plan formează un așa-numit angrenaj planetar. Un PM simplu cu un set de sateliți cu o singură ramă este pe un singur rând. Toate cele trei PM simple cu sateliți cu două coroane sunt pe două rânduri. PM cu sateliți interblocați perechi ai schemei SVE - un singur rând; Schemele SHS și EVE sunt pe două rânduri. Astfel, toate PM simple pot fi fie cu un singur rând, fie cu două rânduri. PM complex, la rândul său, poate fi de două, trei și patru rânduri. Numărul superior de rânduri într-un PM complex nu este limitat formal, deși, de fapt, cele cu cinci rânduri sunt deja foarte rare, deși în ansamblurile de angrenaje planetare utilizate în cutii de viteze planetare cu mai multe trepte, numărul total de rânduri poate fi de cinci sau mai mult. . Adesea se presupune că termenii PM și angrenaj planetar sunt sinonimi, dar, în general, acest lucru nu este adevărat: chiar dacă în unele cazuri ambii termeni pot însemna același lucru, trebuie amintit întotdeauna că semnificația lor este oarecum diferită.

PM planare și spațiale

Prezența a mai mult de un rând planetar în compoziția unui PM nu înseamnă că acesta este spațial. Indiferent de câte rânduri, dar dacă planurile de rotație ale tuturor componentelor fiecărui rând de angrenaje sunt paralele, atunci un astfel de PM va rămâne plat. Criteriul de distincție a unui PM plat de unul spațial este prezența nu doar a mai multor planuri de rotație a angrenajelor sale constitutive, ci și prezența planurilor neparalele ale rotației lor. Planurile de rotație ale legăturilor în PM spațial nu trebuie să fie strict perpendiculare între ele și pot fi în orice unghi arbitrar. Un exemplu de PM spațială poate fi un diferențial conic simetric, similar cu cel utilizat la antrenarea roților motrice ale unei mașini. Dar un diferențial cilindric similar ca design, care este utilizat în același loc și îndeplinește exact aceleași funcții, va rămâne un PM plat.

PM-urile spațiale nu diferă în funcție de funcționalitatea lor de PM-urile plate similare ca compoziție. Alegerea unuia sau altuia PM ca bază a unui anumit software este doar o chestiune de economie sau preferințe de design. Același diferențial de axă transversală simplu este aproape întotdeauna realizat pe baza unui PM spațial, nu pentru că unul plat nu este potrivit, ci mai degrabă, pentru anumite considerente de aspect. În plus, în mod ciudat, un PM spațial pentru a îndeplini funcții similare poate necesita mai puține viteze și piese în general. Așadar, același diferențial cu axă transversală în versiunea spațială necesită doar 4 trepte de viteză identice, dintre care două vor merge la doi sori și doi până la doi sateliți. În cazul unei versiuni plate, vor fi necesare cel puțin șase astfel de viteze și cel mai probabil opt și, în același timp, vor fi cu siguranță de două dimensiuni diferite.

2 grade de libertate PM

O caracteristică unică a oricărui PM, care îl deosebește de toate celelalte angrenaje, este că are două grade de libertate. În ceea ce privește un simplu PM cu trei linkuri, aceasta înseamnă că înțelegerea vitezei unghiulare de rotație a oricărei legături principale nu oferă o înțelegere clară a vitezelor unghiulare ale celorlalte două verigi principale, chiar dacă toate rapoartele de transmisie din interiorul PM sunt cunoscut. Aici, toate cele trei verigi principale sunt în legătură diferențială între ele, iar pentru a determina vitezele unghiulare ale acestora, este necesar să se cunoască vitezele unghiulare a cel puțin două dintre ele. Aceasta este o diferență importantă între PM și alte mecanisme de angrenare, în care vitezele unghiulare ale tuturor elementelor sunt conectate printr-o dependență liniară, iar vitezele unghiulare ale tuturor celorlalte elemente pot fi întotdeauna determinate cu precizie din viteza unghiulară a unui element, indiferent de importanță. cati sunt. Și aceasta este baza proprietăților unice inerente oricărui PM: capacitatea de a schimba viteza unghiulară la ieșire cu viteză unghiulară constantă la intrare, capacitatea de a împărți și a însuma fluxurile de putere și toate acestea cu viteze cuplate constant.

Orice PM, indiferent dacă este simplu sau complex, are de fapt doar două grade de libertate. Pentru un PM simplu, acest lucru este confirmat și de observarea vizuală a funcționării unui astfel de mecanism și a ecuației Chebyshev . Pentru PM complexe, acest lucru nu este evident vizual, iar ecuația Chebyshev poate permite teoretic existența a trei grade de libertate pentru astfel de PM, ceea ce implică prezența a patru legături care sunt într-o relație diferențială între ele. Dar, de fapt, astfel de PM complexe vor fi inoperabile fizic în acele sarcini practice pentru care sunt create și toate PM complexe operabile vor rămâne la două grade. Indiferent de numărul de legături principale ale oricărui PM complex funcțional, în el, precum și într-un PM simplu, doar trei legături principale vor fi în conexiune diferențială între ele, iar restul legăturilor principale, indiferent câte există. sunt, vor avea o relație liniară cu oricare dintre cele trei de mai sus. Încercările de a crea PM-uri complexe cu trei sau mai multe grade reale de libertate sunt considerate nepromițătoare și toate PM-urile operabile de trei și patru grade se bazează pe asamblarea de PM-uri de două grade interblocate secvenţial.

Raport de transmisie

Raportul de transmisie al unei astfel de transmisii este destul de dificil de determinat vizual, în principal pentru că sistemul poate fi condus în rotație în diferite moduri.

Când se folosește un angrenaj planetar ca cutie de viteze , unul dintre cele trei elemente principale ale sale este fixat nemișcat, în timp ce celelalte două servesc ca stăpân și sclav. Astfel, raportul de transmisie va depinde de numărul de dinți ai fiecărei componente, precum și de ce element este fixat.

Luați în considerare cazul în care suportul este fix și puterea este furnizată prin angrenajul solar. În acest caz, angrenajele planetare se rotesc pe loc cu o viteză determinată de raportul dintre numărul lor de dinți față de angrenajul solar. De exemplu, dacă desemnăm numărul de dinți ai angrenajului solar ca , iar pentru angrenajele planetare luăm acest număr ca , atunci raportul de transmisie va fi determinat de formula , adică dacă angrenajul solar are 24 de dinți și angrenajele planetare au 16 dinți, atunci raportul de transmisie va fi , sau , ceea ce înseamnă rotația angrenajelor planetare cu 1,5 spire în direcția opusă față de soare. $S$ $P$ ${\frac {S}{P}}$ $-{\frac {24}{16}}$ $-{\frac {3}{2}}$

În plus, rotația angrenajelor planetare poate fi transferată la inelul dințat, cu raportul de transmisie corespunzător. Dacă angrenajul inelar are dinți, atunci se va roti în raport cu angrenajele planetare. (În acest caz, nu există niciun minus înaintea fracțiunii, deoarece angrenajele se rotesc într-o direcție cu angrenaj intern). De exemplu, dacă există 64 de dinți pe inelul dințat, atunci raportat la exemplul de mai sus, acest raport va fi , sau . Astfel, combinând ambele exemple, obținem următoarele: $A$ ${\frac {P}{A}}$ ${\frac {16}{64}}$ ${\frac {1}{4))$

O revoluție a angrenajului solar dă revoluții ale angrenajelor planetare; $-{\frac {S}{P}}$
O rotație a angrenajului planetar dă rotații ale angrenajului inel. ${\frac {P}{A}}$

Ca urmare, dacă suportul este blocat, raportul total de transmisie al sistemului va fi egal cu . $-{\frac {S}{A}}$

Dacă angrenajul inelar este fix și puterea este furnizată transportatorului, raportul de transmisie față de angrenajul solar va fi mai mic de unu și va fi . ${\frac {1}{(1+{{\frac {A}{S}}})}}$

Dacă reparați angrenajul inel și aduceți putere angrenajului solar, atunci puterea ar trebui să fie îndepărtată de la purtătorul de planete. În acest caz, raportul de transmisie va fi egal cu . Acesta este cel mai mare raport de transmisie care poate fi obținut într-un angrenaj planetar. Astfel de angrenaje sunt utilizate, de exemplu, în tractoare și echipamente de construcții, unde este necesar un cuplu mare pe roți la viteze mici. $1+{\frac {A}{S}}$

Toate cele de mai sus pot fi descrise prin următoarele două ecuații (derivate din condiția absenței alunecării angrenajelor de împerechere și, prin urmare, a egalității arcurilor străbătute de punctele situate pe cercuri pe unitatea de timp):

{\begin{aligned}A\left(\omega _{a}-\omega _{c}\right)=P\omega _{p}\\S\left(\omega _{s}-\omega _ {c}\right)=-P\omega _{p}\end{aliniat}}

Iată vitezele unghiulare, respectiv: ale angrenajului inelar, purtătorului, angrenajelor planetare în raport cu purtătorul și angrenajului solar. Prima ecuație caracterizează rotația purtătorului în raport cu roata inelară, a doua descrie rotația angrenajului solar față de purtător. $\omega _{a},\omega _{c},\omega _{p},\omega _{s}$

Dacă excludeți din ecuații prin adăugarea lor, obțineți o ecuație: . Întrucât numărul de dinți ai angrenajului satisface întotdeauna condiția (pe baza unor relații geometrice simple, deoarece diametrul angrenajului solar și două diametre ale sateliților sunt plasate în diametrul angrenajului inelar), într-un alt mod această ecuație poate fi scrisă ca : $\omega _{p}$ $A\omega _{a}+S\omega _{s}=(A+S)\omega _{c}$ $A=S+2P$

$\left(2+n\right)\omega _{a}+n\omega _{s}-2\left(1+n\right)\omega _{c}=0$

Unde n este parametrul transmisiei egal cu , adică raportul dintre numărul de dinți ai soarelui și angrenajele planetare. $n={S\peste P}$

Descrierea elementelor pentru următorul tabel [2]

Nume	Numărul de dinți	Cifra de afaceri
Conducere	${\color {albastru}z)$	${\color {albastru} n}$
Auxiliar	${\color {magenta}z)$	${\color {magenta}n)$
Sclav	${\color {roșu}z)$	${\color {roșu} n}$
Fix	$z$	$n$
Planetar	${\color {verde}z)$	${\color {verde}n}$
Planetar	${\color {cian}z)$	${\color {cian}n}$

În tabelul de mai jos (indicând vitezele de ieșire ale diferitelor tipuri de angrenaje planetare, în funcție de caracteristicile lor de proiectare), sunt utilizate următoarele convenții:

veriga principală este indicată cu albastru, numărul de dinți și viteza unghiulară a acestei verigi în formulă sunt indicate în aceeași culoare; $z$ $n$
legătura auxiliară este indicată cu violet, numărul de dinți și viteza unghiulară a acestei verigi în formulă sunt indicate în aceeași culoare; $z$ $n$
legătura fixă (fixă) este indicată cu negru, numărul de dinți ai acestei verigi în formulă este indicat în aceeași culoare; $z$
legătura planetară este indicată cu verde , numărul de dinți și viteza unghiulară a acestei legături în formulă sunt indicate în aceeași culoare; $unu$ $z$ $n$
legătura planetară este indicată cu albastru , numărul de dinți și viteza unghiulară a acestei legături în formulă sunt indicate în aceeași culoare. $2$ $z$ $n$

Diagrame și viteze de ieșire ale angrenajelor planetare

viteza de iesire	viteza de iesire	viteza de iesire	viteza de iesire
${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(1+{\frac {z}{\culoare {roșu}z)))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(1-{\frac {z}{\culoare {roșu}z)))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(0+{\frac {z}{\culoare {roșu}z)))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(\cos \beta +{\frac {z}{\culoare {roșu}z)))$
${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(1+{\frac {{\culoare {verde}z}z}{\culoare {cian}z\culoare {roșu}z)))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(1+{\frac {{\culoare {verde}z}z}{\culoare {cian}z\culoare {roșu}z)))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\frac {1}{1+{\dfrac ({\culoare {verde}z}z}{\culoare {cian}z\culoare { albastru}z}}}}$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\frac {1}{1+{\dfrac ({\culoare {verde}z}z}{\culoare {cian}z\culoare { albastru}z}}}}$
${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(1+{\frac {z}{\culoare {roșu}z)))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(1+{\frac {z}{\culoare {roșu}z)))$	${\color {roșu}n}={\color {albastru}n}{(1+{\dfrac {z}{\color {albastru}z)))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\frac {1}{1+{\dfrac {z}{\culoare {albastru}z))))$
${\displaystyle {\color {roșu}n}={\color {albastru}n}{\biggl (}1-{\dfrac {{\color {cian}z}z}({\color {verde}z} {\culoare {roșu}z))}{\biggr )))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\frac {1-{\dfrac {z\culoare {verde}z}{\culoare {cian}z\culoare {roșu}z}} }{1+{\dfrac {z}{\culoare {albastru}z))))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\frac {1-{\dfrac {z\culoare {verde}z}{\culoare {cian}z\culoare {roșu}z}} }{1+{\dfrac {z}{\culoare {albastru}z))))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\dfrac {1}{1+{\dfrac {z}{\culoare {albastru}z))))$
${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\dfrac {1}{1-{\dfrac {{\culoare {cian}z}z}{{\culoare {verde}z}{ \color {albastru}z}}}}}$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\dfrac {1}{1-{\dfrac {{\culoare {cian}z}z}{{\culoare {verde}z}{ \color {albastru}z}}}}}$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\frac {1-{\dfrac {z\culoare {verde}z}{\culoare {cian}z\culoare {roșu}z}} }{1+{\dfrac {z}{\culoare {albastru}z))))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}(1-{\frac {{\culoare {verde}z}z}{\culoare {cian}z\culoare {roșu}z)))$
${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}\left[1-\left({\frac {\color {magenta}n}{\color {albastru}n}}-1\dreapta) {\frac {\color {magenta}z}{\color {roșu}z}}\right]$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}\left[1-\left({\frac {\color {magenta}n}{\color {albastru}n}}-1\dreapta) {\frac {\color {magenta}z}{\color {roșu}z}}\right]$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\frac {1+{\dfrac {\culoare {magenta}n\culoare {magenta}z}{\culoare {albastru}n\culoare { albastru}z))}{1+{\dfrac {\color {magenta}z}{\color {albastru}z))))$	${\culoare {roșu}n}={\culoare {albastru}n}{\frac {1+{\dfrac {\culoare {magenta}n\culoare {magenta}z}{\culoare {albastru}n\culoare { albastru}z))}{1+{\dfrac {\color {magenta}z}{\color {albastru}z))))$

Formula Willis

$i_{0}={n_{P}-n_{S} \over n_{P}-n_{A}}$ , unde este raportul de transmisie cu purtătorul blocat , este viteza angrenajului solar, este viteza purtătorului și este viteza angrenajului inel. [3] [4] $i_{0}$ $i_{0}={n_{S} \over n_{A}}=-{N_{A} \over N_{S}}$ $n_{S}$ $n_{P}$ $N / A}$

Comenzi ale angrenajelor planetare

Prezența a două sau mai multe grade de libertate în orice PM și ansamblurile acestora poate fi folosită în unele tipuri de PP ca funcționalitate principală (aici ne referim la diferențiale planetare, divizoare de debit și PP însumând). Cu toate acestea, pentru funcționarea PP în modul cutie de viteze cu o legătură principală și o legătură condusă, toate celelalte legături principale libere trebuie setate la o anumită viteză unghiulară (inclusiv, eventual, zero). Numai în acest caz, gradele suplimentare de libertate vor fi eliminate, toate legăturile principale libere vor deveni suport și toată puterea furnizată la singura legătură principală va fi îndepărtată complet de la singura legătură condusă (ajustată pentru eficiența PP). Funcția de setare a vitezelor unghiulare necesare la legăturile libere este îndeplinită de așa-numitele elemente de control PM. Există două astfel de elemente: ambreiajele și frânele.

Ambreiajele conectează două legături PM libere între ele sau conectează o legătură liberă la o sursă de alimentare externă. În ambele cazuri, când sunt complet blocate, ambreiajele oferă o pereche de elemente conectate cu o viteză unghiulară identică diferită de zero. Din punct de vedere structural, acestea sunt de obicei realizate sub formă de ambreiaje cu frecare cu mai multe plăci, deși ambreiaje mai simple sunt, de asemenea, posibile în unele cazuri.
Frânele leagă legăturile libere ale PM cu corpul PP. Când sunt complet blocate, frânele asigură legătura liberă blocată cu viteză unghiulară zero. Din punct de vedere structural, ele pot fi similare cu ambreiajele cu fricțiune - sub formă de ambreiaje cu frecare cu mai multe plăci; dar modelele mai simple sunt, de asemenea, răspândite - bandă, pantof, un singur disc.

Ambreiajele și frânele, prin principiul lor de funcționare, sunt sincronizatori ideali ai vitezelor unghiulare ale elementelor conectate. Ele îndeplinesc, de asemenea, funcții de siguranță și, sub sarcini puternice de șoc, pot aluneca, traducând sarcinile dinamice în lucrul forțelor de frecare. Și pot îndeplini, de asemenea, funcția ambreiajului principal (ambreiajului principal), prin urmare, adesea în transmisiile mecanice ale mașinilor cu PKP, ambreiajul principal nu este folosit deloc. În ciuda faptului că frânele, spre deosebire de ambreiajele cu frecare, permit mai multe variante de execuție efectivă, designul ambelor poate fi exact același, sau cel puțin unificat, în ciuda diferenței funcționale semnificative dintre ambreiaj și frâne. Pe lângă ambreiajele cu frecare și frânele, mecanismele de roată liberă declanșate automat (celălalt nume al acestora este ambreiajele de rulare sau autologurile) pot fi implicate în funcționarea software-ului. În diagramele cinematice în limba rusă ale cutiilor de viteze planetare, ambreiajele cu frecare, frânele și roțile libere sunt de obicei notate cu literele F, T și M.

Aplicație

Din punct de vedere istoric, angrenajul planetar a fost folosit în ceasurile astronomice , precum și în designul roții de carte .

Principiul și-a găsit cea mai largă aplicație în cutii de viteze planetare , diferențiale de automobile , angrenaje planetare la bord ale osiilor motoare ale vehiculelor grele , în plus, este utilizat în legăturile de însumare a schemelor cinematice ale mașinilor de tăiat metal , de asemenea, în cutiile de viteze pentru antrenarea elicelor de motoare cu turbopropulsoare (TVD) în aviație și bucșe planetare pentru biciclete.

În dispozitivele moderne, cascadele mai multor angrenaje planetare pot fi folosite pentru a obține o gamă largă de rapoarte de transmisie. Multe transmisii automate funcționează pe acest principiu .

Adesea, angrenajele planetare sunt folosite pentru a însuma două fluxuri de putere (de exemplu, angrenaje planetare ale transmisiilor cu două fluxuri ale unor tancuri și alte vehicule pe șenile), în acest caz nu există elemente fixe. De exemplu, două fluxuri de energie pot fi alimentate către angrenajul solar și epiciclu , iar fluxul rezultat este scos de pe purtătorul planetei. Această schemă este utilizată pe scară largă în aviație: într-o unitate cu viteză constantă a unui generator electric, un mecanism planetar este utilizat pentru a adăuga două viteze de intrare diferite pentru a obține o viteză de ieșire stabilă. La antrenările electrice și hidraulice ale aeronavelor , pentru fiabilitate, se folosesc două motoare care funcționează pe un arbore de ieșire comun printr-o cutie de viteze planetară, iar dacă un motor sau circuitul său de control se defectează, antrenarea rămâne funcțională, dar cu o dublă scădere a vitezei.

Angrenajele planetare sunt, de asemenea, utilizate în cazurile în care este necesar un raport de transmisie variabil (poate fi realizat prin frânare, de exemplu, purtător).

Mecanism de rotire planetară

PMP-urile sunt folosite pe tractoare și rezervoare caterpillar pentru a schimba viteza și virajul. În acest caz, o cutie de viteze planetară separată este instalată în transmisia către roțile motrice din stânga și din dreapta , a cărei roată dințată coroană este antrenată de motor, cuplul este transmis de la purtător la roată, iar angrenajul solar este conectat la o frână de unul sau altul design (de obicei, curea). De asemenea, un așa-numit ambreiaj de blocare este instalat între angrenajul coroană și arborele de ieșire , iar o altă frână este instalată pe arborele de ieșire (de la purtător).

Dacă frâna angrenajului solar și ambreiajul cu frecare sunt oprite, atunci momentul nu este transmis roții motoare a tractorului - coroana rotește angrenajul solar decuplat prin sateliți, practic fără a crea un moment pe purtător. În acest caz, frâna principală (pe arborele de ieșire) poate fi aplicată pentru a preveni mișcarea tractorului. Dacă începeți să încetiniți angrenajul solar, atunci sateliții vor primi un punct de sprijin și vor începe să creeze un moment pe suport, rotind roata de antrenare a tractorului. Cu angrenajul solar cuplat complet, PMP funcționează ca un reducător normal. Aceasta este prima transmitere a PMP. Când ambreiajul de blocare este pornit, acesta va începe să transfere cuplul de la motor direct la purtător, ocolind cutia de viteze, iar când ambreiajul este complet cuplat, cutia de viteze PMP va fi complet oprită (blocata) - acesta este a doua treaptă de viteză PMP, funcționează ca o treaptă directă.

Avantaje și dezavantaje

Designul transmisiei cu mai multe trepte asigură că mai mulți dinți se îmbină și, prin urmare, mai puțin stres pe fiecare dinte. Acest lucru face posibilă obținerea unor dimensiuni și greutate mai mici în comparație cu o transmisie convențională pentru aceeași putere transmisă.

Coaxialitatea arborilor de antrenare și condus facilitează dispunerea mașinilor și a mecanismelor în cascadă.

Echilibrul de forțe în transmisie are ca rezultat mai puțin zgomot.

Designul transmisiei vă permite să obțineți rapoarte mari de transmisie cu un număr mic de roți.

Dezavantajele angrenajelor planetare includ cerințe crescute pentru precizia de fabricație și asamblare, precum și eficiența scăzută la rapoarte mari de transmisie.

Vezi și

Reductor planetar
Angrenaj cicloidal - un angrenaj mecanic similar cu un angrenaj planetar
Cutie de viteze mecanica
angrenaje
Transmisie automată
Transferul lui Simpson
Transferul lui Wilson
Transfer la Ravigne
Epiciclu
ro:Soarele și planetare

Literatură

Antonov A. S., Artamonov B. A., Korobkov B. M., Magidovich E. I. Angrenaje planetare // Tanc. - M . : Editura Militară , 1954. - S. 422-429. — 607 p.
Tkachenko V. A. Proiectarea angrenajelor planetare multisatelit / Universitatea de Stat din Harkiv. A. M. Gorki. - Harkov: Editura Harkov. Universitatea, 1961. - 186 p. - 7000 de exemplare.
Kudryavtsev V. N. și alții. Transmisii planetare: un manual / Autor: V. N. Kudryavtsev, Yu. N. Kirdyashev , E. G. Ginzburg , Yu. A. Derzhavets , A. N. Ivanov, E. S. Kistochkin , I. S. Kuzmin, A.; L. Filipen, A .; Ed. doctori în tehnologie. Științe V. N. Kudryavtsev și Yu. N. Kirdyasheva. - L . : Inginerie mecanică . Leningrad. Catedra, 1977. - 536 p. - 39.000 de exemplare.

Link -uri

Mecanisme planetare - film științific popular, produs de Lennauchfilm , 1979.

Note

↑ Leonardo3 | Ibn Khalaf al-Muradi | Cartea secretelor: facsimil în ediție limitată . www.leonardo3.net . Preluat la 28 octombrie 2020. Arhivat din original la 31 octombrie 2020. (nedefinit)
↑ Pattantyus Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 3. vol. Műszaki Könyvkiado, Budapesta, 1961. p.632.
↑ Bernd Kunne. Köhler/Rögnitz Maschinenteile 2. - Vieweg+Teubner Verlag, 2008. - P. 508. - ISBN 3835100920 .
↑ Berthold Schlecht. Maschinenelemente 2: Getriebe, Verzahnungen und Lagerungen. - Pearson Studium, 2010. - P. 787. - ISBN 3827371465 .