Różnica między przekładniami planetarnymi a przekładniami zębatymi walcowymi

Przekładnia zębata walcowa to rodzaj napędu mechanicznego, który obraca wał zewnętrzny. Prędkość kątowa jest proporcjonalna do liczby obrotów na minutę i można ją łatwo obliczyć na podstawie przełożenia. Jednak, aby poprawnie obliczyć prędkość kątową, konieczna jest znajomość liczby zębów. Na szczęście istnieje kilka różnych rodzajów przekładni zębatych walcowych. Poniżej przedstawiono przegląd ich głównych cech. W tym artykule omówiono również przekładnie planetarne, które są mniejsze, bardziej wytrzymałe i charakteryzują się większą gęstością mocy.
Przekładnie planetarne są rodzajem przekładni zębatych walcowych

Jedną z najważniejszych różnic między przekładniami planetarnymi a zębami walcowymi jest sposób, w jaki oba typy przekładni dzielą obciążenie. Przekładnie planetarne są znacznie bardziej wydajne niż przekładnie walcowe, umożliwiając przenoszenie wysokiego momentu obrotowego w małej przestrzeni. Wynika to z faktu, że przekładnie planetarne mają wiele zębów zamiast jednego. Nadają się również do pracy przerywanej i ciągłej. W tym artykule omówimy niektóre z głównych zalet przekładni planetarnych i ich różnice w stosunku do przekładni walcowych.
Chociaż koła zębate walcowe są prostsze niż koła planetarne, różnią się od siebie kilkoma kluczowymi elementami. Oprócz tego, że są bardziej podstawowe, nie wymagają żadnych specjalnych cięć ani kątów. Co więcej, kształt zębów kół zębatych walcowych jest znacznie bardziej złożony niż w przypadku kół planetarnych. Konstrukcja decyduje o miejscu styku zębów i dostępnej mocy. Jednak układ przekładni planetarnej będzie bardziej wydajny, jeśli zęby będą smarowane wewnętrznie.
W przekładni planetarnej znajdują się trzy wały: koło słoneczne, jarzmo satelitów i zewnętrzne koło koronowe. Przekładnia planetarna jest zaprojektowana tak, aby umożliwić zatrzymanie ruchu jednego wału, podczas gdy dwa pozostałe pracują jednocześnie. Oprócz pracy na dwóch wałach, przekładnie planetarne mogą być również stosowane w pracy na trzech wałach, nazywanej pracą tymczasową na trzech wałach. Praca tymczasowa na trzech wałach jest możliwa dzięki sprzężeniu ciernemu.
Jedną z licznych zalet przekładni planetarnych jest ich wszechstronność. Ponieważ obciążenie jest rozdzielone między kilka przekładni planetarnych, łatwiej jest zmieniać przełożenia, dzięki czemu nie ma potrzeby zakupu nowej przekładni do każdego nowego zastosowania. Kolejną istotną zaletą przekładni planetarnych jest ich wysoka odporność na wysokie obciążenia udarowe i trudne warunki pracy. Oznacza to, że są one wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu.

Są bardziej wytrzymałe

Przekładnia planetarna to rodzaj przekładni, która wykorzystuje osie koncentryczne do wejścia i wyjścia. Ten typ przekładni jest często stosowany w pojazdach z automatyczną skrzynią biegów, takich jak Lamborghini Gallardo. Jest również stosowany w samochodach hybrydowych. Tego typu przekładnie są również bardziej wytrzymałe niż konwencjonalne przekładnie planetarne. Wymagają jednak dłuższego montażu niż konwencjonalna przekładnia z wałkiem równoległym.
Przekładnia planetarna składa się z trzech podstawowych elementów: wejściowego, wyjściowego i jarzma. Liczba zębów w każdym kole zębatym określa stosunek obrotów wejściowych do wyjściowych. W niektórych przypadkach przekładnia planetarna może być zbudowana z dwiema planetami. Trzecia planeta, zwana jarzmem, zazębia się z drugą planetą i kołem słonecznym, zapewniając odwracalność. Koło pierścieniowe składa się z kilku elementów, a przekładnia planetarna może zawierać wiele kół zębatych.
Przekładnię planetarną można zbudować tak, aby koło obiegowe obracało się wewnątrz koła podziałowego zewnętrznego stałego pierścienia zębatego, czyli „koła pierścieniowego”. W takim przypadku krzywa koła podziałowego planety nazywana jest hipocykloidą. W przypadku stosowania przekładni planetarnych w połączeniu z kołem słonecznym, przekładnia planetarna składa się z obu typów kół. Koło słoneczne jest zazwyczaj nieruchome, a koło pierścieniowe jest napędzane.
Przekładnie planetarne, znane również jako przekładnie planetarne, są trwalsze niż inne rodzaje przekładni. Ponieważ planety są równomiernie rozłożone wokół Słońca, mają równomierny rozkład kół zębatych. Są bardziej wytrzymałe, dzięki czemu mogą przenosić wyższe momenty obrotowe, redukcje i obciążenia poprzeczne. Charakteryzują się również większą gęstością energii i wytrzymałością. Ponadto przekładnie planetarne często umożliwiają zmianę przełożeń.

Są bardziej gęste energetycznie

Koło planetarne i pierścień zębaty złożonej przekładni planetarnej to stopnie obiegowe. Jedna część koła planetarnego zazębia się z kołem słonecznym, a druga napędza pierścień zębaty. Powierzchnie boczne zębów są wykorzystywane tylko wtedy, gdy napęd zębaty pracuje w odwrotnym kierunku obciążenia. Optymalizacja współczynnika asymetrii wyrównuje współczynniki bezpieczeństwa naprężeń stykowych przekładni planetarnej. Dopuszczalne naprężenie stykowe, sHPd, i maksymalne robocze naprężenie stykowe (sHPc) są wyrównywane poprzez optymalizację współczynnika asymetrii.
Ponadto, przekładnie planetarne są zazwyczaj mniejsze i zajmują mniej miejsca niż przekładnie śrubowe. Są powszechnie stosowane jako przekładnie różnicowe w układach napędowych i w krosnach, gdzie działają jako mechanizmy wysprzęglające Roper. Różnią się one stopniem nadbiegu i przełożeniem podbiegu. Przełożenie nadbiegu waha się od piętnastu do czterdziestu procent. Natomiast przełożenie podbiegu waha się od 0,87:1 do 69%.
Przekładnia silnika turbośmigłowego TV7-117S to pierwsze znane zastosowanie przekładni planetarnych z asymetrycznymi zębami. Przekładnia ta została opracowana przez CZPT Corporation dla samolotu turbośmigłowego Ił-114. Układ przekładni w TV7-117S składa się z pierwszego stopnia planetarno-różnicowego z trzema przekładniami planetarnymi oraz drugiego stopnia współosiowego typu słonecznego z pięcioma przekładniami planetarnymi. Taki układ zapewnia przekładniom planetarnym najwyższą gęstość mocy.
Przekładnie planetarne są bardziej wytrzymałe i charakteryzują się większą gęstością mocy niż inne rodzaje przekładni. Wytrzymują wyższe momenty obrotowe, redukcje i obciążenia poprzeczne. Ich unikalne właściwości samonastawne sprawiają, że są one niezwykle wszechstronne w trudnych warunkach. Są również bardziej kompaktowe i lekkie. Ponadto, przekładnie planetarne są łatwiejsze w produkcji niż przekładnie planetarne. Dodatkowo, są znacznie tańsze.

Są mniejsze

Przekładnie planetarne to małe urządzenia mechaniczne z centralnym kołem zębatym „słonecznym” i jednym lub kilkoma zewnętrznymi kołami pośrednimi. Koła te są osadzone w kole nośnym lub pierścieniowym i charakteryzują się wieloma zazębieniami. Rozmiar i prędkość układu można dostosować, dzieląc wymagane przełożenie przez liczbę zębów na koło zębate. Proces ten znany jest jako zazębianie i jest stosowany w wielu typach układów przekładniowych.
Przekładnie planetarne, znane również jako przekładnie obiegowe, posiadają współosiowo ułożone wały wejściowe i wyjściowe. Każda planeta zawiera koło zębate zazębiające się z kołem słonecznym. Przekładnie te są małe i łatwe w produkcji. Kolejną zaletą przekładni obiegowych jest ich solidna konstrukcja. Można je łatwo przestawiać na różne przełożenia. Charakteryzują się również wysoką sprawnością. Ponadto, układy przekładni planetarnych mogą być zaprojektowane do pracy w wielu kierunkach.
Kolejną zaletą przekładni obiegowych jest ich niewielki rozmiar. Są one często stosowane w zastosowaniach na małą skalę. Niższy koszt wiąże się ze skróconym czasem produkcji. Przekładni obiegowych nie należy wytwarzać na frezarkach sterowanych numerycznie. Jarzmo przekładni obiegowej powinno być odlewane i obrabiane na obrabiarce jednofunkcyjnej, wyposażonej w kilka frezów tnących. Jarzmo przekładni obiegowej jest mniejsze niż sama przekładnia obiegowa.
Układy przekładni planetarnych składają się z trzech podstawowych elementów: koła wejściowego, wyjściowego i stacjonarnego. Liczba zębów w każdym kole zębatym określa stosunek obrotów wejściowych do wyjściowych. Zazwyczaj te zestawy przekładni składają się z trzech oddzielnych części: koła wejściowego, koła wyjściowego i elementu stacjonarnego. W zależności od rozmiaru koła wejściowego i wyjściowego, stosunek między tymi dwoma elementami jest większy niż połowa.

Mają wyższe przełożenia

Różnice między przekładniami planetarnymi a zwykłymi przekładniami nieepicyklicznymi są znaczące w wielu różnych zastosowaniach. W szczególności przekładnie planetarne charakteryzują się wyższymi przełożeniami. Wynika to z faktu, że przekładnie planetarne wymagają uwzględnienia wielu zazębień. Przekładnie planetarne są projektowane w celu obliczenia liczby cykli obciążenia w jednostce czasu. Na przykład, koło słoneczne ma +1300 obr./min. Natomiast koło planetarne ma +1700 obr./min. Koło pierścieniowe również ma +1400 obr./min, co jest określone przez liczbę zębów w każdym kole.
Moment obrotowy to siła skręcająca koła zębatego, a im większe koło, tym większy moment obrotowy. Ponieważ jednak moment obrotowy jest proporcjonalny do rozmiaru koła zębatego, większe promienie kół zębatych skutkują mniejszym momentem obrotowym. Ponadto, mniejsze promienie nie przyspieszają jazdy, więc wyższe przełożenia nie poruszają się z prędkością autostradową. Kompromisem między prędkością a momentem obrotowym jest przełożenie.
Przekładnie planetarne wykorzystują wiele mechanizmów w celu zwiększenia przełożenia. Przekładnie planetarne posiadają wiele zestawów kół zębatych, w tym koło słoneczne, pierścień i dwie planety. Ponadto, przekładnie planetarne bazują na kołach zębatych śrubowych, stożkowych i walcowych. Ogólnie rzecz biorąc, wyższe przełożenia przekładni planetarnych są lepsze niż przełożenia przekładni planetarnych.
Innym przykładem przekładni planetarnej jest przekładnia planetarna złożona. Ta konstrukcja przekładni składa się z dwóch kół zębatych o różnych rozmiarach na obu końcach wspólnego odlewu. Większy koniec zazębia się z kołem słonecznym, a mniejszy z pierścieniem. Przekładnie planetarne złożone są czasami niezbędne do uzyskania mniejszych skoków przełożenia. Jak w przypadku każdej przekładni, prawidłowe ustawienie sworzni planetarnych jest niezbędne do prawidłowego działania. Nieprawidłowe ustawienie planet może prowadzić do nierównej pracy lub przedwczesnej awarii.

redaktor przez CX 2023-06-05