Der er alle slags mekaniske enheder. Nogle af dem kender vi fra barndommen. Det er for eksempel ure, cykler, snurretoppe. Vi lærer om andre, når vi bliver ældre. Disse er motorer til biler, spil til kraner og andre. Hver bevægende mekanisme bruger en form for system til at få hjulene til at dreje og maskinen til at fungere. En af de mest interessante og populære er den planetariske mekanisme. Dens essens ligger i, at maskinen er drevet af hjul eller tandhjul, der interagerer med hinanden på en særlig måde. Lad os se nærmere på det.
Generelle oplysninger
Planetgearet og planetmekanismen er således navngivet i analogi med vores solsystem, som kan betinget repræsenteres som følger: i midten er der en "sol" (det centrale hjul i mekanismen). "Planeter" (små hjul eller satellitter) bevæger sig rundt om den. Alle disse dele i planetgearet har ydre tænder. Det betingede solsystem har en grænse i sin diameter. Rolledet udføres i planetmekanismen af et stort hjul eller epicykel. Den har også tænder, kun indvendige. Det meste af arbejdet i dette design udføres af bæreren, som er en løftestangsmekanisme. Bevægelse kan udføres på forskellige måder: enten vil solen rotere, eller epicyklen, men altid sammen med satellitterne.
Under driften af planetmekanismen kan et andet design bruges, for eksempel to sole, satellitter og en bærer, men uden en epicykel. En anden mulighed er to epicykler, men uden solen. Transportør og satellitter skal altid være til stede. Afhængigt af antallet af hjul og placeringen af deres rotationsakser i rummet, kan designet være enkelt eller komplekst, fladt eller rumligt.
For fuldt ud at forstå, hvordan et sådant system fungerer, skal du forstå detaljerne.
Placering af elementer
Den enkleste form for planetgear inkluderer tre sæt gear med varierende frihedsgrader. Ovenstående satellitter roterer rundt om deres akser og samtidig rundt om solen, som forbliver på plads. Epicyklen forbinder planetmekanismen udefra og roterer også ved hjælp af et alternativt indgreb mellem tænderne (den og satellitterne). Dette design er i stand til at ændre drejningsmomentet (vinkelhastigheder) i ét plan.
I en simpel planetmekanisme kan solen og satellitterne rotere, mens epicentret forbliver fast. Under alle omstændigheder er vinkelhastighederne for alle komponenter ikke kaotiske, men har en lineær afhængighed af hinanden. Når mediet roterer, giver detlav hastighed højt drejningsmoment output.
Det vil sige, at essensen af planetgearet er, at et sådant design er i stand til at ændre, udvide og tilføje moment og vinkelhastighed. Rotationsbevægelser i dette tilfælde forekommer i en geometrisk akse. Det nødvendige transmissionselement i forskellige køretøjer og mekanismer er installeret.
Funktioner af strukturelle materialer og skemaer
Det er dog ikke altid nødvendigt med en fast komponent. I differentialsystemer roterer hvert element. Planetgear som dette har en udgangsdrevet (kontrollerer) to indgange. For eksempel er et differentiale, der styrer en aksel i en bil, et lignende gear.
Sådanne systemer fungerer efter samme princip som parallelle akselstrukturer. Selv et simpelt planetgear har to indgange, det faste ringgear er et konstant input med nul vinkelhastighed.
Detaljeret beskrivelse af enheder
Blandede planetariske strukturer kan have et forskelligt antal hjul, såvel som forskellige gear, som de er forbundet med. Tilstedeværelsen af sådanne detaljer udvider i høj grad mekanismens muligheder. Sammensatte planetstrukturer kan samles, så akslen på bæreplatformen bevæger sig med høj hastighed. Som følge heraf kan nogle problemer med reduktionsgear, solgear og andre elimineres i processen med at forbedre enheden.
Sådan set fragivet information, arbejder planetmekanismen efter princippet om at overføre rotation mellem forbindelser, der er centrale og mobile. Samtidig er komplekse systemer mere efterspurgte end simple.
Konfigurationsmuligheder
Det er muligt at bruge hjul (gear) i forskellige konfigurationer i planetmekanismen. Egnet standard med lige tænder, spiralformet, orm, chevron. Indgrebstypen vil ikke påvirke det generelle princip for drift af planetmekanismen. Det vigtigste er, at bærerens rotationsakser og de centrale hjul falder sammen. Men satellitternes akser kan være placeret i andre planer (krydsende, parallelt, krydsende). Et eksempel på krydset er et mellemhjulsdifferentiale, hvor gearene er koniske. Et eksempel på krydset er et selvspærrende differentiale med snekkegear (Torsen).
Enkle og komplekse enheder
Som nævnt ovenfor inkluderer planen for planetmekanismen altid en bærer og to centrale hjul. Der kan være et hvilket som helst antal satellitter. Dette er den såkaldte simple eller elementære enhed. I sådanne mekanismer kan designs være som følger: "SVS", "SVE", "EVE", hvor:
- S er solen.
- B - transportør.
- E er epicentret.
Hvert sådant sæt hjul + satellitter kaldes et planetgearsæt. I dette tilfælde skal alle hjul rotere i samme plan. Simple mekanismer er enkelt- og dobbeltrækket. De bruges sjældent i forskellige tekniske apparater og maskiner. Et eksempelkan fungere som en planetarisk cykelmekanisme. Ifølge dette princip fungerer ærmet, takket være hvilket bevægelsen udføres. Dens design blev skabt i henhold til "SVE" -ordningen. Satellitter i ikke 4 stykker. I dette tilfælde er solen stift fastgjort til baghjulets akse, og epicentret er bevægeligt. Den tvinges til at rotere af en cyklist, der trykker på pedalerne. I dette tilfælde kan transmissionshastigheden og dermed rotationshastigheden ændre sig.
Ofte kan du finde komplekse gear planetariske mekanismer. Deres ordninger kan være meget forskellige, hvilket afhænger af, hvad dette eller det design er beregnet til. Som regel består komplekse mekanismer af flere simple, skabt i henhold til den generelle regel for et planetgear. Sådanne komplekse systemer er to-, tre- eller firerækker. Teoretisk set er det muligt at lave strukturer med et stort antal rækker, men i praksis sker det ikke.
Planære og rumlige enheder
Nogle mennesker tror, at et simpelt planetgear skal være fladt. Dette er kun delvist sandt. Komplekse enheder kan også være flade. Det betyder, at planetgearene, uanset hvor mange af dem, der bruges i enheden, er i et eller parallelt plan. Rumlige mekanismer har planetgear i to eller flere planer. I dette tilfælde kan hjulene selv være mindre end i den første udførelsesform. Bemærk, at den flade planetmekanisme er den samme som den rumlige. Forskellen er kun i det område, der optages af enheden, dvs. i kompakthed.
Frihedsgrader
Dette er navnet på samlingenrotationskoordinater, som giver dig mulighed for at bestemme systemets position i rummet på et givet tidspunkt. Faktisk har enhver planetarisk mekanisme mindst to frihedsgrader. Det vil sige, at vinkelhastighederne for rotation af ethvert led i sådanne enheder ikke er lineært relateret, som i andre gear. Dette giver dig mulighed for at opnå udgangsvinkelhastigheder, der ikke er de samme som dem ved indgangen. Dette kan forklares ved, at der i differentialforbindelsen i planetmekanismen er tre elementer i enhver række, og resten vil være forbundet med det lineært gennem et hvilket som helst element i rækken. Teoretisk set er det muligt at skabe planetsystemer med tre eller flere frihedsgrader. Men i praksis er de ubrugelige.
Planetary Gear Ratio
Dette er den vigtigste egenskab ved rotationsbevægelse. Det giver dig mulighed for at bestemme, hvor mange gange kraftmomentet på den drevne aksel er steget i forhold til momentet af drivakslen. Du kan bestemme gearforholdet ved hjælp af formlerne:
i=d2/d1=Z2/Z1=M2/M1=W1/W2=n1/n2, hvor:
- 1 - førende link.
- 2 - slavelink.
- d1, d2 - diametre af det første og andet led.
- Z1, Z2 - antal tænder.
- M1, M2 er momenter.
- W1 W2 - vinkelhastigheder.
- n1 n2 - hastighed.
Når gearforholdet er højere end et på den drevne aksel, øges kraftmomentet, og frekvensen og vinkelhastigheden falder. Dette bør altid tages i betragtning, når man laver et design, fordigearforholdet i planetmekanismer afhænger af, hvor mange tænder hjulene har, og hvilket element i rækken der er det førende.
Anvendelsesomfang
I dagens verden er der mange forskellige maskiner. Mange af dem arbejder ved hjælp af planetgear.
De bruges i bildifferentialer, planetgear, i kinematiske skemaer af komplekse værktøjsmaskiner, i fly-luftmotorgearkasser, i cykler, i mejetærskere og traktorer, i kampvogne og andet militært udstyr. Ifølge principperne for planetgear fungerer mange gearkasser i drevene af elektriske generatorer. Overvej et andet sådant system.
Planetarisk drejegear
Dette design bruges i nogle traktorer, bæltekøretøjer og tanke. Et simpelt diagram over enheden er vist i figuren nedenfor.
Princippet for den planetariske rotationsmekanisme er som følger: holderen (position 1) er forbundet med bremsetromlen (2) og drivhjulet placeret i larven. Epicyklen (6) er forbundet til transmissionsakslen (position 5). Solen (8) er forbundet med koblingsskiven (3) og svingbremsetromlen (4). Når låsekoblingen er aktiveret, og båndbremserne er slået fra, vil satellitterne ikke rotere. De bliver som håndtag, da de er forbundet med solen (8) og epicyklen (6) ved hjælp af tænder. Derfor tvinger de dem og bæreren til samtidig at rotere rundt om en fælles akse. I dette tilfælde er vinkelhastigheden den samme.
Når låsekoblingen frakobles og bremsen aktiveresat dreje solen vil begynde at stoppe, og satellitterne vil begynde at bevæge sig rundt om deres akser. Således skaber de et øjeblik på bæreren og roterer larvens drivhjul.
Wear
Med hensyn til levetid og dæmpning, i lineære planetsystemer, er belastningsfordelingen mærkbar blandt hovedkomponenterne.
Termisk og cyklisk træthed kan øges i dem på grund af den begrænsede belastningsfordeling og det faktum, at planetgear kan rotere ret hurtigt om deres akser. Desuden kan centrifugalkræfter ved høje hastigheder og gearforhold af planetgearet øge mængden af bevægelse betydeligt. Det skal også bemærkes, at når nøjagtigheden af produktionen falder, og antallet af satellitter stiger, stiger tendensen til ubalance.
Disse enheder og deres systemer kan endda være udsat for slitage. Nogle designs vil være følsomme over for selv små ubalancer og kan kræve kvalitet og dyre monteringskomponenter. Den nøjagtige placering af planetstifterne omkring solgearets akse kan være en nøgle.
Andre planetariske arrangementer, der hjælper med at balancere belastninger, omfatter brugen af flydende underenheder eller "bløde" monteringer for at holde solen eller epicentret i bevægelse så længe som muligt.
Fundamentals af syntese af planetariske enheder
Denne viden er nødvendig, når man designer og skaber maskinkomponenter. Begrebet "syntese af planetariske mekanismer" er at beregne antallet af tænderi solen, epicenter og satellitter. I dette tilfælde skal en række betingelser være opfyldt:
- Gearforholdet skal være lig med den indstillede værdi.
- Tandhjulsindgreb skal være korrekt.
- Det er nødvendigt at sikre justeringen af den indgående aksel og den udgående aksel.
- Nabolag påkrævet (satellitter må ikke forstyrre hinanden).
Du skal også, når du designer, tage højde for dimensionerne af den fremtidige struktur, dens vægt og effektivitet.
Hvis gearforholdet (n) er givet, skal antallet af tænder på solen (S) og på planetgearene (P) opfylde ligningen:
n=S/P
Hvis vi antager, at antallet af tænder ved epicentret er tidligt (A), så skal ligheden observeres med bæreren låst:
n=-S/A
Hvis epicentret er fast, vil følgende lighed være sand:
n=1+ A/S
Det er sådan den planetariske mekanisme beregnes.
Fordele og ulemper
Der er flere typer transmission, der med succes bruges i forskellige enheder. Planetarisk blandt dem skiller sig ud for følgende fordele:
- Giver mindre belastning på hver tand af hjulene (både solen, epicentret og satellitter) på grund af det faktum, at belastningen på dem er mere jævnt fordelt. Dette har en positiv effekt på konstruktionens levetid.
- Med samme kraft har planetgearet mindre dimensioner og vægt end andre typer transmission.
- Evne til at opnå højere gearforhold medfærre hjul.
- Sørg for mindre støj.
Ulemper ved planetgear:
- Har brug for mere præcision i deres fremstilling.
- Lav effektivitet med et relativt stort udvekslingsforhold.
