Planeettavaihteiden ja lieriövaihteiden välinen ero

Lieriöpyörä on mekaaninen käyttölaite, joka pyörittää ulkoista akselia. Kulmanopeus on verrannollinen kierroksiin minuutissa ja se voidaan helposti laskea välityssuhteesta. Kulmanopeuden laskemiseksi oikein on kuitenkin tiedettävä hampaiden lukumäärä. Onneksi lieriöpyöriä on useita erityyppisiä. Tässä on yleiskatsaus niiden pääominaisuuksiin. Tässä artikkelissa käsitellään myös planeettavaihteita, jotka ovat pienempiä, kestävämpiä ja tehotiheämpiä.
Planeettavaihteet ovat eräänlainen lieriöpyörä

Yksi merkittävimmistä eroista planeettavaihteiden ja lieriöhammaspyörien välillä on tapa, jolla ne jakavat kuorman. Planeettavaihteet ovat paljon tehokkaampia kuin lieriöhammaspyörät, mikä mahdollistaa suuren vääntömomentin siirron pienessä tilassa. Tämä johtuu siitä, että planeettavaihteissa on useita hammasta yhden sijaan. Ne soveltuvat myös jaksottaiseen ja jatkuvaan käyttöön. Tässä artikkelissa käsitellään planeettavaihteiden tärkeimpiä etuja ja niiden eroja lieriöhammaspyöriin verrattuna.
Vaikka lieriöpyörät ovat yksinkertaisempia kuin planeettapyörät, niillä on joitakin keskeisiä eroja. Perustasonsa lisäksi ne eivät vaadi erityisiä leikkauksia tai kulmia. Lisäksi lieriöpyörästön hampaiden muoto on paljon monimutkaisempi kuin planeettapyörästön. Rakenne määrää, mihin hampaat koskettavat ja kuinka paljon tehoa on käytettävissä. Planeettapyöräjärjestelmä on kuitenkin tehokkaampi, jos hampaat on voideltu sisäisesti.
Planeettavaihteessa on kolme akselia: aurinkopyörä, planeettapyörän kantopyörä ja ulkoinen kehäpyörä. Planeettapyörä on suunniteltu siten, että yhden akselin liike voidaan pysäyttää, kun taas kaksi muuta toimivat samanaikaisesti. Kaksiakselisen käytön lisäksi planeettavaihteita voidaan käyttää myös kolmiakselisissa toiminnoissa, joita kutsutaan tilapäisiksi kolmiakselisiksi toimiksi. Tilapäinen kolmiakselinen käyttö on mahdollista kitkakytkennän avulla.
Planeettavaihteiden monien etujen joukossa on niiden mukautuvuus. Koska kuorma jakautuu useiden planeettavaihteiden kesken, välityssuhteita on helpompi vaihtaa, joten sinun ei tarvitse ostaa uutta vaihteistoa jokaista uutta sovellusta varten. Planeettavaihteiden toinen merkittävä etu on, että ne kestävät erittäin hyvin suuria iskukuormia ja vaativia olosuhteita. Tämä tarkoittaa, että niitä käytetään monilla teollisuudenaloilla.

Ne ovat vankempia

Episyklinen hammaspyörästö on vaihteistotyyppi, jossa käytetään samankeskisiä akseleita tulo- ja lähtöakselille. Tämän tyyppistä vaihteistoa käytetään usein automaattivaihteistoisissa ajoneuvoissa, kuten Lamborghini Gallardossa. Sitä käytetään myös hybridiautoissa. Tällaiset vaihteistot ovat myös kestävämpiä kuin perinteiset planeettavaihteet. Ne vaativat kuitenkin enemmän kokoonpanoaikaa kuin perinteiset yhdensuuntaiset akselivaihteet.
Episyklisessä hammaspyöräjärjestelmässä on kolme peruskomponenttia: tulo-, lähtö- ja kantopyörä. Kunkin hammaspyörän hampaiden lukumäärä määrää tulo- ja lähtöpyörimisen suhteen. Joissakin tapauksissa episyklinen hammaspyöräjärjestelmä voidaan valmistaa kahdella planeetalla. Kolmas planeetta, joka tunnetaan kantopyöränä, on kytkeytynyt toiseen planeettaan ja aurinkopyörään, mikä tarjoaa käännettävyyden. Kehäpyörä koostuu useista osista, ja planeettapyörä voi sisältää useita hammaspyöriä.
Episyklinen hammaspyörästö voidaan rakentaa siten, että planeettapyörä pyörii ulomman kiinteän hammaskehän eli "rengaspyörän" jakoympyrän sisällä. Tällaisessa tapauksessa planeetan jakoympyrän käyrää kutsutaan hyposykloidiksi. Kun episyklisiä hammaspyöriä käytetään yhdessä aurinkopyörän kanssa, planeettapyörästö koostuu molemmista tyypeistä. Aurinkopyörä on yleensä kiinteä, kun taas kehäpyörä on vetävä.
Planeettavaihteisto, joka tunnetaan myös episyklisenä vaihteistona, on kestävämpi kuin muuntyyppiset vaihteistot. Koska planeetat ovat jakautuneet tasaisesti auringon ympäri, niissä on tasainen hammaspyöräjakauma. Koska ne ovat kestävämpiä, ne pystyvät käsittelemään suurempia vääntömomentteja, alennusvaihteita ja ulkonevia kuormia. Ne ovat myös energiatiheämpiä ja kestävämpiä. Lisäksi planeettavaihteisto voidaan usein muuntaa eri välityssuhteille.

Ne ovat tehotiheämpiä

Yhdistetyn planeettavaihteiston planeettapyörä ja kehäpyörä ovat episyklisiä vaiheita. Planeettapyörän toinen osa on kytkeytymässä aurinkopyörään, kun taas toinen osa pyörästä käyttää kehäpyörää. Vapaapyörän hammasreikiä käytetään vain silloin, kun hammaspyöräkäyttö toimii vastakkaiseen kuorman suuntaan. Epäsymmetriakertoimen optimointi tasaa planeettapyörän kosketusjännityksen varmuuskertoimet. Sallittu kosketusjännitys, sHPd, ja suurin käyttökosketusjännitys (sHPc) tasataan epäsymmetriakertoimen optimoinnilla.
Lisäksi episykliset vaihteet ovat yleensä pienempiä ja vaativat vähemmän tilaa kuin kierrevaihteet. Niitä käytetään yleisesti tasauspyörästöinä nopeuskehyksissä ja kutomakoneissa, joissa ne toimivat Roper-positiivisena irrotusmekanismina. Ne eroavat toisistaan ​​yli- ja alivaihteen määrän suhteen. Ylivaihteen suhde vaihtelee viidestätoista neljäänkymmeneen prosenttiin. Alivaihteen suhde sitä vastoin vaihtelee välillä 0,87:1 - 69%.
TV7-117S-potkuriturbiinimoottorin vaihteisto on ensimmäinen tunnettu sovellus episyklisten vaihteiden käyttämiseen epäsymmetrisillä hammastuksilla. CZPT Corporation kehitti tämän vaihteiston Iljušin Il-114 -potkuriturbiinikoneelle. TV7-117S:n vaihteistojärjestely koostuu ensimmäisestä planeettavaihteistosta, jossa on kolme planeettapyörää, ja toisesta aurinkosähkötyyppisestä koaksiaalivaihteesta, jossa on viisi planeettapyörää. Tämä järjestely antaa episyklisille vaihteille suurimman tehotiheyden.
Planeettavaihteisto on kestävämpi ja tehotiheämpi kuin muuntyyppiset vaihteistot. Ne kestävät suurempia vääntömomentteja, alennusliikkeitä ja säteiskuormia. Niiden ainutlaatuiset itsekiinnittyvät ominaisuudet tekevät niistä myös erittäin monipuolisia vaativissa sovelluksissa. Ne ovat myös kompaktimpia ja kevyempiä. Tämän lisäksi episyklivaihteita on helpompi valmistaa kuin planeettavaihteita. Ja lisäbonuksena ne ovat paljon halvempia.

Ne ovat pienempiä

Episykliset vaihteet ovat pieniä mekaanisia laitteita, joissa on keskellä oleva "aurinkopyörä" ja yksi tai useampi ulompi välipyörä. Nämä vaihteet on kiinnitetty kantopyörään tai kehäpyörään, ja niillä on useita kytkentäkohtia. Järjestelmän kokoa ja nopeutta voidaan säätää jakamalla vaadittu välityssuhde hampaiden lukumäärällä hammaspyörää kohden. Tätä prosessia kutsutaan vaihteistoksi ja sitä käytetään monissa erityyppisissä vaihteistojärjestelmissä.
Planeettapyörät tunnetaan myös episyklisinä vaihteina. Niissä on koaksiaalisesti järjestetyt tulo- ja lähtöakselit. Jokaisessa planeettapyörässä on hammaspyörä, joka on hammastuksissa aurinkopyörän kanssa. Nämä vaihteet ovat pieniä ja helppoja valmistaa. Episyklisten vaihteiden toinen etu on niiden kestävä rakenne. Ne on helppo muuntaa eri välityssuhteille. Ne ovat myös erittäin tehokkaita. Lisäksi planeettapyörästöt voidaan suunnitella toimimaan useisiin suuntiin.
Episykologisten hammaspyörien toinen etu on niiden pienempi koko. Niitä käytetään usein pienimuotoisissa sovelluksissa. Alhaisemmat kustannukset liittyvät lyhyempään valmistusaikaan. Episykologisia hammaspyöriä ei tule valmistaa N/C-jyrsinkoneilla. Episykologinen kannatin tulisi valaa ja työstää yksikäyttöisellä koneella, jossa on useita leikkureita materiaalin läpi leikkaamassa. Episykologinen kannatin on pienempi kuin episykologinen hammaspyörä.
Episykliset hammaspyörästöt koostuvat kolmesta peruskomponentista: tulo-, lähtö- ja kiinteästä komponentista. Kunkin hammaspyörän hampaiden lukumäärä määrää tulo- ja lähtöpyörimisen suhteen. Tyypillisesti nämä hammaspyörästöt koostuvat kolmesta erillisestä osasta: tulopyörästä, lähtöpyörästä ja kiinteästä komponentista. Tulo- ja lähtöpyörän koosta riippuen näiden kahden komponentin välinen suhde on suurempi kuin puolet.

Niillä on korkeammat välityssuhteet

Episyklisten vaihteiden ja tavallisten, ei-episyklisten vaihteiden väliset erot ovat merkittäviä monissa eri sovelluksissa. Erityisesti episyklisillä vaihteilla on korkeammat välityssuhteet. Syynä tähän on se, että episykliset vaihteet vaativat useiden kytkentöjen huomioon ottamista. Episykliset vaihteet on suunniteltu laskemaan kuormituksen kohdistamisjaksojen lukumäärä aikayksikköä kohti. Esimerkiksi aurinkopyörän välityssuhde on +1300 rpm. Planeettapyörän välityssuhde on puolestaan ​​+1700 rpm. Myös keulapyörän välityssuhde on +1400 rpm, mikä määräytyy kunkin vaihteen hampaiden lukumäärän mukaan.
Vääntömomentti on vaihteen kiertovoima, ja mitä suurempi vaihde, sitä suurempi vääntömomentti. Koska vääntömomentti on kuitenkin myös verrannollinen vaihteen kokoon, suuremmat säteet johtavat pienempään vääntömomenttiin. Lisäksi pienemmät säteet eivät liikuta autoja nopeammin, joten suuremmat välityssuhteet eivät liiku moottoritienopeuksilla. Nopeuden ja vääntömomentin välinen kompromissi on välityssuhde.
Planeettavaihteissa käytetään useita mekanismeja välityssuhteen lisäämiseksi. Episyklivaihteissa on useita hammaspyöriä, kuten aurinkopyörä, rengaspyörä ja kaksi planeettaa. Lisäksi planeettavaihteet perustuvat kierre-, kartio- ja lieriöpyörästöihin. Yleisesti ottaen episyklivaihteiden suuremmat välityssuhteet ovat parempia kuin planeettavaihteiden.
Toinen esimerkki planeettapyörästöistä on yhdistelmäplaneettapyörästö. Tässä vaihteistorakenteessa on kaksi erikokoista hammaspyörää yhteisen valukappaleen molemmissa päissä. Suuri pää on kiinnittynyt aurinkoon, kun taas pienempi pää on kiinnittynyt renkaaseen. Yhdistelmäplaneettoja tarvitaan joskus pienempien välityssuhteiden saavuttamiseksi. Kuten minkä tahansa vaihteen kohdalla, planeettatappien oikea kohdistus on välttämätöntä oikean toiminnan kannalta. Jos planeettoja ei ole kohdistettu oikein, se voi johtaa epätasaiseen käyntiin tai ennenaikaiseen hajoamiseen.

toimittaja CX 2023-04-26