Как работает планетарный редуктор

Двухступенчатый планетарный редуктор представляет собой конструкцию, составленную из шестеренок и других рабочих элементов, которые приводятся в движение посредством зубчатой передачи. При этом двигаются они по принципу, который заложен в механике вращения планет – вокруг одного центра.

По этой причине центральная шестерня именуется «солнечной», промежуточные — «сателлитами», а внешняя с внутренним зубчатым сцеплением — «коронной». Кроме этого, самый простой планетарный редуктор состоит из водила.

Оно предназначено для фиксации сателлитов относительно друг друга, чтобы они двигались вместе.

Как работает планетарный редуктор

Для правильной работы устройства необходимо, чтобы одна из составляющих его частей была жестко закреплена на корпусе. В планетарном редукторе, который оснащен водилом, статической частью является именно оно.

Кроме этого, жестко закрепленным может быть коронная или солнечная шестеренки.

  В случае если ни одна из частей этого устройства не закреплена, имеется возможность расщепления одного движения на несколько, либо слияние двух в одно.

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

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

Как работает планетарный редуктор

Назначение и конструкция редуктора

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

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

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

Принцип работы

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

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

Как работает планетарный редуктор

Разновидности планетарных редукторов

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

  • одноступенчатые;
  • многоступенчатые.

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

В зависимости от сложности конструкции они могут быть:

  • простыми;
  • дифференциальными.

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

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

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

Характеристики основных разновидностей этого устройства

Цилиндрические

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

Как работает планетарный редуктор

Конические

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

Как работает планетарный редуктор

Волновые

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

К достоинствам такого типа редукторов относится:

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

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

Как работает планетарный редуктор

Достоинства планетарных редукторов

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

Советы по подбору планетарного редуктора

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

Выбор производиться в зависимости от:

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

Делаем планетарный редуктор своими руками

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

Как работает планетарный редуктор

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

При конструировании планетарного редуктора производится также расчет:

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

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

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

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

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

Планетарный редуктор: устройство, принцип работы, виды — ИнноДрайв

Планетарным редуктором называется один из типов механических редукторов. Этот широко распространённый во многих отраслях тип редукторов основан на планетарной передаче. Планетарная передача представляет собой зубчатый механизм, характерной особенностью которого является то что оси некоторых зубчатых колёс являются подвижными.

Наиболее популярная разновидность планетарной передачи состоит из следующих элементов:

  • Солнечная шестерня – малое зубчатое колесо с внешними зубьями, располагающееся в центре механизма
  • Коронная шестерня (эпицикл) – большое зубчатое колесо с внутренними зубьями
  • Водило – эта деталь планетарной передачи механически соединяет все сателлиты. Именно на водиле установлены оси вращения сателлитов.
  • Сателлиты – малые зубчатые колёса с внешними зубьями, располагающиеся между солнечной и коронной шестернёй. Сателлиты находятся в одновременном зацеплении и с солнечной и с коронной шестернёй.

Как работает планетарный редуктор

Как работает планетарный редуктор

Работа планетарной передачи простейшей конструкции в случае остановленного эпицикла происходит следующим образом. Во вращение приводится солнечная шестерня.

Вместе с ней начинают поворачиваться сцепленные с ней сателлиты. По мере того как сателлиты поворачиваются, они перекатываются по солнечной шестерне и по эпициклу.

Тем самым они перемещаются вокруг солнечной шестерни, приводя во вращение водило, на котором закреплены оси сателлитов.

Конструкция планетарного механизма позволяет работать не только с остановленным эпициклом, используя в качестве входа солнечную шестерню, а в качестве выхода – водило. Из трёх перечисленных элементов: солнечная шестерня – водило – эпицикл любые два можно использовать как вход или как выход, а оставшийся третий – затормозить.

Планетарная передача при таких способах включения всё равно будет работать, изменится лишь передаточное отношение как по величине, так и по знаку. Всего возможно шесть подобных способов включения, но наиболее широко применяется описанный выше: вход – солнечная шестерня, выход – водило, эпицикл – неподвижен.

Такое включение имеет самое большое передаточное отношение из всех имеющихся способов.

Если в планетарном механизме вращаются, и солнечная шестерня и водило и эпицикл, то механизм начинает работать как дифференциал, позволяя производить сложение угловых скоростей на разных входах или их разложение угловой скорости на два различных выхода.

От планетарной передачи к планетарному редуктору

На практике планетарная передача используется как основной элемент для построения планетарных редукторов. В состав редуктора помимо самой передачи входят корпус, опорные подшипники, входной и выходной вал (или иные элементы для подключения вала двигателя и вала нагрузки).

Как работает планетарный редуктор

Поскольку передаточное отношение планетарной передачи описанной конструкции чаще всего находится в диапазоне от 3 до 7, то для получения более высоких передаточных отношений применяют последовательное соединение нескольких планетарных механизмов. Получившийся в результате многоступенчатый редуктор может иметь передаточное отношение до нескольких тысяч и даже десятков тысяч.

Варианты планетарного редуктора: отличия друг от друга

Планетарные редукторы имеют большое количество разновидностей, отличающихся друг от друга по самым различным признакам.

Отличия могут заключаться в конструктивной схеме – несколько солнечных шестерён, водил или эпициклов, вместо одной солнечной шестерни, одного водила и одного эпицикла в простейшем варианте редуктора.

В некоторых вариантах редукторов плоскости вращения различных планетарных колёс могут быть не параллельны друг другу (пространственные планетарные механизмы).

Как работает планетарный редуктор Как работает планетарный редуктор Как работает планетарный редуктор
Для построения планетарного редуктора могут быть использованы различные виды зубчатых колёс: прямозубые, косозубые, шевронные, конические. Использование каждого из этих видов зубчатых колёс может придать редуктору особенные свойства. Например, косозубые зубчатые колёса могут быть использованы для построения малошумных редукторов.

Читайте также:  Калибровка лазерного уровня своими руками

Количество сателлитов также может изменяться. Обычно используется от трёх (наиболее распространённый вариант) до шести сателлитов (выходные ступени компактных высоконагруженных редукторов).

Форма сателлитов также может быть различной – например двухвенцовые зубчатые колёса в планетарных редукторах, построенных по сложным конструктивным схемам или разрезные подпружиненные зубчатые колёса в редукторах с пониженным люфтом.

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

Планетарный редуктор имеет небольшой диаметр если сравнивать редукторы разных типов, рассчитанные на одинаковый номинальный момент. При этом осевая длина планетарных таких редукторов как правило больше чем у других типов редукторов.

В стандартных конструкциях планетарных редукторов доступен широкий ассортимент передаточных чисел (например, до шести тысяч в случае планетарных редукторов maxon motor) в отличие, например, от волновых редукторов (от 30 до 160 в стандартных моделях).

Среди планетарных редукторов можно найти модели с самым разным люфтом: от нескольких градусов для моделей стандартного исполнения до особо низколюфтовых редукторов специальной конструкции (например, планетарные редукторы Harmonic Drive). С одной стороны, это позволяет им быть более точными чем распространённые модели рядных редукторов, с другой стороны они не достигают точности волновых редукторов.

Планетарный механизм — DRIVE2

Планетарный редуктор, который также называют дифференциальным редуктором, представляет собой один из вариантов механических редукторов.

Причина использования такого названия редуктора заключается в применении планетарной передачи, которая расположена в редукторе. Именно она отвечает за передачу, а также преобразование крутящего момента.

Планетарные редукторы могут иметь одну планетарную передачу или больше.

Как работает планетарный редуктор

Планетарный редуктор

Принцип работы планетарного редуктораСолнечная шестерня в таком редукторе расположена в центральной части, а на его периферии находится коронная шестерня. Кроме этого, в нем используются сателлиты (на фото ниже их пять) – небольшие шестерни, которые установлены между коронной и солнечной.

Как работает планетарный редуктор

Водило используется для механического соединения сателлитов, на его осях они вращаются.

Как работает планетарный редуктор

Передача вращения от основной передачи на солнечную шестерню осуществляется с помощью полуосей. После этого солнечная шестерня может вращать сателлиты, которые вращаются на собственных осях, закрепленных на водиле. В свою очередь, водило закреплено на балке моста.

  • Расчет планетарного редуктора
  • В ведущих мостах грузовиков МАЗ, троллейбусов ЗиУ-9, автобусов Икарус, тракторов К-700 и Т-150К используются планетарные редукторы, которые осуществляют передачу крутящего момента к колесной ступице.

В процессе вращения сателлиты передают вращение коронной шестерне, после чего начинает вращаться ступица. Крутящий момент возрастает в такое количество раз, в какое число зубьев на шестерне солнечной является меньшим по сравнению с числом зубьев на коронной шестерне.Как работает планетарный редуктор

ведущий мост грузовиков МАЗ, троллейбусов ЗиУ-9, автобусов Икарус, тракторов К-700 и Т-150К

Благодаря использованию такого редуктора в бортовой передаче появляется возможность сделать диаметр основной передачи меньшим, в результате чего возрастает клиренс. Кроме этого, полуоси имеют меньший диаметр, что позволяет спроектировать их на менее высокий крутящий момент.

Видео о планетарном редукторе

В ведущем мосту автомобиля планетарные передачи могут не использоваться, хотя крутящий момент может быть одинаковым.

К примеру, мост грузовых машин КамАЗ имеет практически такие же показатели, как у моста МАЗа, однако на КамАЗе используется двойная основная передача, в то время, как на МАЗе она является одинарной.

В автоматических трансмиссиях передача крутящего момент осуществляется от вала с шестерней солнечной на вал, который сопряжен с водилом. Отечественные производители изготавливают планетарные редукторы серии ЗМП и ЗП.

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор представляет собой механизм, в котором изменение начальной скорости и крутящего момента осуществляется с помощью особого вида зубчатой передачи — планетарной. В отличие от цилиндрических, конических или червячных редукторов, для работы которых требуется вращение всех зубчатых колес, в планетарном механизме один из элементов должен быть неподвижен. Отдельным случаем рассматривается дифференциальная передача планетарного редуктора, когда подвижными являются все компоненты механизма.

Планетарный редуктор. Устройство и принцип работы

  • Рассмотрим устройство планетарного редуктора на примере одноступенчатой модели. Конструктивно этот механизм состоит из:
  •   • корпуса, в котором неподвижно зафиксирована коронная шестерня (эпицикл);
        • выходного вала, жестко соединенного с водилом, на котором на осях установлены шестерни-сателлиты;
  •     • входного вала с закрепленной на нем центральной солнечной шестерней.

После запуска приводного двигателя его вал, соединенный упругой или компенсационной муфтой с входным валом редуктора, начинает вращать и солнечную шестерню. Она в свою очередь вовлекает в движение шестерни-сателлиты, находящиеся с ней во внешнем зацеплении, и заставляет их вращаться в противоположном направлении. Опираясь на коронную шестерню, жестко закрепленную в корпусе, сателлиты вынуждены совершать круговое движение по ее внутренней поверхности, одновременно заставляя вращаться и водило, на котором они установлены. 

Основные параметры планетарного редуктора

  1. Величину снижения скорости вращения выходного вала редуктора, соединенного с водилом, по отношению к начальной частоте вращения вала приводного двигателя определяет передаточное число планетарного редуктора.

    При неподвижной коронной шестерне этот параметр выражается следующей формулой:

  2. U=1+Zк/Zс, где
    U – передаточное отношение;
    Zк – число зубьев на коронной шестерне;
  3. Zс – число зубьев на солнечной шестерне.

Для одноступенчатых моделей передаточное отношение колеблется от 3,15 до 12,5.

Чтобы увеличить крутящий момент и снизить скорость вращения выходного вала, используются многоступенчатые редукторы.
 

Как уже говорилось ранее, для работы планетарного редуктора требуется, чтобы один из его составных элементов был неподвижен. Эта формула справедлива для зафиксированного эпицикла и передачи вращения солнечной шестерне. Если ведущим будет водило, то формула передаточного отношения будет иметь такой вид:

U=1/(1+Zк/Zс). 

В этом случае на выходном валу будет отмечено увеличение скорости вращения.
Не менее важными параметрами являются номинальный крутящий момент и высота оси вращения валов, величины которых регламентируются ГОСТ 25022-81. 

Преимущества планетарных редукторов

КПД планетарного редуктора достигает 98% и сопоставим с аналогичным параметром для цилиндрической передачи. Такие механизмы позволяют реализовывать различные схемы привода как с уменьшением частоты вращения, так и с ее увеличением. Распределение нагрузки на большее число элементов позволяет снизить напряжение на зубьях шестерен.

Планетарные редукторы изготавливают для монтажа на «лапах» в горизонтальном положении или с фланцем для вертикального или горизонтального расположения. Помимо этого, многие модели поставляются с установленным приводным двигателем.

Планетарные редукторы при сопоставимых номинальных крутящих моментах и передаточных числах имеют меньшие габариты, чем модели с цилиндрической, червячной и конической передачей. Кроме того, соосное расположение валов позволяет более рационально выполнить их компоновку с приводимым механизмом.

Эксплуатация планетарных редукторов может осуществляться в районах с холодным, умеренным, тропическим, а также морским климатом как внутри помещений, так и под открытым небом.

Применение в промышленности и быту

Редуктор планетарного типа применяется в механизмах поворота башенных кранов, робототехнике, а также в качестве привода гусеничного транспорта, конвейерных лент и шпинделей металлообрабатывающих станков. Такими редукторами комплектуются подъемные лебедки, бетономешалки, механизмы открывания ворот и пр. 

Планетарная передача принцип работы

Планетарный редуктор представляет собой один из вариантов механических редукторов. Причина использования такого названия редуктора заключается в применении планетарной передачи, которая расположена в редукторе. Именно она отвечает за передачу и преобразование крутящего момента. Планетарные редукторы могут иметь одну планетарную передачу или больше.

Принцип работы планетарного редуктора

Солнечная шестерня в таком редукторе расположена в центральной части, а на его периферии находится коронная шестерня. Кроме этого, в нем используются сателлиты (на фото ниже их пять) – небольшие шестерни, которые установлены между коронной и солнечной.

Ведущий мост грузовиков МАЗ, троллейбусов ЗиУ-9, автобусов Икарус, тракторов К-700 и Т-150К

Благодаря использованию такого редуктора в бортовой передаче появляется возможность сделать диаметр основной передачи меньшим, в результате чего возрастает клиренс. Кроме этого, полуоси имеют меньший диаметр, что позволяет спроектировать их на менее высокий крутящий момент.

Устройство и принцип работы

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

Виды планетарных редукторов

  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.

По показателю сложности планетарного редуктора выделяют два основных типа:

  1. Простые.
  2. Дифференциальные.

В зависимости от формы корпуса и применяемым внутри элементам выделяют следующие типы:

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

Их применение позволяет передавать вращение между пересекающимися, перекрещивающимися и параллельными валами. 

Детальное описание устройств

Смешанные планетарные конструкции могут иметь разное количество колес, а также различные передачи, посредством которых они соединяются. Наличие таких деталей значительно расширяет возможности механизма.

Составные планетарные конструкции могут быть собраны так, чтобы вал несущей платформы двигался с высокой скоростью.

В результате некоторые проблемы с редукцией, солнечной шестерней и прочими могут быть устранены в процессе усовершенствования устройства.

Таким образом, как видно из приведенной информации, планетарный механизм работает по принципу передачи вращения между звеньями, являющимися центральными и подвижными. При этом сложные системы более востребованы, чем простые.

Варианты конфигурации

В планетарном механизме можно использовать колеса (шестерни) различной конфигурации. Подходят стандартные с прямыми зубьями, косозубые, червячные, шевронные. Тип зацепления на общий принцип работы планетарного механизма не будет влиять. Главное, чтобы совпадали оси вращения водила и центральных колес.

А вот оси сателлитов могут располагаться в других плоскостях (скрещивающихся, параллельных, пересекающихся). Пример скрещивающихся — дифференциал межколесный, у которого зубчатые колеса имеют коническую форму. Пример скрещивающихся — дифференциал самоблокирующийся, у которого зацепление червячное (Torsen).

Простые и сложные устройства

Как уже отмечалось выше, схема планетарного механизма всегда включает водило и два центральных колеса. Сателлитов может быть сколько угодно. Это, так называемое, простое или элементарное устройство. В таких механизмах конструкции могут быть такими : «СВС», «СВЭ», «ЭВЭ», где:

  • С — солнце.
  • В — водило.
  • Э — эпицентр.

Каждый такой набор колес + сателлиты называется планетарным рядом. При этом все колеса должны вращаться в одной плоскости. Простые механизмы бывают одно- и двухрядными. В различных технических приборах и машинах они используются редко. Примером может послужить планетарный механизм велосипеда. По такому принципу работает втулка, благодаря которой осуществляется движение. 

Гораздо чаще можно встретить сложные зубчатые планетарные механизмы. Их схемы могут быть самыми разными, что зависит от того, для чего предназначается та или иная конструкция.

Как правило, сложные механизмы состоят из нескольких простых, созданных по общему правилу для планетарной передачи. Такие сложные системы бывают двух-, трех- или четырехрядные.

Теоретически можно создавать конструкции и с большим числом рядов, но на практике такое не встречается.

Плоские и пространственные устройства

Некоторые думают, что простой планетарный механизм обязательно должен быть плоским. Это верно лишь отчасти. Сложные устройства тоже могут быть плоскими.

Это значит, что планетарные ряды, сколько бы их ни использовалось в устройстве, находятся в одной либо в параллельных плоскостях. Пространственные механизмы имеют планетарные ряды в двух и более плоскостях.

Самих колес может быть меньше, чем в первом варианте.

Общие сведения о планетарных передачах

Планетарными называют передачи, имеющие зубчатые колеса с подвижными осями. Отличительной особенностью механизмов, включающих планетарную передачу (или передачи), является наличие двух или более степеней свободы. При этом угловая скорость любого звена передачи определяется угловыми скоростями остальных звеньев.

Наибольшее распространение получила простая одинарная планетарная передача (рис. 1), которая состоит из центрального колеса 1 с наружными зубьями, неподвижного центрального колеса 3 с внутренними зубьями; сателлитов 2 – колес с наружными зубьями, зацепляющихся одновременно с колесами 1 и 3 (на рис.

1 число сателлитов с = 3), и водила Н, на котором закреплены оси сателлитов. Водило соединено с тихоходным валом. В планетарной передаче одно колесо неподвижно (соединено с корпусом).

Обычно внешнее центральное колесо с внутренними зубьями называют коронным (коронная шестерня или эпицикл), а внутреннее колесо с внешними зубьями – солнечным колесом (солнечная шестерня или солнце).

При неподвижном колесе 3 вращение колеса 1 вызывает вращение сателлитов 2 относительно собственных осей, а обкатывание сателлитов по колесу 3 перемещает их оси и вращает водило Н. Сателлиты таким образом совершают вращение относительно водила и вместе с водилом вокруг центральной оси, с. е. совершают движение, подобное движению планет. Поэтому такие передачи и называют планетарными.

При неподвижном колесе 3 движение передают чаще всего от колеса 1 к водилу Н, можно передавать движение от водила Н к колесу 1.

В планетарных передачах применяют не только цилиндрические, но и конические колеса с прямым или косым зубом. Если в планетарной передаче сделать подвижными все звенья, т. е. оба колеса и водило, то такую передачу называют дифференциальной.

С помощью дифференциального механизма можно суммировать движение двух звеньев на одном или раскладывать движение одного звена на два других.

Например, в дифференциале заднего моста автомобиля движение от водила Н передают одновременно колесам 1 и 3, что позволяет при повороте одному колесу вращаться быстрее другого.

Область применения планетарных передач

Планетарные передачи применяют как редукторы в силовых передачах и приборах, в коробках передач автомобилей и другой самоходной техники, при этом передаточное число такой КПП может изменяться путем поочередного торможения различных звеньев (например, водила или одного из колес), в дифференциалах автомобилей, тракторов и т. п.

Широкое применение планетарные передачи нашли в автоматических коробках передач автомобилей благодаря удобству управления передаточными числами (переключением передач) и компактности. Можно встретить планетарные передачи и в механизмах привода ведущих колес современных велосипедов. Часто применяют планетарную передачу, совмещенную с электродвигателем (мотор-редуктор, мотор-колесо).

Планетарная коробка передач: характеристики, принцип действия

Планетарные механизмы относятся к наиболее сложным устройствам коробки передач.

При небольших размерах конструкция характеризуется высокой функциональностью, что объясняет ее широкое применение в технологических машинах, велосипедной и гусеничной технике.

На сегодняшний день планетарная коробка передач имеет несколько конструкционных исполнений, но основные принципы работы ее модификаций остаются прежними.

Принципы работы планетарных коробок передач

Изменение передачи зависит от конфигурации размещения функциональных узлов. Значение будет иметь подвижность элемента и направления крутящего момента.

Один из трех компонентов (водило, сателлиты, солнечная шестерня) фиксируется в неподвижном положении, а два других вращаются. Для блокировки элементов планетарной коробки передач принцип работы механизма предусматривает подключение системы ленточных тормозов и муфт.

Разве что в дифференциальных устройствах с коническими шестернями тормоза и блокировочные муфты отсутствуют.

Понижающая передача может активизироваться по двум схемам. В первом варианте реализуется следующий принцип: останавливается эпицикл, на фоне чего рабочий момент от силового агрегата переправляется на базу солнечной шестерни и убирается с водила.

В итоге интенсивность вращения вала будет понижаться, а солнечная шестерня прибавит в частоте работы. В альтернативной схеме блокируется солнечная шестерня устройства, а вращение передается от водила к эпициклу. Результат аналогичный, но с небольшим отличием.

Дело в том, что передаточное число в данной рабочей модели будет стремиться к единице.

В процессе повышения передачи тоже может реализовываться несколько рабочих моделей, причем для одной и той же планетарной коробки передач. Принцип действия в простейшей схеме следующий: блокируется эпицикл, а момент вращения переносится с центральной солнечной шестерни и транслируется на сателлиты и водило.

В таком режиме механизм работает как повышающий редуктор. В другой конфигурации будет блокироваться шестерня, а момент переправляется от коронной шестерни на водило. Также принцип действия схож с первым вариантом, но есть разница в частоте вращения. При включении заднего хода момент кручения снимется с эпицикла и будет передаваться на солнечную шестерню.

При этом водило должно находиться в неподвижном состоянии.

Особенности рабочего процесса

Принципиальным отличием планетарных механизмов от других видов коробок передач является уже упомянутая независимость рабочих элементов, что формулируется как две степени свободы. Это значит, что благодаря дифференциальной зависимости для вычисления угловой скорости одного компонента системы необходимо брать во внимание скорости двух других зубчатых узлов.

Для сравнения, другие зубчатые коробки передач предполагают линейную зависимость между элементами в определении угловой скорости. Иными словами, угловые скорости планетарной «коробки» могут меняться на выходе независимо от динамических показателей на входе. При зафиксированных и неподвижных шестернях появляется возможность суммировать и распределять потоки мощности.

В простейших механизмах отмечается две степени свободы зубчатых звеньев, но работа сложных систем может предусматривать и наличие трех степеней.

Для этого механизм должен иметь как минимум четыре функциональных звена, которые будут находиться в дифференциальной связке между собой.

Другое дело, что такая конфигурация фактически будет неэффективна в силу низкой работоспособности, поэтому на практике применения и передачи с четырьмя звеньями сохраняют две степени свободы.

Простые и сложные планетарные передачи

Уже был отмечен один из признаков разделения планетарных механизмов на простые и сложные – это количество рабочих звеньев. Причем речь идет только об основных узлах, и группы сателлитов не берутся в расчет.

Простая система обычно имеет три звена, хотя кинематикой допускаются все семь.

В качестве примера такой системы можно привести наборы одно- и двухвенцовых сателлитов, а также парные взаимозацепленные группы зубчатых колес.

В сложных механизмах основных звеньев гораздо больше, чем в простых. Как минимум в них предусматривается одно водило, однако центральных колес может быть больше трех.

Ппринцип работы планетарной коробки передач позволяет даже в рамках одной сложной системы использовать несколько простых агрегатов.

Однако о полной независимости простых планетарных систем в рамках сложных устройствах речи не идет. 

Что такое планетарный редуктор? | Как работает планетарный редуктор?

Эпициклическая передача — это наиболее распространенный тип передачи. Эпициклическая зубчатая передача также называется планетарным редуктором, который играет наиболее важную роль в процессе управления движением.

Планетарные редукторы широко используются в качестве важной части автомобильной механической передачи движения. В планетарных редукторах входная и выходная шестерни имеют одинаковые центры вращения. Проще говоря, входная шестерня вращается вокруг центра выходной шестерни.

Выходной вал выровнен с входным валом. В этой статье мы расскажем о планетарных редукторах, их работе и типах.

Что такое планетарный редуктор?

Планетарный редуктор имеет две установленные шестерни (т.е. входную и выходную), одна из которых вращается вокруг центра другой шестерни.

Для соединения центров входной и выходной шестерен используется носитель.

Этот носитель вращается для вращения одной шестерни, известной как планетарная шестерня или планетарная шестерня, вокруг другой шестерни, известной как солнечное колесо или солнечная шестерня.

Планетарная шестерня (также известная как планетарная передача) входит в зацепление с солнечной шестерней таким образом, что их делительные окружности могут вращаться без проскальзывания.

Знак на делительной окружности планетарной передачи обозначает планетарную кривую. В этой планетарной коробке передач солнечная шестерня неподвижна, а планетарная шестерня подвижна.

Планетарная передача вращается вокруг солнечной шестерни.

Схема планетарного редуктора (Ссылка: motioncontroltips.com)

Планетарные редукторы могут устанавливаться таким образом, что эти шестерни вращаются в пределах окружности с фиксированным шагом внешней кольцевой шестерни или кольцевой шестерни (в некоторых случаях известной как кольцевая шестерня).

В этом случае кривая, проведенная через точку или знак на делительной окружности планетарной передачи, является гипоциклоидой. Хорошим примером планетарного редуктора являются велосипедные дроссельные втулки.

Эти редукторы могут также использоваться в сочетании с гидравлическими моторами, электродвигателями или двигателями IC для повышения эффективности, долговечности и способности управлять большой нагрузкой.

Работа планетарного редуктора

Сочетание эпициклической зубчатой передачи и планетарной передачи, которая одновременно входит в зацепление с солнечной и кольцевой шестернями, известно как планетарная зубчатая передача.

  1. Кольцевая шестерня
  2. Солнечная шестерня
  3. Планетарная передача

Работа планетарного редуктора (Ссылка: l ancereal.com )

Солнечная шестерня устанавливается в середине зубчатой передачи. Электрический двигатель соединяется с солнечной шестерней. Этот двигатель приводит в движение солнечную шестерню. Существует множество планетарных передач, зацепленных с кольцевой и солнечной шестернями, которые закреплены в корпусе коробки передач.

Когда электрическая энергия двигателя приводит в движение солнечную шестерню, она далее приводит в движение планетарные шестерни вокруг их соответствующих осей и солнечную шестерню. Место планетарной передачи фиксируется с помощью держателя. Этот держатель далее соединяется с выходным валом.

При таком расположении шестерен крутящий момент распределяется между зубьями разных шестерен.

Такое расположение обеспечивает планетарной конструкции высокую степень жесткости и помогает уменьшить люфт (например, от одной до двух угловых минут в некоторых конструкциях).

Высокая жесткость также является жизненно важным фактором для приложений, где требуются быстрые циклы старт-стоп или быстрые изменения направления вращения.

Планетарный редуктор имеет компактную конструкцию, обеспечивающую высокоскоростное понижающее отношение при небольшом общем пучке. Такие конструкции также обладают меньшей инерцией, что особенно выгодно в сервоприводах. Это связано с тем, что инерция редуктора напрямую увеличивает инерцию нагрузки, которую должен уравновесить двигатель.

Эти редукторы устроены так же, как и любые другие редукторы. Для смазки планетарных редукторов может использоваться масло или консистентная смазка, но максимальные редукторы смазываются компанией-поставщиком. Поэтому вам не нужно повторно смазывать редукторы, чтобы продлить срок их службы.

Принцип работы планетарного редуктора

Планетарная передача — это сердце новых технологий машиностроения. Редукторы используют шестерни для привода всего, начиная от простых механизмов и заканчивая самыми современными электрическими и механическими системами.

Тысячи лет назад для создания движения планет использовалась простая схема центральных приводов и вращающихся шестеренок. Сегодня производители используют планетарные редукторы, от которых требуется высокая долговечность, функциональная эффективность и плотность крутящего момента.

В планетарных редукторах максимальные зубья шестерен вращаются одновременно. Такое движение обеспечивает высокоскоростное замедление, которое достигается благодаря относительно небольшим шестерням и малой инерции системы.

Зубья шестерен распределяют нагрузку и позволяют планетарным компонентам передавать высокий крутящий момент. Сочетание передачи высокого крутящего момента, компактных размеров и снижения скорости делает планетарный редуктор лучшим выбором для применения в условиях ограниченного пространства.

Такие редукторы чаще всего используются в самолетах, мотоциклах, автомобилях и многих других транспортных средствах.

Для чего используется планетарный редуктор?

  • Он используется в роботах для увеличения крутящего момента.
  • Эти редукторы также используются в печатных машинах для уменьшения скорости вращения валика.
  • Они также используются для определенного позиционирования
  • Они используются в упаковочных машинах
  • Планетарная коробка передач также используется для привода колес.
  • Эти редукторы также используются для привода режущей головки.
  • Они также используются для привода сверлильных станков.
  • Они используются в инжекторах змеевиковых труб.
  • Эти редукторы используются в насосах и компрессорах.
  • Они используются для привода лебедок.
  • Эпициклический редуктор наиболее широко используется в смесительных машинах.

Типы планетарных редукторов

  1. Привод колеса
  2. Выход шпинделя
  3. Выход вала

1) Планетарная коробка передач с приводом от колеса

В этом типе планетарной коробки передач солнечная шестерня приводит в действие окружающие планетарные компоненты, соединенные с носителем в планетарной коробке передач.

Колесная передача (См.: lancereal.com )

Когда солнечная шестерня начинает вращаться, планетарная передача вращается вокруг внешней кольцевой шестерни. Колеса могут быть установлены на корпусе системы. Вы можете оптимизировать размер системы, соединив колеса непосредственно с редуктором. Редукторы для привода колес могут использоваться для крутящего момента до 332 000 Нм.

2) Выходной вал

В случае редуктора с выходом на вал солнечная шестерня приводит в движение сопряженные планетарные компоненты, которые соединены во вращающемся держателе редуктора.

Редуктор с выходом на вал (Источник: lancereal.com )

Кольцевая часть фиксируется через вращающееся водило, которое передает приводное усилие на вал. Корпус системы соединяется непосредственно с машиной, а выходной конец представляет собой вращающийся вал. Эти типы коробок передач могут обеспечивать мощность до 113 000 Нм.

3) Выход шпинделя

Работа этой коробки передач аналогична работе коробки передач с выходом на вал. Однако выходная коробка передач шпинделя обеспечивает выход через фланец. Выходная коробка передач шпинделя может обеспечивать мощность до 113 000 Нм.

Как планетарная передача связана с портальными осями?

Портальные мосты используются для увеличения дорожного просвета и уменьшения нагрузки на дифференциалы. Эти мосты используются во многих автомобилях, таких как Mercedes-Benz Unimog и грузовик Mercedes-AMG G6 36×6. Эти автомобили также оснащены планетарной ступичной коробкой передач, которая позволяет полуоси вращаться быстрее, чем колесо.

Это снижает крутящий момент, необходимый для получения той же мощности. В таких автомобилях, как G63 и Unimog, функция портального моста несколько иная, поскольку шины и большие колеса уже обеспечивают максимальную часть требуемого дорожного просвета.

Аргументы в пользу планетарной коробки передач в сочетании с серводвигателем

  1. Абсолютные передаточные числа составляют от 3: 1 до 10: 1 на ступень.
  2. Закрытая система.
  3. Эти редукторы имеют низкий люфт.
  4. Они имеют высокий КПД.
  5. Они имеют компактную конструкцию и низкую инерционную массу.

Как узнать, какой планетарный редуктор нам нужен?

При выборе планетарного редуктора необходимо использовать результат, чтобы определить его размер и передаточное число.

Это наиболее важный баланс между производительностью, стоимостью, размером и эффективностью. Известные производители имеют консультативные методы моделирования.

Они начинают каждый проект с глубокого изучения конкретных скоростей, крутящих моментов, ситуаций и характеристик машины.

Вы также можете использовать свой опыт и знания, чтобы определить и выбрать экономически эффективный, правильный и надежный планетарный редуктор. Эксперт предоставит вам редуктор, который сможет работать без проблем в течение многих лет.

Как выбрать планетарный редуктор?

  1. Необходимые характеристики: Прежде всего, при выборе редуктора необходимо учитывать передаточное число, люфт, крутящий момент и т.д.
  2. Пространство: На рынке представлено множество размеров планетарных редукторов.

    Если у вас мало места, выберите редуктор небольшого размера, чтобы вы могли легко его установить.

  3. Окружающая среда: В некоторых условиях влажность, грязь или пыль могут вызвать коррозию редуктора.

    Поэтому при выборе редуктора необходимо учитывать этот фактор и выбирать редуктор с коррозионностойким корпусом.

Раздел часто задаваемых вопросов

Нужна ли планетарным редукторам смазка?

Да. Как и другие шестерни и механические детали в автомобиле, планетарная передача также нуждается в смазке для предотвращения повреждений и износа. Смазка также очень важна для бесперебойной работы планетарной передачи.

Системы трансмиссии вашего автомобиля требуют надлежащего технического обслуживания и ремонта. Это может включать в себя такие мелкие работы, как замена масла и надлежащая смазка деталей системы. Своевременное надлежащее обслуживание и смазка очень важны для скорейшего устранения проблемы, поскольку шестерни в трансмиссии со временем изнашиваются и вызывают занос и шум.

Каковы недостатки использования планетарной коробки передач?

Планетарные коробки передач имеют много преимуществ и недостатков. Эти коробки передач имеют сложное моделирование и производство, что делает их более дорогостоящими по сравнению с другими типами коробок передач.

Планетарный редуктор требует очень точной конструкции.

Если одна планетарная шестерня находится ближе к солнечной шестерне, чем другие, это может привести к дисбалансу планетарной передачи, что может привести к повышенному износу и поломке.

Кроме того, компактный размер планетарной передачи обеспечивает высокий уровень теплоотвода, что может потребовать охлаждения в приложениях, которые работают очень быстро или имеют непрерывную мощность.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector