Planetová převodovka – hlavní funkce a výhody použití v mechanismech

Historie vzniku první planetové převodovky sahá až do roku 1782. Skot William Murdoch je právem považován za tvůrce první planetové převodovky na světě. Byl zaměstnancem společnosti James Watt Shipbuilding Company a pracoval na přeměně energie generované parním strojem na řízený pohyb.

Vynálezce první planetové převodovky – William Murdoch

Několik let plodné práce přineslo výsledky a zkonstruoval planetovou převodovku, která spolu s hřídeli a koly dokázala převést pohyb pístu parního stroje na rotační. V červenci 1782 poháněl kovací buchar první Wattův parní stroj vybavený planetovým převodem. Díky inženýru Murdochovi našla planetová převodovka své uplatnění ve strojírenství a výrobě zařízení, kde hraje důležitou roli dodnes.

Model kočáru Williama Murdocha

Existují také starší rukopisy Ibn Khalaf al-Muradi o planetárním přenosu ve vodních hodinách. Ibn Khalaf al-Muradi byl arabský inženýr, který v 11. století vyvinul technologie pro různé vodní hodiny. Jeho ozubené soukolí také sestávalo z planetového mechanismu. Z dokumentu však není jasné, zda tuto technologii vynalezl nebo vylepšil již dříve existující.

Proč má planetová převodovka tento název?

Struktura planetového převodu připomíná naši sluneční soustavu. Planetová kola se otáčejí jako planety kolem Slunce. Tak se objevil název planetová převodovka. Obecný termín pro tento typ páru ozubených kol je planetové soukolí.

Jak funguje planetová převodovka?

Planetová převodovka se skládá ze čtyř hlavních součástí: centrálního kola, planetových soukolí, věncového kola a nosiče planetového kola. Centrální kolo s vnějšími zuby je umístěno uprostřed skříně a je poháněno motorem. Planetová kola se otáčejí kolem centrálního kola, rovněž s vnějšími zuby, jehož dráha je omezena prstencovým kolem s vnitřními zuby. Planetový unašeč spojuje jednotlivá planetová kola a přenáší energii na výstupní hřídel převodovky.

Jak bylo uvedeno výše, úkolem planetové převodovky je snížit rychlost otáčení. Plní také úkol zvýšit točivý moment, protože výkon elektromotoru nemusí při práci s těžkými břemeny stačit.

Planetová převodovka bez nosiče

• A: ozubené kolo
• B: sluneční zařízení
• C: planetová soukolí

Standardní planetové kolo se skládá z centrálního kola, které je umístěno ve středu ozubeného kola a může se otáčet nebo být pevně připevněno ke skříni. Pár ozubených kol také obsahuje tři planetová kola, která jsou menší než centrální kolo a jsou umístěna kolem něj. Jsou připevněny k unašeči planetového soukolí a mohou se volně otáčet nebo, stejně jako planetový unašeč, mohou být zablokovány. Vnější částí planetové převodovky je věnec, který je aretován v základně skříně.

Jak funguje planetová převodovka?

Centrální kolo sedí přímo na hřídeli motoru a otáčí planetová kola, která se odvalují po vnějším ozubeném kole. Šroub je upevněn ke spojovací desce planetových kol. Planetová redukce se rovná poměru zubů centrálního kola a vnějšího věnce.

Jak funguje planetová převodovka?

Provozní režim planetové převodovky s rotujícím věncem

Provozní režim planetové převodovky s pevným věncovým kolem

Konstrukce planetového převodu je rozdělena do pěti podskupin:

1. Jednoduchá planetová převodovka: klasická konstrukce – jedno nebo dvě středová kola (centrální kolo a věnec), jedno nebo více planetových převodů, planetový unašeč.
2. Planetové soukolí zpátečky: jednoduché planetové soukolí se souosou polohou spojovacího hřídele.
3. Otevřená planetová převodovka: Jednoduchá planetová převodovka se středovým kolem a mimoosou otočnou spojovací hřídelí.
4. Složená planetová převodovka: několik jednoduchých planetových převodů smontovaných dohromady.
5. Kombinovaná planetová převodovka: skládá se z planetové převodovky kombinované s čelní nebo šnekovou převodovkou.

Jaké úkoly plní planetová převodovka?

Použití planetového převodu značně zvyšuje výkon mechanického pohonu. Pokud je zvolen správný převodový stupeň, může mít motor malý výkon, což šetří náklady a zvyšuje účinnost celého pohonu.

Planetová kola jsou přesná ozubená kola. To znamená, že se používají hlavně pro zařízení, která vyžadují vysokou přesnost polohování. Pomocí planetových převodovek lze realizovat polohovací systémy s přesností jednoho stupně.

Výhody planetových převodů

Největší výhodou planetových převodovek je jejich kompaktnost. Malé rozměry jsou zvláště důležité, když omezený prostor ztěžuje montáž převodovky. Dalšími výhodami jsou vysoká přesnost a účinnost. Planetové převody mají účinnost 97 %.

Dvoustupňová planetová převodovka je konstrukce tvořená ozubenými koly a dalšími pracovními prvky, které jsou poháněny ozubeným převodem. Pohybují se přitom podle principu, který je vlastní mechanice rotace planet – kolem jednoho středu. Z tohoto důvodu se centrální ozubené kolo nazývá „sluneční“, mezilehlé „satelity“ a vnější s vnitřní ozubenou spojkou se nazývá „korunka“. Nejjednodušší planetovou převodovku navíc tvoří unašeč. Je navržen tak, aby fixoval satelity vůči sobě navzájem tak, aby se pohybovaly společně.

Pro správnou funkci zařízení je nutné, aby jedna z jeho součástí byla pevně připevněna k tělu. U planetové převodovky, která je vybavena unašečem, je to statická část. Kromě toho lze věnec nebo centrální kolo pevně upevnit. Pokud není žádná z částí tohoto zařízení pevná, je možné jeden pohyb rozdělit na více, nebo dva sloučit do jednoho.

V tomto případě mohou být ve spojení s hnacím a hnaným hřídelem obě ozubená kola a centrální kola nebo satelity. Tento mechanismus může zvýšit převodový poměr a snížit točivý moment a naopak.

Tato konstrukce zajišťuje, že se hnaný a hnací hřídel pohybují stejným směrem.

Výhody planetárních zařízení

Oproti tradičním převodovkám můžeme vyzdvihnout následující výhody, které toto zařízení má: dokážou vytvářet obrovské rychlostní poměry s nízkým počtem převodových stupňů. Ozubená kola mechanismu jsou vzhledem k jejich počtu malá. Jedno masivnější kolo tak rovnoměrně rozloží zátěž na několik satelitů. Z toho vyplývá, že zařízení není příliš velké a objemné. Výpočty a praxe však ukazují, že při vysokých převodových poměrech se výkon a účinnost značně snižují. A jako závěr všech výše uvedených, hlavní výhody jsou:

• Velké převodové poměry;
• Nízká hmotnost;
• Relativní kompaktnost;
• Můžete jej opravit a sestavit sami.

Tyto výhody také vyžadují vhodnou výrobu. Počínaje výpočtem, návrhem a konče výrobou – vše musí být přesně přesné. Tyto převodovky našly velmi široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích: výroba nástrojů, výroba obráběcích strojů, strojírenství atd. V tomto článku se podrobněji pozastavíme nad využitím tohoto zařízení ve strojírenském průmyslu.

Popis a princip činnosti:

Planetové převodovky mají řadu společných znaků s čelními převodovkami, protože k přenosu síly dochází také pomocí ozubeného převodu a v konstrukci jsou použita ozubená kola. Konstrukce planetových převodovek, stejně jako princip činnosti, je však složitější.

Obecně lze u planetové převodovky rozlišit tyto hlavní části: věnec, planetová kola (satelity), unášeč a centrální kolo. Analogicky se Sluncem, které se nachází ve středu sluneční soustavy, je centrální kolo umístěno ve středu pracovní části převodovky. Zabírá se shodnými planetovými koly, jejichž osy jsou umístěny na kružnici, jejíž střed leží na ose centrálního kola, a zároveň jsou planetová kola v záběru s věncovým kolem, které je vnitřním kolem. . Nosič pevně zajišťuje všechny satelity vůči sobě navzájem.

Aby planetová převodovka fungovala, je nutné, aby jedna z jejích částí (centrální kolo, věnec nebo unašeč) byla pevně připevněna ke skříni převodovky. V závislosti na volbě hnacích a hnaných prvků bude záviset převodový poměr planetové převodovky. Také provoz planetové převodovky je možný, i když není zajištěna žádná její část. V tomto případě je možné rozložit jeden pohyb na dva (například od centrálního kola k ozubenému věnce a unašeči), nebo sloučit dva pohyby do jednoho.

Hlavní charakteristiky převodovek

Hlavní charakteristiky převodovek: převodový poměr, rychlost otáčení vstupního a výstupního hřídele, převodový poměr, přenášený výkon, počet stupňů a typ převodů.

Převodový poměr je poměr rychlosti otáčení vstupního hřídele k rychlosti otáčení výstupního hřídele.

Účinnost převodovky je dána poměrem výkonu na vstupním hřídeli k výkonu na výstupním hřídeli

Klasifikace planetových převodovek:

Na základě počtu stupňů planetové převodovky se rozlišují:

jednostupňová planetová převodovka

• jednostupňový
• vícestupňové

Jednostupňové převodovky jsou nejkompaktnější, zatímco vícestupňové jsou konstrukčně mnohem složitější a zabírají více místa, ale umožňují dosáhnout velkých převodových poměrů.

Na základě skutečnosti pevného upevnění jednoho z prvků převodovky se rozlišují:

U nejjednodušších planetových převodovek je jeden z článků pevně upevněn a síla se přenáší z jednoho z volných článků na druhý s pevným převodovým poměrem. U diferenciálních převodovek není žádný z prvků pevný, což umožňuje použití převodovky jako diferenciálního mechanismu.

ZAŘÍZENÍ PLANETÁRNÍHO REDUKTORU

Hlavními částmi planetové převodovky jsou obvykle prvky jako centrální kolo, které je, jak již bylo zmíněno výše, umístěno ve středu převodovky. Mezi stejné základní prvky patří i nosič. Tato část převodovky je určena k pevnému upevnění os zbývajících ozubených kol, nebo jak se jim také říká satelity. Satelity jsou stejně velká ozubená kola, která jsou umístěna kolem hlavního ozubeného kola. A konečně další důležitou součástí planetové převodovky je ozubené kolo, kterému se říká věnec. Toto ozubené kolo má vzhled ozubeného kola, které je umístěno podél okraje všech částí převodovky, tato část má spojku se satelity; Princip činnosti planetové převodovky je následující.

Jeden z prvků tohoto zařízení zůstává vždy nehybný, v tomto případě je to prstencová část. Vedoucí částí planetové převodovky je centrální kolo a hnanými částmi jsou satelity. Planetové převodovky se zpravidla nejčastěji používají v odvětvích, jako je strojírenství. Často se však používá i při výrobě různých typů strojů na řezání kovu. Poměrně často se používá několik planetových převodovek najednou, tyto převodovky jsou vybaveny automatickou převodovkou.

Planetové převodovky ve strojírenství

Převodovky, které mají zařízení tohoto typu, jsou široce používány v hnacích nápravách automobilů a v automatických převodovkách. Kolové převodovky najdeme v nápravách vozidel jako: MAZ, Ikarus, v některých trolejbusech, tahače T-150K, K-700. Tento reduktor kol v nápravách přenáší točivý moment na náboje kol z nápravových hřídelů. Jsou také běžné ve vzduchových přenosech. Tato aplikace v koncovém převodu umožnila výrazně snížit jak vypočítaný, tak praktický průměr hlavního ozubeného kola. Snížení průměru se projevilo zvýšenou světlou výškou vozidla a v důsledku toho vyšší průchodností terénem. Použití planetových převodovek je stále oblíbenější. Převodový poměr zařízení bude určen výpočtem poměru počtu zubů na středovém ozubeném kole k počtu zubů na ozubeném věnce. Zajímavým bodem je uvolnění ozubeného věnce v krabici. V tomto případě je převodový poměr 1.

DIY oprava převodovky

Oprava převodovky vlastníma rukama je velmi obtížný úkol. Tento mechanismus je tedy velmi složitý a skládá se z mnoha částí. Při opravách vlastníma rukama můžete často dokonce demontovat, aniž byste věděli, že uvnitř můžete snadno ztratit spoustu malých částí, například jehly se okamžitě rozpadnou a ztratí. Opravy planetových převodovek je nejlepší nechat na profesionálech.

Stojí za zmínku, že dnes je planetová převodovka velmi běžná a používá se u většiny nákladních automobilů v hnacích nápravách a také se velmi často vyskytuje v roli navijáků.

Jako všechny převodovky může být buď jednostupňová, nebo vícestupňová. Pokud se chystáte koupit mechanismus tohoto typu, pak je nejlepší jej koupit od důvěryhodných výrobců, protože oprava sami je velmi obtížná, a pokud často selže, bude za to vynaloženo hodně peněz. V tomto článku jsme se pokusili shromáždit obecné informace o zařízeních planetového typu používaných pro výrobu automobilů. Je třeba také říci, že tento typ zařízení je pro své velmi významné přednosti velmi intenzivně zaváděn do mnoha oblastí a odvětví.

Tipy pro výběr planetové převodovky

Hlavní věcí v této věci je správně vypočítat hlavní parametry zatížení a stávající provozní podmínky tohoto zařízení.

Výběr se provádí v závislosti na:

• • typ přenosu;
  • maximální přípustná axiální a konzolová zatížení;
  • standardní velikost tohoto zařízení;
  • teplotní rozsah, ve kterém lze převodovku používat po dlouhou dobu bez ztráty užitných vlastností a vlastností.