Эпициклическая передача

Эта планетарная зубчатая передача состоит из солнечной шестерни (желтая), планетарных шестерен (синяя), поддерживаемых водилом (зеленая) и кольцевой шестерни (розовая). Красные метки показывают относительное смещение солнечной шестерни и водила, когда водило повернуто на 45 ° по часовой стрелке и коронная шестерня остается неподвижной.

Планетарная зубчатая передача (также известная как в планетарном встроенный редукторе ) состоит из двух зубчатых колес установлено таким образом, что центр одной шестерни вращается вокруг центра других. Водило соединяет центры двух шестерен и вращается, чтобы нести одну шестерню, называемую планетарной шестерней или планетарной шестерней , вокруг другой, называемой солнечной шестерней или солнечным колесом . Планетарная и солнечная шестерни входят в зацепление, так что их начальные круги катятся без скольжения. Точка на делительной окружности планетарной передачи представляет собой эпициклоидную кривую. В этом упрощенном случае солнечная шестерня зафиксирована, а планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни.

Планетарная зубчатая передача может быть собрана таким образом, чтобы планетарная шестерня катилась по внутренней части делительной окружности фиксированного внешнего зубчатого колеса или кольцевой шестерни, иногда называемой кольцевой шестерней . В этом случае кривая, очерченная точкой на начальном круге планеты, представляет собой гипоциклоиду .

Комбинация зубчатых передач эпицикла с планетарной передачей, включающей солнечную шестерню и кольцевую шестерню, называется планетарной зубчатой передачей . ^[1]^[2] В этом случае коронная шестерня обычно неподвижна, а солнечная шестерня ведомая.

Обзор [ править ]

Эпициклическая передача или планетарная передача - это зубчатая система, состоящая из одной или нескольких внешних или планетарных шестерен или шестерен , вращающихся вокруг центральной солнечной шестерни или солнечного колеса . ^[3]^[4] Обычно планетарные шестерни устанавливаются на подвижном рычаге или водиле , которое само может вращаться относительно солнечной шестерни. Эпициклические системы зубчатых передач также включают использование внешнего кольцевое зубчатого колеса или кольцевое пространство, который входит в зацепление с планетарными шестернями. Планетарные передачи (или планетарные передачи) обычно классифицируются как простые или составные планетарные передачи. Простые планетарные шестерни имеют одно солнце, одно кольцо, одно водило и один комплект планетарной передачи. Составные планетарные шестерни включают в себя один или несколько из следующих трех типов структур: сетчатая планета (есть по крайней мере еще две планеты, сцепленные друг с другом в каждой цепочке планет), ступенчатая планета (существует соединение валов между двумя планетами в каждый поезд планет) и многоступенчатые конструкции (система содержит два или более набора планет). По сравнению с простыми планетарными передачами составные планетарные передачи имеют преимущества большего передаточного числа, более высокого отношения крутящего момента к массе и более гибких конфигураций.

Оси всех шестерен обычно параллельны, но в особых случаях, таких как точилки для карандашей и дифференциалы , они могут быть размещены под углом, вводя элементы конической передачи (см. Ниже). Кроме того, оси солнца, водила планеты и кольца обычно соосны .

Колесо из книги Агостино Рамелли « Разнообразная и искусственная машина» , 1588 г.

Также доступна эпициклическая передача, которая состоит из солнца, водила и двух планет, которые сцепляются друг с другом. Одна планета зацепляется с солнечной шестерней, а вторая планета зацепляется с коронной шестерней. В этом случае, когда водило зафиксировано, коронная шестерня вращается в том же направлении, что и солнечная шестерня, тем самым обеспечивая реверсирование направления по сравнению со стандартной планетарной передачей.

История [ править ]

Около 500 г. до н.э. греки изобрели идею эпициклов, кругов, движущихся по круговым орбитам. С помощью этой теории Клавдий Птолемей в Альмагесте в 148 году нашей эры смог предсказать орбитальные траектории планет. Механизм Antikythera , около 80 г. до н.э., был левередж , который был в состоянии приблизительно эллиптической траектории Луны по небу, и даже правильно за девять лет прецессией этого пути. ^[5] (Греки видели бы это не как эллиптическое, а скорее как эпициклическое движение.)

В AD трактате второго века Альмагест , Птолемей использовал вращающийся отводящий и эпициклы , которые образуют планетарные зубчатые передачи для прогнозирования движения планет. Точные предсказания движения Солнца, Луны и пяти планет, Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна, по небу предполагали, что каждая из них следовала по траектории, отслеживаемой точкой на планетарной шестерне планетарной зубчатой передачи. Эта кривая называется эпитрохоидой . ^{[ необходима цитата ]}

Эпициклическая передача использовалась в антикиферском механизме около 80 г. до н.э., чтобы отрегулировать отображаемое положение луны с учетом эллиптичности ее орбиты и даже для апсидальной прецессии ее орбиты. Две передние шестерни вращались вокруг немного разных центров, и одна приводила в движение другую не с зацеплением зубьев, а со штифтом, вставленным в прорезь на втором. Когда паз приводил в движение вторую передачу, радиус движения изменялся, вызывая ускорение и замедление ведомой шестерни на каждом обороте. ^{[ необходима цитата ]}

В 11 веке нашей эры планетарная передача была заново изобретена Ибн Халафом аль-Муради в Аль-Андалусе . Его водяные часы с зубчатой передачей использовали сложный зубчатый механизм, который включал как сегментарные, так и планетарные передачи. ^[6]^[7]

Ричард Валлингфордский , английский настоятель монастыря Сент-Олбанс, позже описал планетарный механизм астрономических часов XIV века. ^[8] В 1588 году итальянский военный инженер Агостино Рамелли изобрел книжное колесо , вертикально вращающийся книжный шкаф , содержащий планетарную передачу с двумя уровнями планетарных шестерен для поддержания правильной ориентации книг. ^[8]^[9]

Передаточное отношение стандартной планетарной передачи [ править ]

В этом примере водило (зеленый) остается неподвижным, а солнечная шестерня (желтая) используется в качестве входного сигнала. Анализ предполагает общий расчетный модуль зубчатой передачи. Планетарные шестерни (синие) вращаются в соотношении, определяемом количеством зубьев каждой шестерни. Здесь соотношение составляет -24/16 или -3/2; каждая планетарная шестерня вращается на 3/2 скорости солнечной шестерни в противоположном направлении.

Передаточный из планетарной зубчатой передачи системы несколько не-интуитивная, в частности , потому , что существует несколько способов , в которых вращение входного сигнала может быть преобразованы в выходном вращение. Три основных компонента планетарной передачи:

Солнце : Центральная передача
Перевозчик : Вмещает один или более периферийными Planet передач, все же размера, входящая в зацепление с солнечной шестерней
Кольцо или кольцевое пространство : внешнее кольцо с обращенными внутрь зубьями, которые входят в зацепление с планетарной шестерней или шестернями.

Общее передаточное число простой планетарной передачи можно рассчитать с помощью следующих двух уравнений ^[1], представляющих взаимодействия Солнце-Планета и Планета-Кольцо соответственно:

{\begin{aligned}{\text{N}}_{\text{s}}\omega _{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{p}}\omega _{\text{p}}-({\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{p}})\omega _{\text{c}}&=0\\{\text{N}}_{\text{r}}\omega _{\text{r}}-{\text{N}}_{\text{p}}\omega _{\text{p}}-({\text{N}}_{\text{r}}-{\text{N}}_{\text{p}})\omega _{\text{c}}&=0\end{aligned}}

куда

{\omega _{\text{r}}},{\omega _{\text{s}}},{\omega _{\text{p}}},{\omega _{\text{c}}}

это угловая скорость вращения от кольца , шестерен Sun , сателлитов и водила соответственно, и

{{\text{N}}_{\text{r}}},{{\text{N}}_{\text{s}}},{{\text{N}}_{\text{p}}}

- количество зубьев кольца , солнечной шестерни и каждой планетарной шестерни соответственно.

из чего мы можем получить следующее:

{\text{N}}_{\text{s}}\omega _{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}\omega _{\text{r}}=({\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}})\omega _{\text{c}}

\omega _{\text{s}}={\frac {{\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{s}}}}\omega _{\text{c}}-{\frac {{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{s}}}}\omega _{\text{r}}

\omega _{\text{r}}={\frac {{\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{r}}}}\omega _{\text{c}}-{\frac {{\text{N}}_{\text{s}}}{{\text{N}}_{\text{r}}}}\omega _{\text{s}}

\omega _{\text{c}}={\frac {{\text{N}}_{\text{s}}}{{\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}}}\omega _{\text{s}}+{\frac {{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}}}\omega _{\text{r}}

и

-{\frac {{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{s}}}}={\frac {\omega _{\text{s}}-\omega _{\text{c}}}{\omega _{\text{r}}-\omega _{\text{c}}}}

Учитывая . ^[10] $\omega _{\text{r}}\neq \omega _{\text{c}}$

В качестве альтернативы, если количество зубьев на каждой шестерне соответствует соотношению , это уравнение можно переписать следующим образом: $N_{\text{r}}=N_{\text{s}}+2N_{\text{p}}$

n\omega _{\text{s}}+(2+n)\omega _{\text{r}}-2(1+n)\omega _{\text{c}}=0

куда

n=N_{\text{s}}/N_{\text{p}}

Эти отношения могут использоваться для анализа любой эпициклической системы, включая такие, как трансмиссии гибридных транспортных средств, где два компонента используются в качестве входных данных, а третий обеспечивает выходные данные относительно двух входов. ^[11]

Во многих планетарных зубчатых передачах один из этих трех основных компонентов остается неподвижным; один из двух оставшихся компонентов является входом , обеспечивающим питание системы, а последний компонент является выходом , получающим питание от системы. Отношение входного вращения к выходному вращению зависит от количества зубьев в каждой шестерне и от того, какой компонент удерживается в неподвижном состоянии.

В одном варианте водило планетарной передачи (зеленое) удерживается неподвижно, а солнечная шестерня (желтая) используется в качестве входного. В этом случае планетарные шестерни просто вращаются вокруг своих осей (т. Е. Вращаются) со скоростью, определяемой количеством зубьев каждой шестерни. Если солнечная шестерня имеет Ns зубьев, а каждая планетарная шестерня имеет Np зубьев, то передаточное отношение равно - N _s / N _p . Например, если солнечная шестерня имеет 24 зуба, а каждая планетарная передача имеет 16 зубцов, то передаточное число равно −24/16 или −3/2; это означает, что один оборот солнечной шестерни по часовой стрелке вызывает 1,5 оборота против часовой стрелки каждой планетарной шестерни вокруг своей оси.

Это вращение планетарных шестерен, в свою очередь, может приводить в движение коронную шестерню (не изображенную на диаграмме) в соответствующем передаточном числе. Если коронная шестерня имеет N _r зубьев, то кольцо будет вращаться на N _p / N _r оборотов за каждый оборот планетарных шестерен. Например, если коронная шестерня имеет 64 зубца, а планетарные шестерни - 16, один оборот планетарной шестерни по часовой стрелке приводит к 16/64 или 1/4 оборота по часовой стрелке кольцевой шестерни. Расширение этого случая от случая выше:

Один оборот солнечной шестерни приводит к поворотам планет. $-N_{\text{s}}/N_{\text{p}}$
Один оборот планетарной передачи приводит к оборотам зубчатого венца. $N_{\text{p}}/N_{\text{r}}$

Таким образом, при заблокированном водиле планетарной передачи один оборот солнечной шестерни приводит к поворотам коронной шестерни. $-N_{\text{s}}/N_{\text{r}}$

Кольцевая шестерня также может удерживаться неподвижной, с входом в водило планетарной шестерни; выходное вращение затем производится солнечной шестерней. Эта конфигурация приведет к увеличению передаточного числа, равному 1+ N _r / N _s . ^{[ необходима цитата ]}

Если коронная шестерня удерживается неподвижно, а солнечная шестерня используется в качестве входной, водило планетарной передачи будет выходным. Передаточное число в этом случае будет 1 / (1 + N _r / N _s ), что также можно записать как 1: (1 + N _r / N _s ). Это самое низкое передаточное число, достижимое с планетарной зубчатой передачей. Этот тип зубчатой передачи иногда используется в тракторах и строительной технике для обеспечения высокого крутящего момента ведущим колесам.

В зубчатых колесах велосипедных ступиц солнце обычно неподвижно, привязано к оси или даже нарезано прямо на нее. Водило планетарной передачи используется в качестве входного. В этом случае передаточное число просто определяется выражением ( N _s + N _r ) / N _r . Количество зубьев планетарной шестерни значения не имеет.

Составные планеты втулки велосипеда Sturmey-Archer AM (без зубчатого венца)

Ускорения стандартной планетарной передачи [ править ]

Из приведенных выше формул мы также можем получить ускорения солнца, кольца и носителя, которые равны:

\alpha _{\text{s}}={\frac {{\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{s}}}}\alpha _{\text{c}}-{\frac {{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{s}}}}\alpha _{\text{r}}

\alpha _{\text{r}}={\frac {{\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{r}}}}\alpha _{\text{c}}-{\frac {{\text{N}}_{\text{s}}}{{\text{N}}_{\text{r}}}}\alpha _{\text{s}}

\alpha _{\text{c}}={\frac {{\text{N}}_{\text{s}}}{{\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}}}\alpha _{\text{s}}+{\frac {{\text{N}}_{\text{r}}}{{\text{N}}_{\text{s}}+{\text{N}}_{\text{r}}}}\alpha _{\text{r}}

Коэффициенты крутящего момента стандартной планетарной передачи [ править ]

В планетарных передачах необходимо знать две скорости, чтобы определить третью скорость. Однако в установившемся режиме должен быть известен только один крутящий момент, чтобы определить два других крутящих момента. Уравнения, определяющие крутящий момент:

\tau _{r}=\tau _{s}{\frac {N_{r}}{N_{s}}}

\tau _{r}=-\tau _{c}{\frac {N_{r}}{N_{r}+N_{s}}}

\tau _{c}=-\tau _{r}{\frac {N_{r}+N_{s}}{N_{r}}}

\tau _{c}=-\tau _{s}{\frac {N_{r}+N_{s}}{N_{s}}}

\tau _{s}=\tau _{r}{\frac {N_{s}}{N_{r}}}

\tau _{s}=-\tau _{c}{\frac {N_{s}}{N_{r}+N_{s}}}

где: - крутящий момент кольца (кольцевого пространства), - крутящий момент солнца, - крутящий момент держателя. Для всех трех это крутящие моменты, прилагаемые к механизму (входные крутящие моменты). Выходные крутящие моменты имеют обратный знак входным крутящим моментам. $\tau _{r}$ $\tau _{s}$ $\tau _{c}$

В случаях, когда шестерни ускоряются или для учета трения, эти уравнения необходимо изменить.

Фиксированное соотношение поездов перевозчика [ править ]

Удобный подход к определению различных передаточных чисел, доступных в планетарной зубчатой передаче, начинается с рассмотрения передаточного числа зубчатой передачи, когда водило удерживается неподвижным. Это известно как фиксированное передаточное число несущей. ^[2]

В случае простой планетарной зубчатой передачи, образованной водилом, поддерживающим планетарную шестерню, зацепленную с солнечной и коронной шестернями, фиксированное передаточное число водила вычисляется как передаточное отношение зубчатой передачи, образованной солнечной, планетарной и кольцевой шестернями на фиксированный перевозчик. Это дается

R={\frac {\omega _{s}}{\omega _{r}}}=-{\frac {N_{r}}{N_{s}}}.

В этом расчете планетарная шестерня является промежуточной шестерней.

Основная формула планетарной зубчатой передачи с вращающимся водилом получается из признания того, что эта формула остается верной, если угловые скорости солнца, планетарной передачи и зубчатого венца вычисляются относительно угловой скорости водила. Это становится,

R={\frac {\omega _{s}-\omega _{c}}{\omega _{r}-\omega _{c}}}.

Эта формула обеспечивает простой способ определения передаточных чисел простой планетарной зубчатой передачи в различных условиях:

1. Держатель удерживается неподвижным, ω _c = 0,

{\frac {\omega _{s}}{\omega _{r}}}=R,\quad {\mbox{so}}\quad {\frac {\omega _{s}}{\omega _{r}}}=-{\frac {N_{r}}{N_{s}}}.

2. Зубчатый венец удерживается неподвижным, ω _r = 0,

{\frac {\omega _{s}-\omega _{c}}{-\omega _{c}}}=R,\quad {\mbox{or}}\quad {\frac {\omega _{s}}{\omega _{c}}}=1-R,\quad {\mbox{so}}\quad {\frac {\omega _{s}}{\omega _{c}}}=1+{\frac {N_{r}}{N_{s}}}.

3. Солнечная шестерня зафиксирована, ω _s = 0,

{\frac {-\omega _{c}}{\omega _{r}-\omega _{c}}}=R,\quad {\mbox{or}}\quad {\frac {\omega _{r}}{\omega _{c}}}=1-{\frac {1}{R}},\quad {\mbox{so}}\quad {\frac {\omega _{r}}{\omega _{c}}}=1+{\frac {N_{s}}{N_{r}}}.

Каждое из передаточных чисел, доступных для простой планетарной зубчатой передачи, может быть получено с помощью ленточных тормозов для удержания и освобождения водила, солнечной или кольцевой шестерни по мере необходимости. Это обеспечивает базовую конструкцию автоматической коробки передач .

Дифференциал прямозубой шестерни [ править ]

Дифференциал с цилиндрической зубчатой передачей, созданный за счет зацепления планетарных шестерен двух соосных планетарных зубчатых передач. Кожух является водилом планетарной зубчатой передачи.

Дифференциала цилиндрическое зубчатое колесо строится из двух идентичных соосных планетарных зубчатых передач , собранных с одной несущей , так что их сателлиты занимаются. Это формирует планетарную зубчатую передачу с фиксированным передаточным числом водила R = -1.

В этом случае основная формула планетарной зубчатой передачи дает

{\frac {\omega _{s}-\omega _{c}}{\omega _{r}-\omega _{c}}}=-1,

или же

\omega _{c}={\frac {1}{2}}(\omega _{s}+\omega _{r}).

Таким образом, угловая скорость водила дифференциала прямозубой шестерни представляет собой среднее значение угловых скоростей солнечной и коронной шестерен.

При обсуждении дифференциала прямозубой шестерни использование термина коронная шестерня - удобный способ различить солнечные шестерни двух планетарных зубчатых передач. Вторая солнечная шестерня служит той же цели, что и коронная шестерня простой планетарной зубчатой передачи, но явно не имеет внутреннего зубчатого сопряжения, типичного для кольцевой шестерни. ^[1]

Передаточное число планетарной реверсивной передачи [ править ]

CSS-анимация планетарной шестерни с 56 зубчатым венцом заблокирована (1), 24-зубчатая солнечная шестерня заблокирована (2), водило с заблокированными 16 зубчатыми планетарными шестернями (3) и прямым приводом (4) - числа обозначают относительную угловую скорость

В некоторых планетарных передачах используются две планетарные шестерни, которые входят в зацепление друг с другом. Одна из этих планет находится в зацеплении с солнечной шестерней, другая - с коронной шестерней. Это приводит к тому, что планетарная система генерирует разные соотношения. Основное уравнение становится:

(R-1)\omega _{\text{c}}=R\omega _{\text{r}}-\omega _{\text{s}}

куда $R=N_{\text{r}}/N_{\text{s}}$

что приводит к:

\omega _{\text{r}}=\omega _{\text{s}}(1/R)

когда носитель заблокирован,

\omega _{\text{r}}=\omega _{\text{c}}(R-1)/R

когда солнце закрыто,

\omega _{\text{s}}=-\omega _{\text{c}}(R-1)

когда зубчатый венец заблокирован.

Составные планетарные передачи [ править ]

Ступенчатая серия планетарных ступиц Rohloff Speedhub с внутренним редуктором велосипедной ступицы, при этом меньшая серия планет находится в зацеплении с солнечным колесом, а большая серия планет в зацеплении с зубчатым венцом

«Составная планетарная передача» - это общее понятие, и оно относится к любым планетарным зубчатым колесам, включающим один или несколько из следующих трех типов структур: сетчатая планета (есть по крайней мере две или более планет, сцепленных друг с другом в каждом планетарном ряду) , ступенчатая планета (существует соединение валов между двумя планетами в каждом цепочке планет) и многоступенчатые структуры (система содержит два или более набора планет).

В некоторых конструкциях используется «ступенчатая планета», в которой на обоих концах общего вала установлены две шестерни разного размера. Малый конец касается солнца, а большой конец - зубчатого венца. Это может быть необходимо для достижения меньших ступенчатых изменений передаточного числа, когда общий размер упаковки ограничен. Составные планеты имеют «временные метки» (или, в техническом выражении, «относительную фазу зубчатого зацепления»). Условия сборки составных планетарных шестерен более строгие, чем простых планетарных шестерен, ^[12]и они должны быть собраны в правильной начальной ориентации относительно друг друга, иначе их зубья не будут одновременно взаимодействовать с солнцем и коронной шестерней на противоположных концах планетарной передачи, что приведет к очень плохой работе и короткому сроку службы. Составные планетарные шестерни могут легко достичь большего передаточного числа при равном или меньшем объеме. Например, составные планеты с зубьями в соотношении 2: 1 с коронной шестерней 50 зубьев дадут тот же эффект, что и коронная шестерня 100 зубьев, но с половиной фактического диаметра.

Дополнительные планетарные и солнечные редукторы могут быть последовательно размещены в одном корпусе (где выходной вал первой ступени становится входным валом следующей ступени), обеспечивая большее (или меньшее) передаточное число. Так работает большинство автоматических коробок передач . В некоторых случаях несколько ступеней могут даже использовать одну и ту же коронную шестерню, которая может быть удлинена по длине трансмиссии или даже быть структурной частью корпуса меньших коробок передач.

Во время Второй мировой войны была разработана особая разновидность планетарной передачи для портативных радаров , где требовалось очень высокое передаточное число в небольшом корпусе. У него было две шестерни с наружным кольцом, каждая из которых была вдвое меньше остальных шестерен. Одно из этих двух зубчатых венцов было неподвижным и имело на один зуб меньше, чем на другое. Следовательно, несколько оборотов «солнечной» шестерни заставляли «планетарные» шестерни совершить один оборот, который, в свою очередь, заставлял вращающуюся коронную шестерню вращаться на один зуб, как циклоидальный привод . ^{[ необходима цитата ]}

Преимущества [ править ]

Механизм точилки для карандашей с неподвижным венцом и вращающимся водилом планетарной передачи в качестве входного. Планетарные передачи превращены в цилиндрические фрезы, вращающиеся вокруг карандаша, расположенного на солнечной оси. Оси планетарных шестерен стыкуются под углом заточки карандаша.

Планетарные зубчатые передачи обеспечивают высокую удельную мощность по сравнению со стандартными зубчатыми передачами с параллельными осями. Они обеспечивают уменьшение объема, несколько кинематических комбинаций, чисто крутильные реакции и соосный вал. К недостаткам можно отнести высокие нагрузки на подшипники, постоянные требования к смазке, недоступность и сложность конструкции. ^[13]^[14]

Потеря эффективности планетарной зубчатой передачи обычно составляет около 3% на ступень. Такой КПД гарантирует, что большая часть (около 97%) потребляемой энергии передается через коробку передач, а не тратится на механические потери внутри коробки передач.

Нагрузка в планетарной зубчатой передаче распределяется между несколькими планетами; следовательно, крутящий момент значительно увеличивается. Чем больше планет в системе, тем больше грузоподъемность и выше плотность крутящего момента.

Планетарный редуктор также обеспечивает стабильность за счет равномерного распределения массы и повышенной жесткости вращения. Крутящий момент, прилагаемый радиально к шестерням планетарной зубчатой передачи, передается радиально шестерней без бокового давления на зубья шестерни.

Обычно мощность привода передается на солнечную шестерню. Затем солнечная шестерня приводит в движение планетарные шестерни, собранные с внешним зубчатым венцом. Весь комплект планетарной зубчатой передачи вращается вокруг своей оси и вдоль внешнего зубчатого колеса, где выходной вал, соединенный с водилом планетарной передачи, достигает цели снижения скорости. Более высокое передаточное отношение может быть достигнуто за счет удвоения многоступенчатых шестерен и планетарных шестерен, которые могут работать с одним и тем же венцом.

Метод движения конструкции планетарной передачи отличается от традиционных параллельных передач. Традиционные шестерни полагаются на небольшое количество точек контакта между двумя шестернями для передачи движущей силы. В этом случае вся нагрузка сосредоточена на нескольких контактирующих поверхностях, в результате чего шестерни быстро изнашиваются и иногда трескаются. Но планетарный редуктор имеет несколько поверхностей контакта шестерен с большей площадью, что позволяет равномерно распределять нагрузку вокруг центральной оси. Несколько поверхностей шестерни равномерно распределяют нагрузку, включая любую мгновенную ударную нагрузку, что делает их более устойчивыми к повреждениям от более высокого крутящего момента. Кроме того, корпус и детали подшипников с меньшей вероятностью будут повреждены из-за высокой нагрузки, поскольку только подшипники водила планетарной передачи испытывают значительную боковую силу от передачи крутящего момента,радиальные силы противодействуют друг другу и уравновешиваются, а осевые силы возникают только при использовании косозубых шестерен.

3D-печать [ править ]

Анимация печатной шестеренки

Планетарные передачи стали популярными в 3D-печати по нескольким причинам. Планетарные коробки передач могут обеспечить большое передаточное число в небольшом и легком корпусе. Некоторые люди устанавливают такие редукторы, чтобы получать более точные 3D-отпечатки, уменьшая движение своих шаговых двигателей.

Мотор с редуктором должен вращаться все дальше и быстрее, чтобы обеспечить такое же выходное движение в 3D-принтере, что является преимуществом, если его не перевешивает более низкая скорость движения. Если шаговый двигатель должен вращаться дальше, он также должен сделать больше шагов, чтобы переместить принтер на заданное расстояние; поэтому шаговый двигатель с понижающей передачей имеет меньший минимальный размер шага, чем тот же шаговый двигатель без коробки передач. Несмотря на то, что существует множество факторов, планетарные редукторы могут помочь в создании высококачественных 3D-отпечатков.

Одно из популярных применений планетарных систем, напечатанных на 3D-принтере, - это игрушки для детей. ^{[ необходима цитата ]} Так как шестерни в елочку легко напечатать на 3D-принтере, стало очень популярно напечатать на 3D-принтере подвижную планетарную шестерню в виде елочки для обучения детей принципам работы шестерен. Преимущество шестерен типа «елочка» в том, что они не выпадают из кольца и не требуют монтажной пластины, что позволяет четко видеть движущиеся части.

Галерея [ править ]

Разъемное кольцо, составная планетарная передача, планетарные шестерни позиционера автомобильного зеркала заднего вида. Передаточное отношение входной солнечной шестерни к выходной черной коронной шестерне составляет −5/352.
Редукторы газотурбинного двигателя Pratt & Whitney Canada PT6 .
Один из трех наборов из трех шестерен внутри водила планетарной передачи трансмиссии Ford FMX Ravigneaux.

См. Также [ править ]

Гипоциклоидная передача
Антикитерский механизм - древний механический астрономический компьютер
Бесступенчатая коробка передач (CVT)
Циклоидальный привод
Эпициклоида
Ford Model T - имел двухступенчатую планетарную трансмиссию.
Коробка передач
Гармонический драйв
Ступица для велосипедов и т. Д.
Бесступенчатая трансмиссия NuVinci
Планетарный редуктор Ravigneaux
Rohloff Speedhub - 14- ступенчатая коробка передач ступицы велосипеда
Планетарный редуктор Simpson
Sturmey Archer - первый крупный производитель велосипедных ступиц с планетарной передачей

Ссылки [ править ]

^ a b c Дж. Дж. Юикер, Г. Р. Пеннок и Дж. Э. Шигли, 2003, Теория машин и механизмов, Oxford University Press, Нью-Йорк.
^ а б Б. Пол, 1979, Кинематика и динамика плоских машин , Прентис Холл.
^ Хиллер, НОЖ (2001). «Планетарные передачи и однонаправленные муфты» . Основы автомобильной техники (4-е изд.). Челтнем, Великобритания: Нельсон Торнс. п. 244. ISBN 0-74-870531-7.
^ Харрисон, H .; Нетлтон, Т. (1994). Принципы инженерной механики (2-е изд.). Оксфорд, Великобритания: Баттерворт-Хайнеманн. п. 58. ISBN 0-34-056831-3.
^ Райт, MT (2007). «Пересмотр антикиферского механизма» (PDF) . Междисциплинарные научные обзоры . 32 (1): 27–43. DOI : 10.1179 / 030801807X163670 . Проверено 20 мая 2014 .
^ Хасан, Ахмад Ю. , Передача исламской технологии на Запад, Часть II: Передача исламской инженерии , История науки и технологий в исламе
^ Дональд Рутледж Хилл (1996). История инженерной мысли в классические и средневековые времена . Рутледж . с. 203, 223, 242. ISBN 0-415-15291-7.
^ a b Дж. Дж. Кой, Д. П. Таунсенд, Е. В. Зарецкий, "Gearing", справочная публикация НАСА 1152, технический отчет AVSCOM 84-C-15, 1985
^ Чад Рэндл, «Вращающаяся архитектура: история зданий, которые вращаются, поворачиваются и поворачиваются», стр. 19
^ «Как вывести и рассчитать уравнения планетарного передаточного числа в планетарных системах передач» .
↑ Джон М. Миллер (май 2006 г.). «Архитектура силовой установки гибридного электромобиля типа e-CVT». IEEE Transactions по силовой электронике . 21 (3): 756–767. Bibcode : 2006ITPE ... 21..756M . DOI : 10.1109 / TPEL.2006.872372 .
^ PA Simionescu (1998-09-01). «Единый подход к состоянию сборки планетарных шестерен». Журнал механического проектирования . 120 (3): 448–453. DOI : 10.1115 / 1.2829172 .
^ Lynwander, P., 1983, трансмиссионные системы приводов: Проектирование и применение . Марсель Деккер, Нью-Йорк
^ Смит, Дж. Д., 1983, Шестерни и их вибрация: основной подход к пониманию шума шестерен . Марсель Деккер, Нью-Йорк и Макмиллан, Лондон

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Эпициклические шестерни .

Цифровая библиотека кинематических моделей для проектирования (KMODDL) , фильмы и фотографии сотен работающих моделей механических систем в Корнелле.
«Анимация планетарной передачи в SVG»
«Анимация планетарной передачи»
"Устройство разделения мощности"
"Интерактивное руководство по планетарной передаче"
Коробка передач Prius
Планетарный редуктор
Кандидат наук. Диссертация о сложных планетарных передачах
Краткие рекомендации по анализу планетарной передачи
Веториальная аннимация : кольцо, планеты и солнечная шестерня.

[J._Uicker,_G._R_2003-1] Дж. Дж. Юикер, Г. Р. Пеннок и Дж. Э. Шигли, 2003, Теория машин и механизмов, Oxford University Press, Нью-Йорк.

[B._Paul_1979-2] а б Б. Пол, 1979, Кинематика и динамика плоских машин , Прентис Холл.

[3] Хиллер, НОЖ (2001). «Планетарные передачи и однонаправленные муфты» . Основы автомобильной техники (4-е изд.). Челтнем, Великобритания: Нельсон Торнс. п. 244. ISBN 0-74-870531-7.

[4] Харрисон, H .; Нетлтон, Т. (1994). Принципы инженерной механики (2-е изд.). Оксфорд, Великобритания: Баттерворт-Хайнеманн. п. 58. ISBN 0-34-056831-3.

[Wright-Reconsidered-5] Райт, MT (2007). «Пересмотр антикиферского механизма» (PDF) . Междисциплинарные научные обзоры . 32 (1): 27–43. DOI : 10.1179 / 030801807X163670 . Проверено 20 мая 2014 .

[Hassan-6] Хасан, Ахмад Ю. , Передача исламской технологии на Запад, Часть II: Передача исламской инженерии , История науки и технологий в исламе

[Hill-1996-7] Дональд Рутледж Хилл (1996). История инженерной мысли в классические и средневековые времена . Рутледж . с. 203, 223, 242. ISBN 0-415-15291-7.

[coy-8] Дж. Дж. Кой, Д. П. Таунсенд, Е. В. Зарецкий, "Gearing", справочная публикация НАСА 1152, технический отчет AVSCOM 84-C-15, 1985

[9] Чад Рэндл, «Вращающаяся архитектура: история зданий, которые вращаются, поворачиваются и поворачиваются», стр. 19

[10] «Как вывести и рассчитать уравнения планетарного передаточного числа в планетарных системах передач» .

[Miller:_Hybrid_Electric_Vehicle_Propulsion_System_Architectures-11] Джон М. Миллер (май 2006 г.). «Архитектура силовой установки гибридного электромобиля типа e-CVT». IEEE Transactions по силовой электронике . 21 (3): 756–767. Bibcode : 2006ITPE ... 21..756M . DOI : 10.1109 / TPEL.2006.872372 .

[Simionescu:_A_Unified_Approach_to_the_Assembly_Condition_of_Epicyclic_Gears-12] PA Simionescu (1998-09-01). «Единый подход к состоянию сборки планетарных шестерен». Журнал механического проектирования . 120 (3): 448–453. DOI : 10.1115 / 1.2829172 .

[13] Lynwander, P., 1983, трансмиссионные системы приводов: Проектирование и применение . Марсель Деккер, Нью-Йорк

[14] Смит, Дж. Д., 1983, Шестерни и их вибрация: основной подход к пониманию шума шестерен . Марсель Деккер, Нью-Йорк и Макмиллан, Лондон

[1]

vтеТрансмиссия
Часть автомобильной серии
Автомобильный двигатель	Дизель Электрический Топливная ячейка Гибрид ( Plug-in гибрид ) Двигатель внутреннего сгорания Бензиновый двигатель Паровой двигатель
Передача инфекции	Автоматическая коробка передач Цепной привод Прямой привод Схватить Шарнир постоянных угловых скоростей Бесступенчатая коробка передач Связь Дифференциальный Коробка передач с прямым переключением передач Приводной вал Коробка передач с двойным сцеплением Ведущее колесо Автоматическая механическая коробка передач Электрореологическая муфта Эпициклическая передача Гидравлическая муфта Привод трения Коробка передач Джубо Драйв Гочкиса Дифференциал повышенного трения Блокировка дифференциала Механическая коробка передач Мануматический Парковочная защелка Парковка на проводе Преселекторный редуктор Полуавтоматическая трансмиссия Сдвиг по проводам Гидротрансформатор Коробка передач Блок управления коробкой передач универсальный шарнир
Колеса и шины	Узел ступицы колеса Колесо Обод Литые диски Колпачок Шина Бескамерный Радиальный Дождь Снег Гоночное пятно Внедорожный Спущенном Запасной
Гибридный	Электрический двигатель Трансмиссия гибридного автомобиля Электрический генератор Генератор
Портал Категория