Planetväxel

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 4 augusti 2022; kontroller kräver 38 redigeringar .

Planetväxel (PP) - mekanisk överföring av rotationsrörelse , på grund av sin design, som kan ändra, lägga till och veckla ut de ingående vinkelhastigheterna och/eller vridmomentet inom en geometrisk rotationsaxel . Vanligtvis är det ett transmissionselement i olika teknologiska och transportmaskiner.

Strukturellt sett är PP alltid en uppsättning sammankopplade kugghjul (minst 4), av vilka några (minst 2) har en gemensam geometrisk fast rotationsaxel, och den andra delen (också minst 2) har rörliga rotationsaxlar , koncentriskt roterande på den så kallade "bäraren" runt den orörliga. Kugghjul på en fast axel är alltid anslutna till varandra inte direkt, utan genom växlar på rörliga axlar, och på grund av det faktum att de senare inte bara kan rotera i förhållande till den första, utan också att köra runt dem, och därigenom överföra translationell rörelse till bäraren, alla länkar i PP, till vilka kraft kan appliceras/borttas, får möjlighet att rotera differentiellt , med det enda villkoret att vinkelhastigheten för en sådan länk inte är absolut kaotisk, utan bestäms av vinkeln hastigheter för alla andra länkar. I detta avseende liknar PP ett planetsystem , där hastigheten för varje planet bestäms av hastigheterna för alla andra planeter i systemet. Differentialprincipen för rotation av hela systemet, liksom det faktum att i sin kanoniska form en uppsättning kugghjul som utgör PP är sammansatt i en sorts sol och planeter som rör sig epicykliskt i omloppsbana, ger denna mekaniska transmission sådana internationella definitioner inneboende endast till det som planetarisk , differential (från latin differentia - skillnad, skillnad) eller epicyklisk , som var och en i detta fall är synonym .

Ur teoretisk mekaniks synvinkel är en planetväxel ett mekaniskt system med två eller flera frihetsgrader . Denna egenskap, som är en direkt följd av designen, är en viktig skillnad mellan PP och andra växlar med roterande rörelse, som alltid har bara en frihetsgrad. Och denna funktion ger PP själv den viktiga egenskapen att, när det gäller att påverka rotationsvinkelhastigheterna, PP kan inte bara minska dessa hastigheter, utan också lägga till och veckla ut dem, vilket i sin tur gör den till den huvudsakliga mekaniska manövreringen enhet inte bara av olika planetväxellådor , utan även enheter som differentialer och summering av PP .

Skapande historia

Arabisk designer Ibn Khalaf el-Muradi (XI-talet) - författaren till ingenjörsmanuskript - " Kitab al-asrar" ( arab. كتاب الأسرار في نتائج الأفكار ‎, Hemligheternas bok ). Dessa skrifter innehöll viktiga innovationer, som innehöll instruktioner för planetväxeln. [ett]

Planetväxel och planetmekanism

I rysk teknisk terminologi antas termerna planetväxel (nedan - PP) och planetväxel (nedan - PM) ofta vara synonyma. Skillnaderna är att termen PP vanligtvis används i samband med en grundläggande förståelse av enheten för en viss rotationsrörelsetransmission, särskilt om enheten för en sådan transmission inte är uppenbar (dold av kroppen / vevhuset) eller en sådan transmission har vissa unika egenskaper som är inneboende endast i en planetarisk, och detta är nödvändigt att betona uppmärksamhet. Och termen PM används för att referera till en specifik växelspaksmekanism, och det finns kriterier som gör att du tydligt kan beskriva PM som en monteringsenhet som en del av en större enhet eller enhet och bestämma hur många och vilka PM som används i en speciell överföring av rotationsrörelse.

Sammansättning av planetmekanismen

Designen av PP / PM är baserad på olika kombinationer av tre huvud- och flera identiska hjälplänkar. Tre huvudlänkar med en gemensam rotationsaxel - två centrala växlar och en bärare. Hjälplänkar - en uppsättning identiska växlar på rörliga rotationsaxlar och lager.

En liten central växel med yttre tänder kallas solhjul eller sol (C) .
En stor central växel med invändiga tänder kallas krona, epicyklisk växel eller epicykel (E) .
Bäraren (B) är grunden för PM - den är en integrerad del av absolut alla PM och hörnstenen i hela idén om att överföra rotation genom ett planetsystem med en differentiell anslutning. Bäraren är en spakmekanism - vanligtvis en rumsgaffel, vars "bas" -axel sammanfaller med själva PM:s axel, och "tänderna" -axlarna med satelliter monterade på dem roterar koncentriskt runt den i planet / plan centrala växlar. "Tändernas" axlar är de så kallade rörliga axlarna eller satelliternas axlar
Planetväxlar eller satelliter ( Ш ) är kugghjul (eller grupper av hjul) med yttre tänder. I detta fall är satelliterna i samtidigt och konstant ingrepp med båda centrala växlarna i PM. Antalet satelliter i PM sträcker sig vanligtvis från två till sex (oftast tre, eftersom det inte finns något behov av speciella balanseringsmekanismer med endast tre satelliter) och har inget exakt värde för PM:s funktionalitet. I olika PM-satelliter används enkelfälg (en enkel växel), dubbelfälg (två koaxialväxlar med gemensamt nav), trefälg och så vidare. Satelliter kan också paras ihop - det vill säga placerade på en bärares axlar och växlade i par.

Kugghjulen som utgör PM kan vara av vilken känd typ som helst: sporre, spiralformad, chevron, mask. Typen av engagemang är i allmänhet inte viktig och påverkar inte PP:s grundläggande funktion.

I alla PM sammanfaller alltid rotationsaxlarna för de centrala kugghjulen och bäraren. Detta betyder dock inte att satelliternas axlar alltid kommer att vara parallella med huvudaxeln. Precis som vid enkla växlar är parallella, korsade och korsande axlar här möjliga. Ett exempel på det andra alternativet är en mellanhjulsdifferential med koniska växlar. Ett exempel på det tredje alternativet är Torsens självlåsande differential med snäckväxling.

Varje PM, oavsett om det är enkelt eller komplext, platt eller rumsligt, måste för dess prestanda ha en bärare med satelliter och minst två av alla centrala växlar. Definitionen av "vilka som helst" betyder att det inte bara kan vara en sol och en epicykel, utan också två solar och ingen epicykel, eller två epicykler och ingen sol. Tre länkar, inklusive bäraren, är ett nödvändigt och tillräckligt villkor för att PM ska kunna utföra funktionerna för kraftöverföring och tillägg / expansion av flöden: att fungera som en växellåda (inklusive en flerväxlad), som en differential eller summerande PP . Tre länkar är också grunden för en sådan ryskspråkig teknisk term som Three-Link Differential Mechanism (eller TDM).

Formellt kan mekanismer som består av endast två länkar - från bäraren och endast en central växel - också kallas planetariska. Faktum är att sådana tvålänkade PM:er är svåra att intelligent anpassa för att utföra något arbete: de är inte lämpliga för att överföra ström från en huvudlänk till en annan, och endast under vissa förhållanden kan de fungera som en överkomplicerad direktöverföring. En ökning av antalet huvudlänkar på en PM uppåt - upp till 4 eller fler - är möjlig både formellt och faktiskt, men samtidigt förvärvar sådana PM:er inga nya fastigheter, även om de får fler teoretiskt tillgängliga utväxlingsförhållanden och kan ge vissa layoutfördelar till den designade PP.

Enkel och komplex PM, planetväxeluppsättning

Kriteriet för att dela upp PM i enkla och komplexa är antalet huvudlänkar (nämligen de viktigaste, och antalet satelliter räknas inte). En enkel PM har bara tre huvudlänkar: en bärare och två valfria centralväxlar. Kinematik tillåter endast 7 (sju!) PM:er som faller under detta villkor: en är den vanligaste och mest välkända, den så kallade "elementära", med en uppsättning enkelfångssatelliter i SVE -schemat ; tre PM:ar med tvåkronorssatelliter ( SVE , SVS , EVE ) och tre PM:er med parade sammankopplade satelliter (SVE, SVS, EVE)).

Det finns många mer komplexa PM än enkla. Deras exakta antal har inte bestämts på grund av bristen på ett sådant behov, och de vanligaste av dem visas i figuren. Precis som enkla PM har komplexa bara en bärare, men det kan finnas tre eller flera centrala växlar. Samtidigt, som en del av en komplex PM, är det alltid spekulativt att särskilja flera enkla PM:er (specifikt: tre i en fyrlänk och sex i en femlänk), som var och en inkluderar två centrala växlar och en gemensam bärare .

Varje uppsättning av centrala kugghjul och satelliter som roterar i samma plan bildar en så kallad planetväxel. En enkel PM med en uppsättning enkelfångssatelliter är enkelrad. Alla tre enkla PM:er med tvåkronorssatelliter är dubbelradiga. PM med parade sammankopplade satelliter i SVE-schemat - enkelrad; SHS- och EVE-scheman är tvåradiga. Således kan alla enkla PM:er vara antingen enkelrad eller dubbelrad. Komplex PM kan i sin tur vara två, tre och fyra rader. Det övre antalet rader i ett komplext PM är inte formellt begränsat, även om femradiga rader redan är mycket sällsynta, även om det totala antalet rader i sammansättningar av planetväxlar som används i flerstegs planetväxellådor kan vara fem eller fler . Ofta antas termerna PM och planetväxel vara synonyma, men i allmänhet är detta inte sant: även om båda termerna i vissa fall kan betyda samma sak, bör man alltid komma ihåg att deras betydelse är något annorlunda.

Plana och rumsliga PMs

Närvaron av mer än en planetrad i sammansättningen av en PM betyder inte att den är rumslig. Oavsett hur många rader, men om rotationsplanen för alla komponenter i varje rad av kugghjul är parallella, kommer en sådan PM att förbli platt. Kriteriet för att särskilja ett platt PM från ett rumsligt är närvaron av inte bara mer än ett rotationsplan för dess ingående kugghjul, utan närvaron av icke-parallella plan för deras rotation. Rotationsplanen för länkarna i det rumsliga PM behöver inte vara strikt vinkelräta mot varandra och kan vara i alla godtyckliga vinklar. Ett exempel på en spatial PM kan vara en konisk symmetrisk differential, liknande den som används vid drivningen av drivhjulen på en bil. Men en cylindrisk differential liknande design, som används på samma plats och utför exakt samma funktioner, kommer att förbli en platt PM.

Rumsliga PM:er skiljer sig inte i sin funktionalitet från platta PM:s liknande sammansättning. Valet av en eller annan PM som bas för en viss programvara är bara en fråga om ekonomi eller designpreferenser. Samma enkla tväraxeldifferential görs nästan alltid på basis av en rumslig PM, inte för att en platt är inte lämplig, utan snarare för vissa layoutöverväganden. Plus, konstigt nog kan en rumslig PM för att utföra liknande funktioner kräva färre växlar och delar i allmänhet. Så samma tväraxeldifferential i den rumsliga versionen kräver bara 4 identiska växlar, varav två går till två solar och två till två satelliter. I fallet med en platt version kommer minst sex sådana växlar att krävas, och troligen åtta, och samtidigt kommer de säkert att vara av två olika storlekar.

2 frihetsgrader PM

En unik egenskap hos alla PM, som skiljer den från alla andra växlar, är att den har två frihetsgrader. När det gäller en enkel PM med tre länkar betyder detta att förståelsen av rotationsvinkelhastigheten för en huvudlänk inte ger en entydig förståelse av vinkelhastigheterna för de andra två huvudlänkarna, även om alla utväxlingsförhållanden inuti PM:en är känd. Här är alla tre huvudlänkarna i differentiell förbindelse med varandra, och för att bestämma deras vinkelhastigheter är det nödvändigt att känna till vinkelhastigheterna för minst två av dem. Detta är en viktig skillnad mellan PM och andra växelmekanismer, där vinkelhastigheterna för alla element är förbundna med ett linjärt beroende, och vinkelhastigheterna för alla andra element alltid kan bestämmas exakt från vinkelhastigheten för ett element, oavsett hur många det finns. Och detta är grunden för de unika egenskaperna som är inneboende i varje PM: förmågan att ändra vinkelhastigheten vid utgången med konstant vinkelhastighet vid ingången, förmågan att dela och summera kraftflöden, och allt detta med ständigt inkopplade växlar.

Varje PM, oavsett om det är enkelt eller komplext, har faktiskt bara två frihetsgrader. För en enkel PM bekräftas detta också av visuell observation av driften av en sådan mekanism och Chebyshev-ekvationen . För komplexa PM:er är detta inte visuellt uppenbart, och Chebyshev-ekvationen kan teoretiskt tillåta existensen av tre frihetsgrader för sådana PM, vilket innebär närvaron av fyra länkar som är i ett differentiellt förhållande till varandra. Men i själva verket kommer sådana komplexa PM:er att vara fysiskt inoperabla i de praktiska uppgifter som de är skapade för, och alla funktionsdugliga komplexa PM:er kommer att förbli tvågraders. Oavsett antalet huvudlänkar för en fungerande komplex PM, i den, såväl som i en enkel PM, kommer endast tre huvudlänkar att vara i differentiell förbindelse med varandra, och resten av huvudlänkarna, oavsett hur många det finns är, kommer att ha ett linjärt samband med någon av de tre ovan. Försök att skapa komplexa PM:er med tre eller fler faktiska frihetsgrader anses föga lovande, och alla fungerande tre- och fyragraders PM:er är baserade på sammansättningen av sekventiellt sammankopplade tvågraders PM.

Utväxling

Utväxlingsförhållandet för en sådan transmission är ganska svårt att visuellt bestämma, främst eftersom systemet kan drivas i rotation på olika sätt.

När du använder en planetväxel som en växellåda är ett av dess tre huvudelement fixerat orörligt, medan de andra två fungerar som en master och en slav. Således kommer utväxlingsförhållandet att bero på antalet tänder för varje komponent, samt vilket element som är fixerat.

Tänk på fallet där bäraren är fixerad och ström tillförs genom solhjulet. I detta fall roterar planethjulen på plats med en hastighet som bestäms av förhållandet mellan deras antal tänder i förhållande till solhjulet. Till exempel, om vi anger antalet tänder på solhjulet som , och för planetväxlarna tar vi detta nummer som , kommer utväxlingsförhållandet att bestämmas av formeln , det vill säga om solhjulet har 24 tänder, och planethjulen har 16 kuggar, då blir utväxlingen , eller , vilket innebär att planethjulen roterar 1,5 varv i motsatt riktning i förhållande till solen. $S$ $P$ ${\frac {S}{P}}$ $-{\frac {24}{16}}$ $-{\frac {3}{2}}$

Vidare kan rotationen av planethjulen överföras till ringdrevet, med lämpligt utväxlingsförhållande. Om kuggkransen har tänder kommer den att rotera i förhållande till planethjulen. (I det här fallet finns det inget minus före fraktionen, eftersom kugghjulen roterar i en riktning med intern utväxling). Till exempel, om det finns 64 kuggar på kugghjulet, så kommer förhållandet till exemplet ovan att vara , eller . Genom att kombinera båda exemplen får vi följande: $A$ ${\frac {P}{A}}$ ${\frac {16}{64}}$ ${\frac {1}{4))$

Ett varv av solhjulet ger varv på planethjulen; $-{\frac {S}{P}}$
Ett varv på planetväxeln ger varv på ringväxeln. ${\frac {P}{A}}$

Som ett resultat, om bäraren är blockerad, kommer systemets totala utväxlingsförhållande att vara lika med . $-{\frac {S}{A}}$

Om ringhjulet är fixerat och kraften tillförs bäraren, kommer utväxlingsförhållandet till solhjulet att vara mindre än ett och kommer att vara . ${\frac {1}{(1+{{\frac {A}{S}}})}}$

Om du fixar ringväxeln och ger kraft till solhjulet, bör strömmen tas bort från planetbäraren. I detta fall kommer utväxlingsförhållandet att vara lika med . Detta är det största utväxlingsförhållandet som kan erhållas i en planetväxel. Sådana växlar används till exempel i traktorer och anläggningsmaskiner, där det krävs högt vridmoment på hjulen vid låga hastigheter. $1+{\frac {A}{S}}$

Allt ovan kan beskrivas med följande två ekvationer (härledda från tillståndet av frånvaro av slirning av matchande kugghjul och, därför, likheten mellan bågar som genomkorsas av punkter belägna på cirklar per tidsenhet):

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

Här är vinkelhastigheterna, respektive: för ringhjulet, bäraren, planethjulen i förhållande till bäraren och solhjulet. Den första ekvationen kännetecknar bärarens rotation i förhållande till ringdrevet, den andra beskriver solhjulets rotation i förhållande till bäraren. $\omega _{a},\omega _{c},\omega _{p},\omega _{s}$

Om du utesluter från ekvationerna genom att lägga till dem får du en ekvation: . Eftersom antalet kuggar alltid uppfyller villkoret (baserat på enkla geometriska samband, eftersom solhjulets diameter och två diametrar på satelliterna är placerade i ringhjulets diameter), kan denna ekvation på ett annat sätt skrivas som : $\omega _{p}$ $A\omega _{a}+S\omega _{s}=(A+S)\omega _{c}$ $A=S+2P$

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

Där n är transmissionsparametern lika med , det vill säga förhållandet mellan antalet tänder på solen och planethjulen. $n={S\över P}$

Beskrivning av element för följande tabell [2]

namn	Antal tänder	Omsättningar
Ledande	${\displaystyle {\color {blue}z))$	${\color {blå}n}$
Extra	${\displaystyle {\color {magenta}z))$	${\displaystyle {\color {magenta}n))$
Slav	${\displaystyle {\color {röd}z))$	${\color {röd}n}$
Fast	$z$	$n$
Planetarisk	${\displaystyle {\color {grön}z))$	${\color {grön}n}$
Planetarisk	${\displaystyle {\color {cyan}z))$	${\color {cyan}n}$

I tabellen nedan (som anger utgående hastigheter för olika typer av planetväxlar, beroende på deras designegenskaper), används följande konventioner:

den ledande länken indikeras i blått, antalet tänder och vinkelhastigheten för denna länk i formeln anges i samma färg; $z$ $n$
hjälplänken anges i lila, antalet tänder och vinkelhastigheten för denna länk i formeln anges i samma färg; $z$ $n$
den fasta (fasta) länken anges i svart, antalet tänder på denna länk i formeln anges i samma färg; $z$
planetlänken anges i grönt , antalet tänder och vinkelhastigheten för denna länk i formeln anges i samma färg; $ett$ $z$ $n$
planetlänken anges i blått , antalet tänder och vinkelhastigheten för denna länk i formeln anges i samma färg. $2$ $z$ $n$

Diagram och utgående hastigheter för planetväxlar

utgångshastighet	utgångshastighet	utgångshastighet	utgångshastighet
${\color {röd}n}={\color {blå}n}(1+{\frac {z}{\color {röd}z)))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(1-{\frac {z}{\color {red}z)))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(0+{\frac {z}{\color {red}z)))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}(\cos \beta +{\frac {z}{\color {röd}z)))$
${\color {röd}n}={\color {blå}n}(1+{\frac {{\color {grön}z}z}{\color {cyan}z\color {röd}z)))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}(1+{\frac {{\color {grön}z}z}{\color {cyan}z\color {röd}z)))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\frac {1}{1+{\dfrac ({\color {grön}z}z}{\color {cyan}z\color { blå}z}}}}$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\frac {1}{1+{\dfrac ({\color {grön}z}z}{\color {cyan}z\color { blå}z}}}}$
${\color {röd}n}={\color {blå}n}(1+{\frac {z}{\color {röd}z)))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}(1+{\frac {z}{\color {röd}z)))$	${\displaystyle {\color {röd}n}={\color {blå}n}{(1+{\dfrac {z}{\color {blå}z)))))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\frac {1}{1+{\dfrac {z}{\color {blå}z))))$
${\displaystyle {\color {röd}n}={\color {blå}n}{\biggl (}1-{\dfrac {{\color {cyan}z}z}({\color {grön}z} {\color {röd}z))}{\biggr )))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\frac {1-{\dfrac {z\color {grön}z}{\color {cyan}z\color {röd}z}} }{1+{\dfrac {z}{\color {blå}z))))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\frac {1-{\dfrac {z\color {grön}z}{\color {cyan}z\color {röd}z}} }{1+{\dfrac {z}{\color {blå}z))))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\dfrac {1}{1+{\dfrac {z}{\color {blå}z))))$
${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\dfrac {1}{1-{\dfrac {{\color {cyan}z}z}{{\color {grön}z}{ \color {blå}z}}}}}$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\dfrac {1}{1-{\dfrac {{\color {cyan}z}z}{{\color {grön}z}{ \color {blå}z}}}}}$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\frac {1-{\dfrac {z\color {grön}z}{\color {cyan}z\color {röd}z}} }{1+{\dfrac {z}{\color {blå}z))))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(1-{\frac {{\color {green}z}z}{\color {cyan}z\color {red}z)))$
${\color {red}n}={\color {blue}n}\left[1-\left({\frac {\color {magenta}n}{\color {blue}n}}-1\right) {\frac {\color {magenta}z}{\color {röd}z}}\right]$	${\color {red}n}={\color {blue}n}\left[1-\left({\frac {\color {magenta}n}{\color {blue}n}}-1\right) {\frac {\color {magenta}z}{\color {röd}z}}\right]$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\frac {1+{\dfrac {\color {magenta}n\color {magenta}z}{\color {blå}n\color { blå}z))}{1+{\dfrac {\color {magenta}z}{\color {blå}z))))$	${\color {röd}n}={\color {blå}n}{\frac {1+{\dfrac {\color {magenta}n\color {magenta}z}{\color {blå}n\color { blå}z))}{1+{\dfrac {\color {magenta}z}{\color {blå}z))))$

Willis formel

$i_{0}={n_{P}-n_{S} \över n_{P}-n_{A}}$ , där är utväxlingsförhållandet med hållaren låst , är hastigheten på solhjulet, är hastigheten på hållaren och är hastigheten på ringväxeln. [3] [4] $jag_{0}$ $i_{0}={n_{S} \over n_{A}}=-{N_{A} \over N_{S}}$ $n_{S}$ $n_{P}$ $n_{A}$

Planetväxelkontroller

Närvaron av två eller flera frihetsgrader i alla PM och deras sammansättningar kan användas i vissa typer av PP som huvudfunktionalitet (här menar vi planetskillnader, flödesdelare och summering av PP). För driften av PP i växellådsläget med en ledande länk och en driven länk måste dock alla andra fria huvudlänkar ställas in på en viss vinkelhastighet (inklusive, eventuellt, noll). Endast i det här fallet kommer de extra frihetsgraderna att tas bort, alla fria huvudlänkar kommer att bli stödjande och all ström som tillförs den enda ledande länken kommer att tas bort från den enda drivna länken helt (justerat för effektiviteten hos PP). Funktionen att ställa in de erforderliga vinkelhastigheterna till de fria länkarna utförs av de så kallade PM-styrelementen. Det finns två sådana element: kopplingar och bromsar.

Kopplingar ansluter två lediga PM-länkar till varandra, eller ansluter en ledig länk till en extern strömkälla. I båda fallen, när de är helt låsta, tillhandahåller kopplingarna ett par sammankopplade element med någon identisk vinkelhastighet som inte är noll. Strukturellt är de vanligtvis gjorda i form av flerplåtsfriktionskopplingar, även om enklare kopplingar också är möjliga i vissa fall.
Bromsarna förbinder PM:s fria länkar med PP:ns kropp. När de är helt blockerade ger bromsarna den spärrade fria länken med noll vinkelhastighet. Strukturellt kan de likna friktionskopplingar - i form av flerplåtsfriktionskopplingar; men enklare design är också utbredd - tejp, sko, single-disk.

Kopplingar och bromsar, enligt deras funktionsprincip, är idealiska synkronisatorer av de anslutna elementens vinkelhastigheter. De utför också säkerhetsfunktioner och kan, under kraftiga stötbelastningar, glida, vilket översätter dynamiska belastningar till arbetet med friktionskrafter. Och de kan också utföra funktionen hos huvudkopplingen (huvudkopplingen), därför, ofta i de mekaniska transmissionerna av bilar med PKP, används huvudkopplingen inte alls. Trots det faktum att bromsar, till skillnad från friktionskopplingar, tillåter fler varianter av faktisk utförande, kan designen av båda vara exakt densamma, eller åtminstone enhetlig, trots den betydande funktionella skillnaden mellan kopplingar och bromsar. Förutom friktionskopplingar och bromsar kan automatiskt utlösta frihjulsmekanismer (deras andra namn är överkörningskopplingar eller autologgar) vara involverade i driften av programvaran. I ryskspråkiga kinematiska diagram av planetväxellådor betecknas friktionskopplingar, bromsar och frihjul vanligtvis med bokstäverna F, T och M.

Applikation

Historiskt sett har planetväxeln använts i astronomiska klockor , såväl som i designen av bokhjulet .

Principen har funnit den bredaste tillämpningen i planetväxellådor , bildifferentialer , planetväxlar ombord på drivaxlar för tunga fordon , dessutom används den i summeringslänkarna för kinematiska scheman för metallskärmaskiner , även i växellådor för att driva propellrar på turbopropmotorer (TVD) inom flyg, och planetbussningar för cyklar.

I moderna enheter kan kaskader av flera planetväxlar användas för att erhålla ett stort utbud av utväxlingsförhållanden. Många automatiska växellådor fungerar på denna princip .

Ofta används planetväxlar för att summera två kraftströmmar (till exempel planetväxeluppsättningar av tvåströmstransmissioner av vissa tankar och andra bandfordon), i det här fallet finns det inga fasta element. Till exempel kan två kraftströmmar matas till solutrustningen och epicykeln , och den resulterande strömmen tas bort från planetbäraren. Detta schema används i stor utsträckning inom flyg: i en konstanthastighetsdrift av en elektrisk generator används en planetmekanism för att lägga till två olika ingångshastigheter för att få en stabil uthastighet. I flygplans elektriska och hydrauliska drivningar, för tillförlitlighet, används två motorer som arbetar på en gemensam utgående axel genom en planetväxellåda, och om en motor eller dess styrkrets går sönder, förblir drivningen i drift, men med en dubbel hastighetsminskning.

Planetväxlar används också i de fall där ett variabelt utväxlingsförhållande behövs (kan uppnås genom att bromsa t.ex. bärare).

Planetarisk svängmekanism

PMP:er används på larvtraktorer och tankar för att ändra hastighet och sväng. I detta fall är en separat planetväxellåda installerad i transmissionen till vänster och höger drivhjul , vars kronhjul drivs från motorn, vridmomentet överförs från bäraren till hjulet och solhjulet är anslutet till en broms av en eller annan design (vanligtvis en rem). Dessutom är en så kallad låskoppling installerad mellan krondrevet och utgående axeln , och en annan broms är installerad på utgående axel (från bäraren).

Om solhjulsbromsen och friktionskopplingen är avstängda överförs inte momentet till traktorns drivhjul - kronan roterar det urkopplade solhjulet genom satelliterna, praktiskt taget utan att skapa ett ögonblick på bäraren. I detta fall kan huvudbromsen (på utgående axeln) ansättas för att förhindra att traktorn rör sig. Om du börjar sakta ner solutrustningen kommer satelliterna att få ett stödpunkt och börja skapa ett ögonblick på bäraren och rotera traktorns drivhjul. Med solhjulet helt inkopplat fungerar PMP som en vanlig reduktionsväxel. Detta är den första sändningen av PMP. När låskopplingen är påslagen kommer den att börja överföra vridmoment från motorn direkt till hållaren, förbi växellådan, och när kopplingen är helt inkopplad kommer PMP-växellådan att vara helt ur funktion (blockerad) - detta är andra PMP-växel, fungerar som en direktväxel.

Fördelar och nackdelar

Transmissionsdesignen med flera växlar säkerställer att fler tänder griper in och därför mindre stress på varje tand. Detta gör det möjligt att uppnå mindre dimensioner och vikt jämfört med en konventionell transmission för samma överförda effekt.

Koaxialiteten hos drivaxlarna och de drivna axlarna underlättar layouten av maskiner och kaskadmekanismer.

Kraftbalansen i transmissionen ger mindre buller.

Utformningen av transmissionen gör att du kan uppnå stora utväxlingsförhållanden med ett litet antal hjul.

Nackdelarna med planetväxlar inkluderar ökade krav på tillverknings- och monteringsnoggrannhet, samt låg verkningsgrad vid stora utväxlingsförhållanden.

Se även

Planetär reduktor
Cykloid växel - en mekanisk växel som liknar en planetväxel
Mekanisk växellåda
växlar
Automatisk överföring
Simpsons övergång
Wilsons övergång
Transfer till Ravigne
Epicykel
sv: Sol och planetutrustning

Litteratur

Antonov A. S., Artamonov B. A., Korobkov B. M., Magidovich E. I. Planetväxlar // Tank. - M . : Military Publishing House, 1954. - S. 422-429. — 607 sid.
Tkachenko V. A. Design av multi-satellit planetväxlar / Kharkiv State University. A. M. Gorkij. - Kharkov: Publishing House Kharkov. Universitetet, 1961. - 186 sid. - 7000 exemplar.
Kudryavtsev V. N. och andra. Planetära sändningar: en handbok / författare: V. N. Kudryavtsev, Yu. N. Kirdyashev , E. G. Ginzburg , Yu. A. Derzhavets , A. N. Ivanov, E. S. Kistochkin , I. S. Kuzmin, A. L .;Ed. tekniska doktorer. Sciences V. N. Kudryavtsev och Yu. N. Kirdyasheva. -L .: Maskinteknik ._ Leningrad. Avdelningen, 1977. - 536 sid. - 39 000 exemplar.

Länkar

Planetary Mechanisms - populärvetenskaplig film, producerad av Lennauchfilm , 1979.

Anteckningar

↑ Leonardo3 | Ibn Khalaf al-Muradi | The Book of Secrets: Faksimil i begränsad upplaga . www.leonardo3.net . Hämtad 28 oktober 2020. Arkiverad från originalet 31 oktober 2020. (obestämd)
↑ Pattantyus Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 3. vol. Műszaki Könyvkiado, Budapest, 1961. s.632.
↑ Bernd Kunne. Köhler/Rögnitz Maschinenteile 2. - Vieweg+Teubner Verlag, 2008. - P. 508. - ISBN 3835100920 .
↑ Berthold Schlecht. Maschinenelemente 2: Getriebe, Verzahnungen och Lagerungen. - Pearson Studium, 2010. - S. 787. - ISBN 3827371465 .