Разница между планетарными и прямозубыми передачами

Цилиндрическая зубчатая передача — это тип механической передачи, вращающей внешний вал. Угловая скорость пропорциональна частоте вращения и легко вычисляется из передаточного отношения. Однако для правильного расчета угловой скорости необходимо знать количество зубьев. К счастью, существует несколько различных типов цилиндрических зубчатых передач. Вот краткий обзор их основных характеристик. В этой статье также рассматриваются планетарные зубчатые передачи, которые меньше по размеру, более прочны и обладают большей удельной мощностью.
Планетарные зубчатые передачи — это разновидность прямозубых передач.

Одно из наиболее существенных различий между планетарными и зубчатыми передачами заключается в способе распределения нагрузки. Планетарные передачи гораздо эффективнее зубчатых передач, обеспечивая передачу высокого крутящего момента в небольшом пространстве. Это объясняется тем, что планетарные передачи имеют несколько зубьев вместо одного. Они также подходят для прерывистой и постоянной работы. В этой статье будут рассмотрены некоторые из основных преимуществ планетарных передач и их отличия от зубчатых передач.
Хотя прямозубые шестерни проще планетарных, у них есть ряд ключевых отличий. Помимо более простой конструкции, они не требуют специальных нарезок или углов. Более того, форма зубьев прямозубых шестерен гораздо сложнее, чем у планетарных. Конструкция определяет место контакта зубьев и доступную мощность. Однако планетарная зубчатая передача будет более эффективной, если зубья будут смазываться изнутри.
В планетарной передаче имеется три вала: солнечная шестерня, водило планетарных передач и внешнее кольцевое зубчатое колесо. Планетарная передача сконструирована таким образом, чтобы движение одного вала могло быть остановлено, в то время как два других работают одновременно. Помимо двухвального режима работы, планетарные передачи могут также использоваться в трехвальном режиме, который называется временным трехвальным режимом. Временный трехвальный режим работы возможен за счет фрикционной муфты.
Среди многочисленных преимуществ планетарных передач — их универсальность. Поскольку нагрузка распределяется между несколькими планетарными передачами, переключение передаточных чисел упрощается, поэтому нет необходимости приобретать новый редуктор для каждого нового применения. Еще одним важным преимуществом планетарных передач является их высокая устойчивость к сильным ударным нагрузкам и сложным условиям эксплуатации. Это означает, что они используются во многих отраслях промышленности.

Они более надежны.

Эпициклическая зубчатая передача — это тип трансмиссии, в которой концентрические оси используются для ввода и вывода крутящего момента. Этот тип трансмиссии часто применяется в автомобилях с автоматической коробкой передач, таких как Lamborghini Gallardo. Он также используется в гибридных автомобилях. Такие трансмиссии более надежны, чем обычные планетарные передачи. Однако их сборка требует больше времени, чем сборка обычной параллельной зубчатой ​​передачи.
Эпициклическая зубчатая передача состоит из трех основных компонентов: входного, выходного и водила. Количество зубьев в каждой шестерне определяет соотношение вращения входного и выходного валов. В некоторых случаях эпициклическая зубчатая передача может быть выполнена с двумя планетарными шестернями. Третья планетарная шестерня, известная как водило, зацепляется со второй планетарной шестерней и солнечной шестерней, обеспечивая реверсивность. Кольцевая шестерня состоит из нескольких компонентов, а планетарная передача может содержать множество шестерен.
Эпициклическая зубчатая передача может быть сконструирована таким образом, что планетарная шестерня катится внутри делительной окружности внешнего неподвижного зубчатого кольца, или «кольцевой шестерни». В таком случае кривая делительной окружности планетарной шестерни называется гипоциклоидой. Когда эпициклические зубчатые передачи используются в сочетании с солнечной шестерней, планетарная зубчатая передача состоит из обоих типов. Солнечная шестерня обычно неподвижна, а кольцевая шестерня является ведущей.
Планетарная передача, также известная как эпициклическая передача, более долговечна, чем другие типы трансмиссий. Поскольку планетарные шестерни равномерно распределены вокруг Солнца, они имеют равномерное распределение зубьев. Благодаря своей большей прочности, они могут выдерживать более высокие крутящие моменты, передаточные числа и консольные нагрузки. Они также более энергоемки и надежны. Кроме того, планетарную передачу часто можно перенастроить на различные передаточные числа.

Они обладают большей удельной мощностью.

Планетарная и кольцевая шестерни составной планетарной трансмиссии представляют собой эпициклические ступени. Одна часть планетарной шестерни зацепляется с солнечной шестерней, а другая часть шестерни приводит в движение кольцевую шестерню. Боковые поверхности зубьев используются только при работе зубчатой ​​передачи в обратном направлении нагрузки. Оптимизация коэффициента асимметрии выравнивает коэффициенты запаса прочности контактного напряжения планетарной передачи. Допустимое контактное напряжение sHPd и максимальное рабочее контактное напряжение (sHPc) выравниваются путем оптимизации коэффициента асимметрии.
Кроме того, планетарные шестерни, как правило, меньше по размеру и занимают меньше места, чем косозубые. Они часто используются в качестве дифференциальных передач в скоростных рамах и ткацких станках, где выполняют функцию положительного сброса Roper. Они различаются по передаточному и пониженному передаточному отношению. Передаточное отношение повышенного передаточного отношения варьируется от пятнадцати до сорока процентов. В отличие от этого, пониженное передаточное отношение колеблется от 0,87:1 до 69%.
Редуктор турбовинтового двигателя ТВ7-117С является первым известным примером применения планетарных передач с асимметричными зубьями. Этот редуктор был разработан корпорацией ЦЗПТ для турбовинтового самолета Ил-114. Конструкция редуктора ТВ7-117С состоит из первой ступени планетарного дифференциала с тремя планетарными передачами и второй соосной ступени солнечного типа с пятью планетарными передачами. Такая компоновка обеспечивает планетарным передачам максимальную удельную мощность.
Планетарные зубчатые передачи более прочны и обладают большей удельной мощностью, чем другие типы передач. Они способны выдерживать более высокие крутящие моменты, передаточные числа и консольные нагрузки. Их уникальные самоустанавливающиеся свойства делают их очень универсальными в сложных условиях эксплуатации. Кроме того, они более компактны и легки. Вдобавок к этому, планетарные зубчатые передачи проще в изготовлении, чем планетарные. И, как бонус, они значительно дешевле.

Они меньше по размеру.

Эпициклические зубчатые передачи — это небольшие механические устройства, имеющие центральную «солнечную» шестерню и одну или несколько внешних промежуточных шестерен. Эти шестерни удерживаются в держателе или кольцевой шестерне и имеют несколько зацеплений. Размеры и скорость системы можно определить, разделив требуемое передаточное отношение на количество зубьев на шестерне. Этот процесс известен как зубчатая передача и используется во многих типах зубчатых систем.
Планетарные зубчатые передачи также известны как эпициклические. Они имеют соосно расположенные входной и выходной валы. Каждая планета содержит зубчатое колесо, которое зацепляется с солнечной шестерней. Эти шестерни небольшие и простые в изготовлении. Еще одним преимуществом эпициклических передач является их прочная конструкция. Их легко перенастроить на различные передаточные числа. Они также обладают высокой эффективностью. Кроме того, планетарные зубчатые передачи могут быть спроектированы для работы в нескольких направлениях.
Еще одно преимущество планетарных зубчатых передач — их уменьшенные размеры. Они часто используются в малогабаритных изделиях. Более низкая стоимость связана с сокращением времени изготовления. Планетарные зубчатые передачи не следует изготавливать на фрезерных станках с ЧПУ. Корпус планетарной передачи следует отливать и обрабатывать на специализированном станке, имеющем несколько резцов, прорезающих материал. Корпус планетарной передачи меньше, чем планетарная зубчатая передача.
Эпициклические зубчатые передачи состоят из трех основных компонентов: входного, выходного и неподвижного элементов. Количество зубьев в каждой шестерне определяет отношение вращения входного и выходного валов. Как правило, такие зубчатые передачи состоят из трех отдельных частей: входной шестерни, выходной шестерни и неподвижного элемента. В зависимости от размера входной и выходной шестерни отношение между этими двумя элементами может быть больше половины.

У них более высокие передаточные числа.

Различия между планетарными и обычными непланарными зубчатыми передачами существенны для многих различных применений. В частности, планетарные передачи имеют более высокие передаточные числа. Причина этого заключается в том, что планетарные передачи требуют учета множества параметров зацепления. Планетарные передачи проектируются таким образом, чтобы рассчитывать количество циклов приложения нагрузки в единицу времени. Например, частота вращения солнечной шестерни составляет +1300 об/мин. С другой стороны, частота вращения планетарной шестерни составляет +1700 об/мин. Частота вращения кольцевой шестерни также составляет +1400 об/мин, что определяется количеством зубьев в каждой шестерне.
Крутящий момент — это сила вращения шестерни, и чем больше шестерня, тем выше крутящий момент. Однако, поскольку крутящий момент также пропорционален размеру шестерни, больший радиус приводит к меньшему крутящему моменту. Кроме того, меньший радиус не приводит к увеличению скорости автомобиля, поэтому более высокие передаточные числа не обеспечивают движение на высоких скоростях. Компромисс между скоростью и крутящим моментом заключается в передаточном числе.
Планетарные редукторы используют несколько механизмов для увеличения передаточного отношения. В редукторах с эпициклическими зубчатыми передачами используется несколько зубчатых передач, включая центральную, кольцевую и две планетарные. Кроме того, планетарные редукторы основаны на косозубых, конических и прямозубых шестернях. В целом, более высокие передаточные отношения эпициклических редукторов превосходят передаточные отношения планетарных редукторов.
Еще один пример планетарных передач — составная планетарная передача. В этой конструкции две шестерни разного размера расположены на обоих концах общего литого узла. Большая шестерня входит в зацепление с солнечной шестерней, а меньшая — с кольцевой. Составные планетарные передачи иногда необходимы для достижения меньших шагов в передаточном отношении. Как и в случае с любой передачей, правильная центровка планетарных штифтов имеет важное значение для ее надлежащей работы. Если планетарные шестерни не выровнены должным образом, это может привести к неровной работе или преждевременному выходу из строя.

Редактор: CX, 05.06.2023