ความแตกต่างระหว่างเฟืองดาวเคราะห์และเฟืองตรง

เฟืองตรงเป็นกลไกขับเคลื่อนชนิดหนึ่งที่หมุนเพลาภายนอก ความเร็วเชิงมุมแปรผันตรงกับรอบต่อนาที และสามารถคำนวณได้ง่ายจากอัตราทดเกียร์ อย่างไรก็ตาม เพื่อคำนวณความเร็วเชิงมุมอย่างถูกต้อง จำเป็นต้องทราบจำนวนฟัน โชคดีที่มีเฟืองตรงหลายประเภท บทความนี้จะกล่าวถึงภาพรวมของคุณสมบัติหลักของเฟืองตรงแต่ละประเภท นอกจากนี้ บทความนี้ยังกล่าวถึงเฟืองดาวเคราะห์ ซึ่งมีขนาดเล็กกว่า แข็งแรงกว่า และมีความหนาแน่นของกำลังมากกว่า
เฟืองดาวเคราะห์เป็นเฟืองตรงชนิดหนึ่ง

หนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างเฟืองดาวเคราะห์และเฟืองตรงคือวิธีการแบ่งภาระ เฟืองดาวเคราะห์มีประสิทธิภาพมากกว่าเฟืองตรงมาก ทำให้สามารถส่งแรงบิดสูงในพื้นที่ขนาดเล็กได้ เนื่องจากเฟืองดาวเคราะห์มีฟันหลายซี่แทนที่จะมีเพียงซี่เดียว นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการใช้งานแบบไม่ต่อเนื่องและต่อเนื่อง บทความนี้จะกล่าวถึงประโยชน์หลักบางประการของเฟืองดาวเคราะห์และความแตกต่างจากเฟืองตรง
แม้ว่าเฟืองตรงจะเรียบง่ายกว่าเฟืองดาวเคราะห์ แต่ก็มีความแตกต่างที่สำคัญอยู่บ้าง นอกเหนือจากความเรียบง่ายแล้ว ยังไม่จำเป็นต้องมีการตัดหรือมุมพิเศษใดๆ ยิ่งไปกว่านั้น รูปทรงของฟันเฟืองตรงมีความซับซ้อนมากกว่าเฟืองดาวเคราะห์มาก การออกแบบจะเป็นตัวกำหนดตำแหน่งที่ฟันสัมผัสกันและปริมาณกำลังที่ใช้ได้ อย่างไรก็ตาม ระบบเฟืองดาวเคราะห์จะมีประสิทธิภาพมากขึ้นหากมีการหล่อลื่นภายในฟันเฟือง
ในระบบเฟืองดาวเคราะห์ จะมีเพลาอยู่สามเพลา ได้แก่ เฟืองดวงอาทิตย์ ตัวยึดเฟืองดาวเคราะห์ และเฟืองวงแหวนภายนอก เฟืองดาวเคราะห์ถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถหยุดการเคลื่อนที่ของเพลาหนึ่งได้ ในขณะที่อีกสองเพลาทำงานพร้อมกัน นอกจากการทำงานแบบสองเพลาแล้ว เฟืองดาวเคราะห์ยังสามารถใช้ในการทำงานแบบสามเพลาได้ ซึ่งเรียกว่าการทำงานแบบสามเพลาชั่วคราว การทำงานแบบสามเพลาชั่วคราวเป็นไปได้โดยอาศัยการเชื่อมต่อแบบเสียดทาน
หนึ่งในข้อดีมากมายของเฟืองดาวเคราะห์คือความสามารถในการปรับตัว เนื่องจากภาระถูกกระจายไปในเฟืองดาวเคราะห์หลายตัว จึงง่ายต่อการเปลี่ยนอัตราทดเกียร์ ดังนั้นคุณจึงไม่จำเป็นต้องซื้อเกียร์ใหม่สำหรับทุกการใช้งานใหม่ ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งของเฟืองดาวเคราะห์คือมีความทนทานสูงต่อแรงกระแทกสูงและสภาวะที่ต้องการความทนทานสูง ซึ่งหมายความว่ามีการใช้งานในอุตสาหกรรมหลายประเภท

พวกมันมีความทนทานมากกว่า

ชุดเฟืองเอพิไซคลิกเป็นระบบส่งกำลังชนิดหนึ่งที่ใช้แกนร่วมศูนย์กลางสำหรับรับและส่งกำลัง ระบบส่งกำลังชนิดนี้มักใช้ในรถยนต์เกียร์อัตโนมัติ เช่น แลมโบร์กินี กัลลาร์โด นอกจากนี้ยังใช้ในรถยนต์ไฮบริดด้วย ระบบส่งกำลังชนิดนี้มีความแข็งแรงทนทานกว่าเฟืองดาวเคราะห์แบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม ต้องใช้เวลาในการประกอบมากกว่าเฟืองเพลาขนานแบบดั้งเดิม
ระบบเฟืองเอพิไซคลิกมีส่วนประกอบพื้นฐานสามส่วน ได้แก่ ตัวป้อนเข้า ตัวส่งออก และตัวพา จำนวนฟันในแต่ละเฟืองจะเป็นตัวกำหนดอัตราส่วนการหมุนของตัวป้อนเข้าต่อการหมุนของตัวส่งออก ในบางกรณี ระบบเฟืองเอพิไซคลิกอาจทำจากเฟืองดาวเคราะห์สองตัว เฟืองดาวเคราะห์ตัวที่สามที่เรียกว่าตัวพา จะขบกับเฟืองดาวเคราะห์ตัวที่สองและเฟืองดวงอาทิตย์เพื่อให้สามารถหมุนย้อนกลับได้ เฟืองวงแหวนทำจากส่วนประกอบหลายชิ้น และเฟืองดาวเคราะห์อาจประกอบด้วยเฟืองหลายตัว
ชุดเฟืองเอพิไซคลิกสามารถสร้างขึ้นได้โดยให้เฟืองดาวเคราะห์หมุนอยู่ภายในวงกลมพิตช์ของเฟืองวงแหวนด้านนอกที่อยู่กับที่ หรือ "เฟืองวงแหวน" ในกรณีเช่นนี้ เส้นโค้งของวงกลมพิตช์ของเฟืองดาวเคราะห์เรียกว่าไฮโปไซคลอยด์ เมื่อใช้ชุดเฟืองเอพิไซคลิกร่วมกับเฟืองดวงอาทิตย์ ชุดเฟืองดาวเคราะห์จะประกอบด้วยเฟืองทั้งสองประเภท โดยปกติแล้วเฟืองดวงอาทิตย์จะอยู่กับที่ ในขณะที่เฟืองวงแหวนจะเป็นตัวขับเคลื่อน
ระบบเกียร์ดาวเคราะห์ หรือที่เรียกว่าเกียร์เอพิไซคลิก มีความทนทานมากกว่าระบบส่งกำลังประเภทอื่น เนื่องจากดาวเคราะห์กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอรอบดวงอาทิตย์ จึงมีการกระจายตัวของเฟืองอย่างสม่ำเสมอ เนื่องจากมีความแข็งแรงกว่า จึงสามารถรับแรงบิด อัตราทด และภาระที่สูงกว่าได้ นอกจากนี้ยังมีความหนาแน่นของพลังงานและทนทานกว่า และมักสามารถแปลงเป็นอัตราส่วนต่างๆ ได้อีกด้วย

พวกมันมีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่า

เฟืองดาวเคราะห์และเฟืองวงแหวนของระบบส่งกำลังแบบดาวเคราะห์ผสมเป็นขั้นบันไดแบบเอพิไซคลิก ส่วนหนึ่งของเฟืองดาวเคราะห์จะขบกับเฟืองดวงอาทิตย์ ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งของเฟืองจะขับเคลื่อนเฟืองวงแหวน ฟันเฟืองที่เว้นระยะไว้จะใช้เฉพาะเมื่อระบบขับเคลื่อนทำงานในทิศทางโหลดกลับด้านเท่านั้น การปรับค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สมมาตรให้เหมาะสมจะทำให้ค่าความปลอดภัยของความเค้นสัมผัสของเฟืองดาวเคราะห์เท่ากัน ความเค้นสัมผัสที่อนุญาต (sHPd) และความเค้นสัมผัสใช้งานสูงสุด (sHPc) จะเท่ากันโดยการปรับค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สมมาตรให้เหมาะสม
นอกจากนี้ เฟืองเอพิไซคลิกโดยทั่วไปมีขนาดเล็กกว่าและใช้พื้นที่น้อยกว่าเฟืองเฮลิคอล มักใช้เป็นเฟืองทดกำลังในเฟรมปรับความเร็วและในเครื่องทอผ้า ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวปล่อยแรงบวกแบบ Roper ความแตกต่างของเฟืองเอพิไซคลิกอยู่ที่อัตราส่วนเกียร์โอเวอร์ไดรฟ์และอันเดอร์เกียร์ อัตราส่วนเกียร์โอเวอร์ไดรฟ์แตกต่างกันไปตั้งแต่ร้อยละสิบห้าถึงร้อยละสี่สิบ ในขณะที่อัตราส่วนเกียร์อันเดอร์เกียร์มีช่วงตั้งแต่ 0.87:1 ถึง 691:5T
ชุดเกียร์ของเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป TV7-117S เป็นการใช้งานเฟืองเอพิไซคลิกที่มีฟันไม่สมมาตรครั้งแรกที่รู้จักกัน ชุดเกียร์นี้ได้รับการพัฒนาโดยบริษัท CZPT สำหรับเครื่องบินเทอร์โบพร็อป Ilyushin Il-114 การจัดเรียงชุดเกียร์ของ TV7-117S ประกอบด้วยขั้นแรกเป็นเฟืองดาวเคราะห์-ดิฟเฟอเรนเชียลที่มีเฟืองดาวเคราะห์สามตัว และขั้นที่สองเป็นเฟืองโคแอกเซียลแบบโซลาร์ที่มีเฟืองดาวเคราะห์ห้าตัว การจัดเรียงนี้ทำให้เฟืองเอพิไซคลิกมีกำลังต่อพื้นที่สูงสุด
ระบบเฟืองดาวเคราะห์มีความแข็งแรงทนทานและให้กำลังมากกว่าระบบเฟืองประเภทอื่น สามารถทนต่อแรงบิด อัตราทด และภาระที่สูงกว่าได้ คุณสมบัติการปรับแนวตัวเองที่เป็นเอกลักษณ์ยังทำให้ใช้งานได้หลากหลายในงานที่ต้องการความทนทานสูง นอกจากนี้ยังมีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบากว่า และที่สำคัญกว่านั้นคือ เฟืองดาวเคราะห์ผลิตได้ง่ายกว่า และยังมีราคาถูกกว่ามากอีกด้วย

พวกมันมีขนาดเล็กกว่า

เฟืองเอพิไซคลิกเป็นอุปกรณ์เชิงกลขนาดเล็กที่มีเฟืองกลาง "เฟืองดวงอาทิตย์" และเฟืองตัวกลางด้านนอกหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น เฟืองเหล่านี้ถูกยึดไว้ในตัวยึดหรือเฟืองวงแหวน และมีการพิจารณาการจับคู่หลายแบบ ระบบสามารถกำหนดขนาดและความเร็วได้โดยการหารอัตราส่วนที่ต้องการด้วยจำนวนฟันต่อเฟือง กระบวนการนี้เรียกว่าการคำนวณอัตราทดเกียร์ และใช้ในระบบเกียร์หลายประเภท
เฟืองดาวเคราะห์ หรือที่รู้จักกันในชื่อเฟืองวงโคจร มีเพลาอินพุตและเอาต์พุตที่จัดเรียงอยู่บนแกนเดียวกัน เฟืองดาวเคราะห์แต่ละตัวมีล้อเฟืองที่ขบกับเฟืองดวงอาทิตย์ เฟืองเหล่านี้มีขนาดเล็กและผลิตได้ง่าย ข้อดีอีกประการหนึ่งของเฟืองวงโคจรคือการออกแบบที่แข็งแรงทนทาน สามารถปรับเปลี่ยนอัตราส่วนได้ง่าย และมีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ ชุดเฟืองดาวเคราะห์ยังสามารถออกแบบให้ทำงานได้หลายทิศทาง
ข้อดีอีกประการหนึ่งของเฟืองเอพิไซคลิกคือขนาดที่เล็กกว่า มักใช้ในงานขนาดเล็ก ต้นทุนที่ต่ำกว่านั้นเกี่ยวข้องกับเวลาการผลิตที่ลดลง เฟืองเอพิไซคลิกไม่ควรผลิตด้วยเครื่องกัดแบบ NC ตัวยึดเฟืองเอพิไซคลิกควรหล่อและขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรเฉพาะทางที่มีใบมีดตัดหลายใบ ตัวยึดเฟืองเอพิไซคลิกมีขนาดเล็กกว่าเฟืองเอพิไซคลิก
ระบบเฟืองเอพิไซคลิกประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานสามส่วน ได้แก่ เฟืองป้อนเข้า เฟืองป้อนออก และส่วนประกอบคงที่ จำนวนฟันในแต่ละเฟืองจะเป็นตัวกำหนดอัตราส่วนของการหมุนของเฟืองป้อนเข้าต่อการหมุนของเฟืองป้อนออก โดยทั่วไป ชุดเฟืองเหล่านี้จะทำจากชิ้นส่วนแยกกันสามชิ้น ได้แก่ เฟืองป้อนเข้า เฟืองป้อนออก และส่วนประกอบคงที่ ขึ้นอยู่กับขนาดของเฟืองป้อนเข้าและเฟืองป้อนออก อัตราส่วนระหว่างส่วนประกอบทั้งสองจะมากกว่าครึ่งหนึ่ง

พวกมันมีอัตราทดเกียร์ที่สูงกว่า

ความแตกต่างระหว่างเฟืองเอพิไซคลิกและเฟืองธรรมดาที่ไม่ใช่เอพิไซคลิกนั้นมีความสำคัญอย่างมากสำหรับการใช้งานหลายประเภท โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เฟืองเอพิไซคลิกจะมีอัตราทดเกียร์ที่สูงกว่า เหตุผลก็คือ เฟืองเอพิไซคลิกต้องคำนึงถึงการเข้าคู่กันของฟันเฟืองหลายซี่ เฟืองเอพิไซคลิกได้รับการออกแบบมาเพื่อคำนวณจำนวนรอบการรับภาระต่อหน่วยเวลา ตัวอย่างเช่น เฟืองดวงอาทิตย์มีอัตราการหมุน +1300 รอบต่อนาที ในขณะที่เฟืองดาวเคราะห์มีอัตราการหมุน +1700 รอบต่อนาที และเฟืองวงแหวนมีอัตราการหมุน +1400 รอบต่อนาที ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนฟันของแต่ละเฟือง
แรงบิดคือแรงหมุนของเฟือง และยิ่งเฟืองใหญ่ แรงบิดก็จะยิ่งสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแรงบิดแปรผันตรงกับขนาดของเฟืองด้วย รัศมีที่ใหญ่ขึ้นจึงส่งผลให้แรงบิดลดลง นอกจากนี้ รัศมีที่เล็กกว่าไม่ได้ทำให้รถเคลื่อนที่เร็วขึ้น ดังนั้นอัตราทดเกียร์สูงจึงไม่เหมาะกับการขับด้วยความเร็วสูงบนทางหลวง ความสมดุลระหว่างความเร็วและแรงบิดจึงอยู่ที่อัตราทดเกียร์
เฟืองดาวเคราะห์ใช้กลไกหลายอย่างเพื่อเพิ่มอัตราทดเกียร์ เฟืองดาวเคราะห์มีชุดเกียร์หลายชุด รวมถึงเฟืองดวงอาทิตย์ เฟืองวงแหวน และเฟืองดาวเคราะห์สองตัว นอกจากนี้ เฟืองดาวเคราะห์ยังพัฒนามาจากเฟืองเกลียว เฟืองเฉียง และเฟืองตรง โดยทั่วไปแล้ว อัตราทดเกียร์ที่สูงกว่าของเฟืองดาวเคราะห์จะดีกว่าอัตราทดเกียร์ของเฟืองดาวเคราะห์
อีกตัวอย่างหนึ่งของเฟืองดาวเคราะห์คือเฟืองดาวเคราะห์แบบผสม เฟืองชนิดนี้มีเฟืองสองขนาดที่แตกต่างกันอยู่ปลายทั้งสองด้านของตัวเรือนเดียวกัน ปลายด้านที่ใหญ่กว่าจะขบกับเฟืองดวงอาทิตย์ ในขณะที่ปลายด้านที่เล็กกว่าจะขบกับเฟืองวงแหวน เฟืองดาวเคราะห์แบบผสมบางครั้งจำเป็นเพื่อให้ได้อัตราทดเกียร์ที่ละเอียดขึ้น เช่นเดียวกับเฟืองทุกชนิด การจัดเรียงแกนของเฟืองดาวเคราะห์ให้ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานที่เหมาะสม หากเฟืองดาวเคราะห์ไม่ได้จัดเรียงอย่างถูกต้อง อาจส่งผลให้การทำงานไม่ราบรื่นหรือชำรุดก่อนกำหนด

เรียบเรียงโดย CX