Diferența dintre angrenajele planetare și angrenajele cilindrice

O roată dințată cilindrică este un tip de acționare mecanică care rotește un arbore extern. Viteza unghiulară este proporțională cu turația și poate fi ușor calculată din raportul de transmisie. Cu toate acestea, pentru a calcula corect viteza unghiulară, este necesar să cunoaștem numărul de dinți. Din fericire, există mai multe tipuri diferite de roți dințate cilindrice. Iată o prezentare generală a principalelor lor caracteristici. Acest articol discută și despre roțile dințate planetare, care sunt mai mici, mai robuste și mai dense în putere.
Angrenajele planetare sunt un tip de angrenaj cilindric

Una dintre cele mai semnificative diferențe dintre angrenajele planetare și angrenajele cilindrice este modul în care cele două împart sarcina. Angrenajele planetare sunt mult mai eficiente decât angrenajele cilindrice, permițând un transfer ridicat de cuplu într-un spațiu mic. Acest lucru se datorează faptului că angrenajele planetare au mai mulți dinți în loc de unul singur. De asemenea, sunt potrivite pentru funcționare intermitentă și constantă. Acest articol va acoperi câteva dintre principalele beneficii ale angrenajelor planetare și diferențele acestora față de angrenajele cilindrice.
Deși angrenajele cilindrice sunt mai simple decât angrenajele planetare, acestea au și câteva diferențe cheie. Pe lângă faptul că sunt mai simple, nu necesită tăieturi sau unghiuri speciale. Mai mult, forma dinților angrenajelor cilindrice este mult mai complexă decât cea a angrenajelor planetare. Designul determină unde intră în contact dinții și câtă putere este disponibilă. Cu toate acestea, un sistem de angrenaje planetare va fi mai eficient dacă dinții sunt lubrifiați intern.
Într-un angrenaj planetar, există trei arbori: o roată dințată solară, un purtător de planete și o coroană dințată externă. O roată dințată planetară este proiectată pentru a permite oprirea mișcării unui arbore, în timp ce celelalte două funcționează simultan. Pe lângă funcționarea cu doi arbori, angrenajele planetare pot fi utilizate și în funcționarea cu trei arbori, care se numesc funcționare temporară cu trei arbori. Funcționarea temporară cu trei arbori este posibilă prin cuplare prin frecare.
Printre numeroasele avantaje ale angrenajelor planetare se numără adaptabilitatea lor. Deoarece sarcina este împărțită între mai multe angrenaje planetare, este mai ușor să se schimbe rapoartele de transmisie, astfel încât nu este nevoie să achiziționați o cutie de viteze nouă pentru fiecare aplicație nouă. Un alt avantaj major al angrenajelor planetare este că sunt foarte rezistente la șocuri mari și condiții solicitante. Aceasta înseamnă că sunt utilizate în multe industrii.

Sunt mai robuste

Un tren de viteze epiciclic este un tip de transmisie care utilizează axe concentrice pentru intrare și ieșire. Acest tip de transmisie este adesea utilizat la vehiculele cu transmisii automate, cum ar fi un Lamborghini Gallardo. Este utilizat și la mașinile hibride. Aceste tipuri de transmisii sunt, de asemenea, mai robuste decât angrenajele planetare convenționale. Cu toate acestea, necesită mai mult timp de asamblare decât un angrenaj convențional cu arbori paraleli.
Un sistem de angrenaje epiciclice are trei componente de bază: o intrare, o ieșire și un purtător. Numărul de dinți din fiecare angrenaj determină raportul dintre rotația la intrare și rotația la ieșire. În unele cazuri, un sistem de angrenaje epiciclice poate fi realizat cu două planete. O a treia planetă, cunoscută sub numele de purtător, se angrenează cu a doua planetă și cu angrenajul solar pentru a asigura reversibilitatea. O coroană dințată este alcătuită din mai multe componente, iar o angrenaj planetar poate conține mai multe angrenaje.
Un tren de angrenaje epiciclic poate fi construit astfel încât roata planetară să se rostogolească în interiorul cercului de divizare al unei roți dințate fixe exterioare, sau „roată dințată inelară”. Într-un astfel de caz, curba cercului de divizare al planetei se numește hipocicloidă. Atunci când trenurile de angrenaje epiciclice sunt utilizate în combinație cu o roată dințată solară, trenul de angrenaje planetare este alcătuit din ambele tipuri. Roata dințată solară este de obicei fixă, în timp ce roata dințată coroantă este acționată.
Angrenajul planetar, cunoscut și sub denumirea de angrenaj epiciclic, este mai durabil decât alte tipuri de transmisii. Deoarece planetele sunt distribuite uniform în jurul soarelui, au o distribuție uniformă a angrenajelor. Deoarece sunt mai robuste, pot face față cuplurilor, reducerilor și sarcinilor console mai mari. De asemenea, sunt mai dense energetic și mai robuste. În plus, angrenajul planetar poate fi adesea convertit în diverse rapoarte.

Au o densitate mai mare de energie

Angrenajul planetar și coroana dințată a unei transmisii planetare compuse sunt trepte epiciclice. O parte a angrenajului planetar angrenează cu angrenajul solar, în timp ce cealaltă parte a angrenajului acționează coroana dințată. Flancurile dinților în poziție liberă sunt utilizate numai atunci când transmisia angrenajului funcționează în direcția inversată a sarcinii. Optimizarea factorului de asimetrie egalizează factorii de siguranță la tensiunea de contact ai unui angrenaj planetar. Tensiunea de contact admisă, sHPd, și tensiunea maximă de contact în funcționare (sHPc) sunt egalizate prin optimizarea factorului de asimetrie.
În plus, angrenajele epiciclice sunt în general mai mici și necesită mai puțin spațiu decât cele elicoidale. Sunt utilizate în mod obișnuit ca angrenaje diferențiale în rame de viteză și în țesături de țesut, unde acționează ca o eliberare pozitivă Roper. Acestea diferă prin raportul de supraaccelerație și subaccelerație pe care îl posedă. Raportul de supraaccelerație variază de la cincisprezece la patruzeci la sută. În schimb, raportul de subaccelerație variază de la 0,87:1 la 69%.
Cutia de viteze a motorului turbopropulsor TV7-117S este prima aplicație cunoscută a angrenajelor epiciclice cu dinți asimetrici. Această cutie de viteze a fost dezvoltată de CZPT Corporation pentru avionul turbopropulsor Ilyushin Il-114. Configurația cutiei de viteze a TV7-117S constă dintr-o primă treaptă diferențială planetară cu trei angrenaje planetare și o a doua treaptă coaxială de tip solar cu cinci angrenaje planetare. Această configurație conferă angrenajelor epiciclice cea mai mare densitate de putere.
Angrenajele planetare sunt mai robuste și mai dense în putere decât alte tipuri de angrenaje. Acestea pot rezista la cupluri mai mari, reduceri și sarcini transversale. Proprietățile lor unice de autoaliniere le fac, de asemenea, foarte versatile în aplicații dificile. De asemenea, sunt mai compacte și mai ușoare. În plus, angrenajele epiciclice sunt mai ușor de fabricat decât angrenajele planetare. Și, ca bonus, sunt mult mai puțin costisitoare.

Sunt mai mici

Angrenajele epiciclice sunt dispozitive mecanice mici care au o roată dințată centrală „solară” și una sau mai multe roți dințate intermediare exterioare. Aceste roți dințate sunt ținute într-o roată dințată purtătoare sau inelară și au multiple considerații de angrenare. Sistemul poate fi dimensionat și accelerat prin împărțirea raportului necesar la numărul de dinți per roată dințată. Acest proces este cunoscut sub numele de angrenare și este utilizat în multe tipuri de sisteme de angrenare.
Angrenajele planetare sunt cunoscute și sub denumirea de angrenaje epiciclice. Acestea au arbori de intrare și ieșire aranjați coaxial. Fiecare planetă conține o roată dințată care se angrenează cu angrenajul solar. Aceste angrenaje sunt mici și ușor de fabricat. Un alt avantaj al angrenajelor epiciclice este designul lor robust. Acestea sunt ușor de convertit în diferite rapoarte. De asemenea, sunt extrem de eficiente. În plus, trenurile de angrenaje planetare pot fi proiectate să funcționeze în mai multe direcții.
Un alt avantaj al angrenajelor epiciclice este dimensiunea lor redusă. Acestea sunt adesea utilizate pentru aplicații la scară mică. Costul mai mic este asociat cu timpul de fabricație redus. Angrenajele epiciclice nu ar trebui fabricate pe mașini de frezat cu comandă numerică. Suportul epiciclic ar trebui turnat și prelucrat pe o mașină cu un singur scop, care are mai multe freze care taie materialul. Suportul epiciclic este mai mic decât angrenajul epiciclic.
Sistemele de angrenaje epiciclice constau din trei componente de bază: o roată de intrare, o roată de ieșire și o componentă staționară. Numărul de dinți din fiecare roată dințată determină raportul dintre rotația la intrare și rotația la ieșire. De obicei, aceste seturi de angrenaje sunt realizate din trei piese separate: roata dințată de intrare, roata dințată de ieșire și componenta staționară. În funcție de dimensiunea roții dințate de intrare și de ieșire, raportul dintre cele două componente este mai mare de jumătate.

Au rapoarte de transmisie mai mari

Diferențele dintre angrenajele epiciclice și angrenajele obișnuite, neepicliclice, sunt semnificative pentru multe aplicații diferite. În special, angrenajele epiciclice au rapoarte de transmisie mai mari. Motivul este că angrenajele epiciclice necesită mai multe considerații privind angrenajul. Angrenajele epiciclice sunt proiectate pentru a calcula numărul de cicluri de aplicare a sarcinii pe unitatea de timp. Angrenajul solar, de exemplu, are +1300 RPM. Angrenajul planetar, pe de altă parte, are +1700 RPM. Angrenajul coroană este, de asemenea, +1400 RPM, determinat de numărul de dinți din fiecare angrenaj.
Cuplul este forța de răsucire a unei roți dințate, iar cu cât roata dințată este mai mare, cu atât cuplul este mai mare. Totuși, deoarece cuplul este, de asemenea, proporțional cu dimensiunea roții dințate, razele mai mari duc la un cuplu mai mic. În plus, razele mai mici nu mișcă mașinile mai repede, așadar rapoartele de transmisie mai mari nu se mișcă la viteze de autostradă. Compromisul dintre viteză și cuplu este raportul de transmisie.
Angrenajele planetare utilizează mecanisme multiple pentru a crește raportul de transmisie. Cei care utilizează angrenaje epiciclice au mai multe seturi de angrenaje, inclusiv un soare, un inel și două planete. Mai mult, angrenajele planetare se bazează pe angrenaje elicoidale, conice și cilindrice. În general, rapoartele de transmisie mai mari ale angrenajelor epiciclice sunt superioare celor ale angrenajelor planetare.
Un alt exemplu de angrenaj planetar este planetarul compus. Acest design de angrenaj are două angrenaje de dimensiuni diferite la fiecare capăt al unei piese turnate obișnuite. Capătul mare se angrenează cu soarele, în timp ce capătul mai mic se angrenează cu inelul rotativ. Planetele compuse sunt uneori necesare pentru a obține trepte mai mici în raportul de transmisie. Ca în cazul oricărui angrenaj, alinierea corectă a pinilor planetari este esențială pentru o funcționare corectă. Dacă planetele nu sunt aliniate corect, acest lucru poate duce la o funcționare defectuoasă sau la defecțiuni premature.

editor by CX 2023-04-23