Forskellen mellem planetgear og cylindriske gear

Et cylindrisk tandhjul er en type mekanisk drev, der drejer en ekstern aksel. Vinkelhastigheden er proportional med omdrejningstallet og kan nemt beregnes ud fra gearforholdet. For at beregne vinkelhastigheden korrekt er det dog nødvendigt at kende antallet af tænder. Heldigvis findes der flere forskellige typer cylindriske tandhjul. Her er en oversigt over deres vigtigste funktioner. Denne artikel diskuterer også planetgear, som er mindre, mere robuste og mere kraftfulde.
Planetgear er en type cylindrisk gear

En af de mest betydningsfulde forskelle mellem planetgear og cylindriske tandhjul er den måde, de to deler belastningen på. Planetgear er meget mere effektive end cylindriske tandhjul, hvilket muliggør overførsel af højt moment på et lille område. Dette skyldes, at planetgear har flere tænder i stedet for kun én. De er også velegnede til intermitterende og konstant drift. Denne artikel vil dække nogle af de vigtigste fordele ved planetgear og deres forskelle fra cylindriske tandhjul.
Selvom cylindriske tandhjul er mere simple end planetgear, har de nogle vigtige forskelle. Udover at være mere basale kræver de ingen specielle snit eller vinkler. Desuden er tandformen på cylindriske tandhjul meget mere kompleks end på planetgear. Designet bestemmer, hvor tænderne har kontakt, og hvor meget kraft der er tilgængelig. Et planetgearsystem vil dog være mere effektivt, hvis tænderne smøres indvendigt.
I et planetgear er der tre aksler: et solhjul, en planetholder og et eksternt ringhjul. Et planetgear er designet til at tillade bevægelsen af ​​den ene aksel at blive standset, mens de to andre arbejder samtidigt. Ud over toakslet drift kan planetgear også bruges i treakslet drift, som kaldes midlertidig treakslet drift. Midlertidig treakslet drift er mulig gennem friktionskobling.
Blandt de mange fordele ved planetgear er deres tilpasningsevne. Da belastningen deles mellem flere planetgear, er det nemmere at skifte gearforhold, så du ikke behøver at købe en ny gearkasse til hver ny anvendelse. En anden stor fordel ved planetgear er, at de er meget modstandsdygtige over for høje stødbelastninger og krævende forhold. Det betyder, at de bruges i mange brancher.

De er mere robuste

Et epicyklisk gear er en type transmission, der bruger koncentriske akser til input og output. Denne type transmission bruges ofte i køretøjer med automatiske transmissioner, såsom en Lamborghini Gallardo. Den bruges også i hybridbiler. Disse typer transmissioner er også mere robuste end konventionelle planetgear. De kræver dog mere monteringstid end et konventionelt parallelt akselgear.
Et epicyklisk gearsystem har tre grundlæggende komponenter: et indgangsgear, et udgangsgear og en bærer. Antallet af tænder i hvert gear bestemmer forholdet mellem indgangsrotation og udgangsrotation. I nogle tilfælde kan et epicyklisk gearsystem fremstilles med to planeter. En tredje planet, kendt som bæreren, går i indgreb med den anden planet og solhjulet for at give reversibilitet. Et ringgear er lavet af flere komponenter, og et planetgear kan indeholde mange gear.
Et planetgear kan bygges, så planetgearet ruller inden for stigningscirklen på en ydre fast tandkrans eller et "ringformet tandhjul". I et sådant tilfælde kaldes kurven for planetgearets stigningscirklen en hypocykloid. Når planetgearkasser bruges i kombination med et solgear, består planetgearkassen af ​​begge typer. Solgearet er normalt fast, mens ringgearet er drevet.
Planetgear, også kendt som epicykliske gear, er mere holdbare end andre typer transmissioner. Fordi planeterne er jævnt fordelt omkring solen, har de en jævn fordeling af gear. Fordi de er mere robuste, kan de håndtere højere momenter, reduktioner og tværgående belastninger. De er også mere energitætte og robuste. Derudover kan planetgear ofte konverteres til forskellige udvekslingsforhold.

De er mere krafttætte

Planetgearet og ringgearet i en sammensat planetgearkasse er epicykliske trin. Den ene del af planetgearet går i indgreb med solgearet, mens den anden del af gearet driver ringgearet. Friløbstandsflanker bruges kun, når geardrevet arbejder i omvendt belastningsretning. Asymmetrifaktoroptimering udligner kontaktspændingssikkerhedsfaktorerne for et planetgear. Den tilladte kontaktspænding, sHPd, og den maksimale driftskontaktspænding (sHPc) udlignes ved asymmetrifaktoroptimering.
Derudover er epicykliske gear generelt mindre og kræver mindre plads end spiralformede gear. De bruges almindeligvis som differentialgear i hastighedsrammer og i væve, hvor de fungerer som en Roper positiv udveksling. De adskiller sig i mængden af ​​overdrive- og underdriveforhold, de har. Overdriveforholdet varierer fra femten procent til fyrre procent. I modsætning hertil varierer underdriveforholdet fra 0,87:1 til 69%.
TV7-117S turbopropmotorgearkassen er den første kendte anvendelse af epicykliske gear med asymmetriske tænder. Denne gearkasse blev udviklet af CZPT Corporation til Ilyushin Il-114 turbopropflyet. TV7-117S' gearkasse består af et første planetdifferentialtrin med tre planetgear og et andet soltype koaksialtrin med fem planetgear. Dette arrangement giver epicykliske gear den højeste effekttæthed.
Planetgear er mere robuste og krafttætte end andre typer gear. De kan modstå højere momenter, reduktioner og radialbelastninger. Deres unikke selvjusterende egenskaber gør dem også meget alsidige i barske applikationer. De er også mere kompakte og lette. Derudover er epicykliske gear lettere at fremstille end planetgear. Og som en bonus er de meget billigere.

De er mindre

Epicykliske gear er små mekaniske enheder, der har et centralt "sol"-gear og et eller flere ydre mellemtandhjul. Disse gear holdes i et bærer- eller ringgear og har flere indgrebsforhold. Systemet kan dimensioneres og hastighedsreguleres ved at dividere det nødvendige udvekslingsforhold med antallet af tænder pr. gear. Denne proces er kendt som gearing og bruges i mange typer gearsystemer.
Planetgear er også kendt som epicykliske gear. De har indgangs- og udgangsaksler, der er koaksialt arrangeret. Hvert planetgear indeholder et tandhjul, der går i indgreb med solhjulet. Disse gear er små og nemme at fremstille. En anden fordel ved epicykliske gear er deres robuste design. De kan nemt konverteres til forskellige udvekslingsforhold. De er også yderst effektive. Derudover kan planetgearkasser designes til at fungere i flere retninger.
En anden fordel ved epicykliske gear er deres reducerede størrelse. De bruges ofte til småskalaapplikationer. Den lavere pris er forbundet med den reducerede fremstillingstid. Epicykliske gear bør ikke fremstilles på N/C-fræsemaskiner. Den epicykliske bærer bør støbes og bearbejdes på en enkeltfunktionsmaskine, som har flere skærere, der skærer gennem materiale. Den epicykliske bærer er mindre end det epicykliske gear.
Epicykliske gearsystemer består af tre grundlæggende komponenter: en indgangskomponent, en udgangskomponent og en stationær komponent. Antallet af tænder i hvert gear bestemmer forholdet mellem indgangsrotation og udgangsrotation. Typisk er disse gearsæt lavet af tre separate dele: indgangsgearet, udgangsgearet og den stationære komponent. Afhængigt af størrelsen på indgangs- og udgangsgearet er forholdet mellem de to komponenter større end halvdelen.

De har højere gearforhold

Forskellene mellem epicykliske gear og almindelige, ikke-epicykliske gear er betydelige for mange forskellige anvendelser. Især epicykliske gear har højere udvekslingsforhold. Årsagen til dette er, at epicykliske gear kræver flere indgrebsovervejelser. De epicykliske gear er designet til at beregne antallet af belastningscyklusser pr. tidsenhed. Solgearet er for eksempel +1300 o/min. Planetgearet er derimod +1700 o/min. Ringgearet er også +1400 o/min, bestemt af antallet af tænder i hvert gear.
Moment er et gears vridningskraft, og jo større gearet er, desto højere er momentet. Da momentet dog også er proportionalt med gearets størrelse, resulterer større radier i lavere moment. Derudover bevæger mindre radier ikke biler hurtigere, så de højere gearforhold bevæger sig ikke ved motorvejshastigheder. Afvejningen mellem hastighed og moment er gearforholdet.
Planetgear bruger flere mekanismer til at øge udvekslingsforholdet. De, der bruger epicykliske gear, har flere gearsæt, herunder et solgear, et ringgear og to planetgear. Desuden er planetgear baseret på spiral-, koniske og cylindriske gear. Generelt er de højere udvekslingsforhold i epicykliske gear bedre end i planetgear.
Et andet eksempel på planetgear er det sammensatte planetgear. Dette geardesign har to gear i forskellig størrelse i hver ende af en fælles støbeform. Den store ende griber ind i solen, mens den mindre ende griber ind i ringformningen. De sammensatte planetgear er nogle gange nødvendige for at opnå mindre trin i gearforholdet. Som med ethvert gear er den korrekte justering af planetstifterne afgørende for korrekt drift. Hvis planeterne ikke er justeret korrekt, kan det resultere i ujævn gang eller for tidligt nedbrud.

redaktør af CX 2023-04-23