Різниця між планетарними та прямозубими шестернями

Цокольна шестерня – це тип механічного приводу, який обертає зовнішній вал. Кутова швидкість пропорційна обертам і її можна легко розрахувати за передавальним числом. Однак, щоб правильно розрахувати кутову швидкість, необхідно знати кількість зубів. На щастя, існує кілька різних типів циліндричних шестерень. Ось огляд їхніх основних характеристик. У цій статті також розглядаються планетарні передачі, які є меншими, міцнішими та мають більшу щільність потужності.
Планетарні передачі - це тип прямозубої передачі

Одна з найважливіших відмінностей між планетарними та циліндричними передачами полягає у способі, яким вони розподіляють навантаження. Планетарні передачі набагато ефективніші за циліндричні, що дозволяє передавати високий крутний момент у невеликому просторі. Це пояснюється тим, що планетарні передачі мають кілька зубців, а не лише один. Вони також підходять для періодичної та постійної роботи. У цій статті буде розглянуто деякі основні переваги планетарних передач та їх відмінності від циліндричних передач.
Хоча прямозубі шестерні простіші за планетарні, вони мають деякі ключові відмінності. Окрім того, що вони є більш базовими, вони не потребують спеціальних розрізів чи кутів. Більше того, форма зубів прямозубих шестерень набагато складніша, ніж у планетарних. Конструкція визначає, де зуби контактують і яка потужність доступна. Однак планетарна система передач буде ефективнішою, якщо зуби змащуються зсередини.
У планетарній передачі є три вали: сонячна шестерня, водило сателлітів та зовнішня вінцева шестерня. Планетарна передача призначена для зупинки руху одного вала, поки два інші працюють одночасно. Окрім роботи з двома валами, планетарні передачі також можуть використовуватися в роботі з трьома валами, яка називається тимчасовою роботою з трьома валами. Тимчасова робота з трьома валами можлива завдяки фрикційному зчепленню.
Серед багатьох переваг планетарних передач є їхня адаптивність. Оскільки навантаження розподіляється між кількома планетарними передачами, перемикання передавальних чисел легше, тому вам не потрібно купувати нову коробку передач для кожного нового застосування. Ще однією важливою перевагою планетарних передач є їхня висока стійкість до високих ударних навантажень та складних умов. Це означає, що вони використовуються в багатьох галузях промисловості.

Вони більш міцні

Епіциклічна зубчаста передача — це тип трансмісії, яка використовує концентричні осі для вхідного та вихідного сигналів. Цей тип трансмісії часто використовується в автомобілях з автоматичними коробками передач, таких як Lamborghini Gallardo. Він також використовується в гібридних автомобілях. Ці типи трансмісій також є більш міцними, ніж звичайні планетарні передачі. Однак вони потребують більше часу на складання, ніж звичайна шестерня з паралельним валом.
Епіциклічна зубчаста передача має три основні компоненти: вхідний, вихідний та ведучий зубець. Кількість зубців у кожній шестерні визначає відношення обертання вхідного зубця до обертання вихідного зубця. У деяких випадках епіциклічна зубчаста передача може бути виготовлена ​​з двома планетами. Третя планета, відома як ведучий зубець, входить у зачеплення з другою планетою та сонячною шестернею для забезпечення оборотності. Вінцева шестерня складається з кількох компонентів, а планетарна передача може містити багато шестерень.
Епіциклічна зубчаста передача може бути побудована таким чином, що планетарна шестерня котиться всередині ділильного кола зовнішнього нерухомого зубчастого вінця або «кільцевої передачі». У такому випадку крива ділильного кола планети називається гіпоциклоїдою. Коли епіциклічні зубчасті передачі використовуються в поєднанні з сонячною шестернею, планетарна передача складається з обох типів. Сонячна шестерня зазвичай нерухома, тоді як вінцева шестерня є веденою.
Планетарні передачі, також відомі як епіциклічні, є більш довговічними, ніж інші типи трансмісій. Оскільки планети рівномірно розподілені навколо Сонця, вони мають рівномірний розподіл шестерень. Оскільки вони більш міцні, вони можуть витримувати вищі крутні моменти, передавальні числа та радиальні навантаження. Вони також більш енергощільні та надійні. Крім того, планетарні передачі часто можна перетворювати на різні передавальні числа.

Вони більш щільні

Планетарна шестерня та вінцева шестерня складної планетарної коробки передач є епіциклічними ступенями. Одна частина планетарної шестерні входить у зачеплення з сонячною шестернею, а інша частина шестерні приводить у рух вінцеву шестерню. Вибійні боки зубців використовуються лише тоді, коли зубчастий привід працює у напрямку, протилежному навантаженню. Оптимізація коефіцієнта асиметрії зрівнює коефіцієнти безпеки контактних напружень планетарної передачі. Допустиме контактне напруження sHPd та максимальне робоче контактне напруження (sHPc) зрівнюються оптимізацією коефіцієнта асиметрії.
Крім того, епіциклічні передачі, як правило, менші та потребують менше місця, ніж косозубі. Вони зазвичай використовуються як диференціальні передачі в швидкісних рамах та ткацьких верстатах, де діють як позитивний скидач Ропера. Вони відрізняються величиною передавального числа підвищувальної та знижувальної передач. Передавальне число підвищувальної передачі варіюється від п'ятнадцяти до сорока відсотків. Натомість, передавальне число знижувальної передачі коливається від 0,87:1 до 69%.
Коробка передач турбогвинтового двигуна ТВ7-117С є першим відомим застосуванням планетарних передач з асиметричними зубцями. Ця коробка передач була розроблена корпорацією CZPT для турбогвинтового літака Іл-114. Коробка передач ТВ7-117С складається з першого планетарно-диференціального ступеня з трьома планетарними шестернями та другого співвісного ступеня сонячного типу з п'ятьма планетарними шестернями. Така схема забезпечує планетарним передачам найвищу щільність потужності.
Планетарні передачі є більш міцними та потужнішими, ніж інші типи передач. Вони можуть витримувати вищі крутні моменти, передавальні та радиальні навантаження. Їхні унікальні властивості самовирівнювання також роблять їх дуже універсальними у важких умовах експлуатації. Вони також компактніші та легші. Крім того, епіциклічні передачі легше виготовляти, ніж планетарні. І як бонус, вони набагато дешевші.

Вони менші.

Епіциклічні передачі – це невеликі механічні пристрої, що мають центральну «сонячну» шестерню та одну або кілька зовнішніх проміжних шестерень. Ці шестерні закріплені в водилі або кільцевій шестерні та мають кілька варіантів зачеплення. Розмір системи та швидкість можна визначити, поділивши необхідне передаточне число на кількість зубів на шестерню. Цей процес відомий як зачеплення та використовується в багатьох типах систем передач.
Планетарні передачі також відомі як епіциклічні. Вони мають вхідний та вихідний вали, розташовані співвісно. Кожна планетарна передача містить шестерню, яка входить у зачеплення з сонячною шестернею. Ці передачі невеликі та прості у виготовленні. Ще однією перевагою епіциклічних передач є їхня міцна конструкція. Їх легко перетворювати на різні передавальні числа. Вони також високоефективні. Крім того, планетарні передачі можуть бути спроектовані для роботи в кількох напрямках.
Ще однією перевагою епіциклічних передач є їх менший розмір. Вони часто використовуються для дрібносерійного застосування. Нижча вартість пов'язана зі скороченим часом виробництва. Епіциклічні передачі не слід виготовляти на фрезерних верстатах з числовим числом керування. Епіциклічний носитель слід відливати та обробляти на одноцільовому верстаті, який має кілька різців, що прорізають матеріал. Епіциклічний носитель менше, ніж епіциклічна передача.
Епіциклічні зубчасті передачі складаються з трьох основних компонентів: вхідного, вихідного та нерухомого компонента. Кількість зубців у кожній шестерні визначає відношення обертання вхідного зубця до обертання вихідного зубця. Як правило, ці шестерні складаються з трьох окремих частин: вхідної шестерні, вихідної шестерні та нерухомого компонента. Залежно від розміру вхідної та вихідної шестерень, співвідношення між цими двома компонентами перевищує половину.

Вони мають вищі передавальні числа

Різниця між епіциклічними передачами та звичайними неепіциклічними передачами є суттєвою для багатьох різних застосувань. Зокрема, епіциклічні передачі мають вищі передавальні числа. Причина цього полягає в тому, що епіциклічні передачі вимагають врахування кількох факторів зачеплення. Епіциклічні передачі розроблені для розрахунку кількості циклів прикладання навантаження за одиницю часу. Сонячна шестерня, наприклад, має +1300 об/хв. Планетарна шестерня, з іншого боку, має +1700 об/хв. Вінцева шестерня також має +1400 об/хв, що визначається кількістю зубців у кожній шестерні.
Крутний момент – це сила скручування шестерні, і чим більша шестерня, тим більший крутний момент. Однак, оскільки крутний момент також пропорційний розміру шестерні, більші радіуси призводять до меншого крутного моменту. Крім того, менші радіуси не рухають автомобілі швидше, тому вищі передавальні числа не рухаються на швидкості на шосе. Компромісом між швидкістю та крутним моментом є передавальне число.
Планетарні передачі використовують кілька механізмів для збільшення передавального числа. Ті, що використовують епіциклічні передачі, мають кілька комплектів шестерень, включаючи сонячну, кільцеву та дві планети. Крім того, планетарні передачі базуються на косозубих, конічних та прямозубих зубчастих колесах. Загалом, вищі передавальні числа епіциклічних передач перевершують передавальні числа планетарних передач.
Іншим прикладом планетарних передач є складна планетарна передача. Ця конструкція передачі має дві шестерні різного розміру на обох кінцях загальної виливки. Більша шестерня входить у зачеплення з сонцем, а менша - з кільцевим простором. Складні планетарні передачі іноді необхідні для досягнення менших кроків передавального числа. Як і у випадку з будь-якою передачею, правильне вирівнювання штифтів планетарних передач є важливим для належної роботи. Якщо планети не вирівняні належним чином, це може призвести до нерівномірної роботи або передчасної поломки.

редактор CX 2023-04-23