Mayroong lahat ng uri ng mechanical device. Ang ilan sa kanila ay pamilyar sa atin mula pagkabata. Ito ay, halimbawa, mga relo, bisikleta, spinning tops. Natututo tayo tungkol sa iba habang tayo ay tumatanda. Ito ay mga motor ng mga sasakyan, winch ng mga crane at iba pa. Ang bawat gumagalaw na mekanismo ay gumagamit ng ilang uri ng sistema upang paikutin ang mga gulong at gumana ang makina. Ang isa sa mga pinaka-kawili-wili at tanyag ay ang mekanismo ng planeta. Ang kakanyahan nito ay nakasalalay sa katotohanan na ang makina ay hinihimok ng mga gulong o gear na nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa isang espesyal na paraan. Tingnan natin ito nang maigi.
Pangkalahatang impormasyon
Ang planetary gear at ang planetary mechanism ay pinangalanan sa pamamagitan ng pagkakatulad sa ating solar system, na maaaring kondisyon na kinakatawan tulad ng sumusunod: sa gitna ay mayroong "sun" (ang gitnang gulong sa mekanismo). Ang mga "Planet" (maliit na gulong o satellite) ay gumagalaw sa paligid nito. Ang lahat ng mga bahaging ito sa planetary gear ay may mga panlabas na ngipin. Ang conditional solar system ay may hangganan sa diameter nito. Tungkulinito ay ginaganap sa planetary mechanism sa pamamagitan ng isang malaking gulong o epicycle. May ngipin din ito, panloob lang. Karamihan sa mga gawain sa disenyo na ito ay ginagawa ng carrier, na isang mekanismo ng pingga. Maaaring isagawa ang paggalaw sa iba't ibang paraan: ang araw ay iikot, o ang epicycle, ngunit palaging kasama ng mga satellite.
Sa panahon ng operasyon ng planetary mechanism, maaaring gumamit ng ibang disenyo, halimbawa, dalawang araw, satellite at carrier, ngunit walang epicycle. Ang isa pang pagpipilian ay dalawang epicycle, ngunit walang araw. Dapat laging naroroon ang carrier at satellite. Depende sa bilang ng mga gulong at sa lokasyon ng kanilang mga palakol ng pag-ikot sa espasyo, ang disenyo ay maaaring simple o kumplikado, patag o spatial.
Para lubos na maunawaan kung paano gumagana ang naturang system, kailangan mong maunawaan ang mga detalye.
Lokasyon ng mga elemento
Ang pinakasimpleng anyo ng planetary gear ay kinabibilangan ng tatlong set ng mga gear na may iba't ibang antas ng kalayaan. Ang mga satellite sa itaas ay umiikot sa kanilang mga palakol at sa parehong oras sa paligid ng araw, na nananatili sa lugar. Ang epicycle ay nag-uugnay sa planetaryong mekanismo mula sa labas at umiikot din sa pamamagitan ng isang alternatibong pakikipag-ugnayan ng mga ngipin (ito at ang mga satellite). Ang disenyong ito ay may kakayahang baguhin ang torque (angular velocities) sa isang eroplano.
Sa isang simpleng planetary mechanism, ang araw at mga satellite ay maaaring umikot, habang ang epicenter ay nananatiling maayos. Sa anumang kaso, ang mga angular na bilis ng lahat ng mga bahagi ay hindi magulo, ngunit may isang linear na pag-asa sa bawat isa. Habang umiikot ang media, nagbibigay itomababang bilis mataas na torque output.
Iyon ay, ang kakanyahan ng planetary gear ay ang gayong disenyo ay nagagawang baguhin, palawakin at magdagdag ng torque at angular velocity. Ang mga rotational na paggalaw sa kasong ito ay nangyayari sa isang geometric axis. Ang kinakailangang elemento ng paghahatid ng iba't ibang sasakyan at mekanismo ay naka-install.
Mga tampok ng structural materials at scheme
Gayunpaman, ang isang nakapirming bahagi ay hindi palaging kinakailangan. Sa mga differential system, umiikot ang bawat elemento. Ang mga planetary gear na tulad nito ay may isang output na hinihimok (pagkontrol) ng dalawang input. Halimbawa, ang isang differential na kumokontrol sa isang axle sa isang kotse ay isang katulad na gear.
Ang ganitong mga sistema ay gumagana sa parehong prinsipyo tulad ng parallel shaft structures. Kahit na ang isang simpleng planetary gear ay may dalawang input, ang fixed ring gear ay isang pare-parehong input ng zero angular velocity.
Detalyadong paglalarawan ng mga device
Ang mga pinaghalong planetary structure ay maaaring magkaroon ng ibang bilang ng mga gulong, gayundin ng iba't ibang mga gear kung saan ang mga ito ay konektado. Ang pagkakaroon ng naturang mga detalye ay lubos na nagpapalawak ng mga posibilidad ng mekanismo. Ang mga pinagsama-samang istruktura ng planeta ay maaaring tipunin upang ang baras ng platform ng carrier ay gumagalaw sa mataas na bilis. Bilang resulta, maaaring alisin ang ilang problema sa reduction gear, sun gear at iba pa sa proseso ng pagpapabuti ng device.
Kaya, tulad ng nakikita mula saibinigay na impormasyon, gumagana ang mekanismo ng planeta sa prinsipyo ng paglilipat ng pag-ikot sa pagitan ng mga link na sentral at mobile. Kasabay nito, mas in demand ang mga kumplikadong system kaysa sa mga simple.
Mga Opsyon sa Pag-configure
Posibleng gumamit ng mga gulong (gear) ng iba't ibang configuration sa planetary mechanism. Angkop na pamantayan na may mga tuwid na ngipin, helical, worm, chevron. Ang uri ng pakikipag-ugnayan ay hindi makakaapekto sa pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mekanismo ng planeta. Ang pangunahing bagay ay ang mga axes ng pag-ikot ng carrier at ang mga gitnang gulong ay nag-tutugma. Ngunit ang mga axes ng mga satellite ay maaaring matatagpuan sa iba pang mga eroplano (pagtawid, parallel, intersecting). Ang isang halimbawa ng crossed ay isang interwheel differential, kung saan ang mga gear ay conical. Ang isang halimbawa ng crossed ay isang self-locking differential na may worm gear (Torsen).
Mga simple at kumplikadong device
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang scheme ng planetary mechanism ay palaging may kasamang carrier at dalawang gitnang gulong. Maaaring mayroong anumang bilang ng mga satellite. Ito ang tinatawag na simple o elementary device. Sa ganitong mga mekanismo, ang mga disenyo ay maaaring maging tulad ng sumusunod: "SVS", "SVE", "EVE", kung saan:
- S ang araw.
- B - carrier.
- E ang sentro ng lindol.
Ang bawat naturang set ng mga gulong + satellite ay tinatawag na planetary gear set. Sa kasong ito, ang lahat ng mga gulong ay dapat paikutin sa parehong eroplano. Ang mga simpleng mekanismo ay single- at double-row. Ang mga ito ay bihirang ginagamit sa iba't ibang mga teknikal na aparato at makina. Isang halimbawamaaaring magsilbi bilang isang planetaryong mekanismo ng bisikleta. Ayon sa prinsipyong ito, gumagana ang manggas, salamat sa kung saan ang paggalaw ay isinasagawa. Ang disenyo nito ay nilikha ayon sa "SVE" scheme. Mga satellite sa hindi 4 na piraso. Sa kasong ito, ang araw ay mahigpit na nakakabit sa axis ng likurang gulong, at ang epicenter ay naitataas. Pinipilit itong paikutin ng isang siklista na pinindot ang mga pedal. Sa kasong ito, maaaring magbago ang bilis ng transmission, at samakatuwid ang bilis ng pag-ikot.
Mas madalas na makakahanap ka ng mga kumplikadong mekanismo ng planetary gear. Ang kanilang mga scheme ay maaaring ibang-iba, na depende sa kung ano ito o ang disenyo na iyon ay inilaan para sa. Bilang isang patakaran, ang mga kumplikadong mekanismo ay binubuo ng ilang mga simple, na nilikha ayon sa pangkalahatang tuntunin para sa isang planetary gear. Ang ganitong mga kumplikadong sistema ay dalawa, tatlo o apat na hilera. Sa teorya, posibleng gumawa ng mga istruktura na may malaking bilang ng mga row, ngunit sa pagsasagawa, hindi ito nangyayari.
Planar at spatial na device
Iniisip ng ilang tao na ang isang simpleng planetary gear ay dapat na flat. Ito ay bahagyang totoo lamang. Ang mga kumplikadong aparato ay maaari ding maging flat. Nangangahulugan ito na ang mga planetary gear, gaano man karami sa mga ito ang ginagamit sa device, ay nasa isa o sa parallel na eroplano. Ang mga spatial na mekanismo ay may mga planetary gear sa dalawa o higit pang mga eroplano. Sa kasong ito, ang mga gulong mismo ay maaaring mas maliit kaysa sa unang sagisag. Tandaan na ang flat planetary mechanism ay pareho sa spatial. Ang pagkakaiba ay nasa lugar lang na inookupahan ng device, ibig sabihin, sa pagiging compact.
Mga antas ng kalayaan
Ito ang pangalan ng koleksyonmga coordinate ng pag-ikot, na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang posisyon ng system sa espasyo sa isang naibigay na oras. Sa katunayan, ang bawat mekanismo ng planeta ay may hindi bababa sa dalawang antas ng kalayaan. Iyon ay, ang mga angular na bilis ng pag-ikot ng anumang link sa naturang mga aparato ay hindi magkakaugnay na magkakaugnay, tulad ng sa iba pang mga gears. Nagbibigay-daan ito sa iyo na makuha ang mga angular na bilis ng output na hindi pareho sa mga nasa input. Ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa pagkakaiba-iba ng koneksyon sa planetaryong mekanismo mayroong tatlong elemento sa anumang hilera, at ang natitira ay konektado dito nang linearly, sa pamamagitan ng alinman sa isang elemento ng hilera. Sa teorya, posible na lumikha ng mga planetary system na may tatlo o higit pang antas ng kalayaan. Ngunit sa pagsasagawa, hindi ito mapapatakbo.
Planetary Gear Ratio
Ito ang pinakamahalagang katangian ng rotational motion. Ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy kung gaano karaming beses ang sandali ng puwersa sa hinimok na baras ay nadagdagan kaugnay sa sandali ng pagmamaneho ng baras. Matutukoy mo ang ratio ng gear gamit ang mga formula:
i=d2/d1=Z2/Z1=M2/M1=W1/W2=n1/n2, kung saan:
- 1 - nangungunang link.
- 2 - link ng alipin.
- d1, d2 - mga diameter ng una at pangalawang link.
- Z1, Z2 - bilang ng mga ngipin.
- M1, M2 ay mga torque.
- W1 W2 - mga angular na bilis.
- n1 n2 - bilis.
Kaya, kapag ang ratio ng gear ay mas mataas kaysa sa isa sa driven shaft, tumataas ang moment of force, at bumababa ang frequency at angular velocity. Dapat itong palaging isaalang-alang kapag lumilikha ng isang disenyo, dahilnakadepende ang gear ratio sa mga planetary mechanism sa kung ilang ngipin ang mayroon ang mga gulong, at kung aling elemento ng row ang nangunguna.
Saklaw ng aplikasyon
Sa mundo ngayon, maraming iba't ibang makina. Marami sa kanila ang gumagana sa tulong ng mga planetary gear.
Ginagamit ang mga ito sa mga pagkakaiba-iba ng sasakyan, planetary gear, sa kinematic scheme ng mga kumplikadong machine tool, sa aircraft air engine gearbox, sa mga bisikleta, sa combine at tractor, sa mga tangke at iba pang kagamitang militar. Ayon sa mga prinsipyo ng planetary gear, maraming mga gearbox ang gumagana sa mga drive ng mga electric generator. Isaalang-alang ang isa pang ganoong sistema.
Planetary turning gear
Ginagamit ang disenyong ito sa ilang traktora, sinusubaybayang sasakyan at tangke. Ang isang simpleng diagram ng device ay ipinapakita sa figure sa ibaba.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mekanismo ng pag-ikot ng planeta ay ang mga sumusunod: ang carrier (posisyon 1) ay konektado sa brake drum (2) at ang drive wheel na matatagpuan sa caterpillar. Ang epicycle (6) ay konektado sa transmission shaft (posisyon 5). Ang araw (8) ay konektado sa clutch disc (3) at ang swing brake drum (4). Kapag naka-on ang locking clutch at naka-off ang band brakes, hindi iikot ang mga satellite. Sila ay magiging tulad ng mga lever, dahil sila ay konektado sa araw (8) at sa epicycle (6) sa pamamagitan ng mga ngipin. Samakatuwid, pinipilit nila ang mga ito at ang carrier na sabay-sabay na paikutin sa paligid ng isang karaniwang axis. Sa kasong ito, ang angular velocity ay pareho.
Kapag tinanggal ang lockup clutch at inilapat ang prenoang pagpihit ng araw ay magsisimulang huminto, at ang mga satelayt ay magsisimulang gumalaw sa kanilang mga palakol. Kaya, lumilikha sila ng sandali sa carrier at iniikot ang drive wheel ng caterpillar.
Magsuot
Sa mga tuntunin ng buhay ng serbisyo at pamamasa, sa mga linear na planetary system, ang pamamahagi ng load ay kapansin-pansin sa mga pangunahing bahagi.
Thermal at cyclic fatigue ay maaaring tumaas sa mga ito dahil sa limitadong pamamahagi ng load at ang katotohanan na ang mga planetary gear ay maaaring umikot nang mabilis sa kanilang mga palakol. Bukod dito, sa mataas na bilis at mga ratio ng gear ng planetary gear, ang mga puwersang sentripugal ay maaaring lubos na mapataas ang dami ng paggalaw. Dapat ding tandaan na habang bumababa ang katumpakan ng produksyon at tumataas ang bilang ng mga satellite, tumataas ang tendensya para sa imbalance.
Maaaring masira ang mga device na ito at ang kanilang mga system. Ang ilang mga disenyo ay magiging sensitibo sa kahit na maliliit na imbalances at maaaring mangailangan ng kalidad at mamahaling mga bahagi ng pagpupulong. Ang eksaktong lokasyon ng mga planetary pin sa paligid ng sun gear axis ay maaaring maging isang susi.
Iba pang planetary arrangement na tumutulong sa pagbalanse ng mga load ay kinabibilangan ng paggamit ng floating subassemblies o "soft" mounts upang panatilihing gumagalaw ang araw o epicenter hangga't maaari.
Mga Batayan ng synthesis ng mga planetary device
Kailangan ang kaalamang ito kapag nagdidisenyo at gumagawa ng mga bahagi ng makina. Ang konsepto ng "synthesis ng mga mekanismo ng planeta" ay upang kalkulahin ang bilang ng mga ngipinsa araw, epicenter at satellite. Sa kasong ito, dapat matugunan ang ilang kundisyon:
- Ang ratio ng gear ay dapat na katumbas ng itinakdang halaga.
- Dapat na tama ang pagkakaugnay ng mga ngipin sa gear.
- Kinakailangan upang matiyak ang pagkakahanay ng input shaft at output shaft.
- Kinakailangan ang kapitbahayan (hindi dapat makagambala ang mga satellite sa isa't isa).
Gayundin, kapag nagdidisenyo, kailangan mong isaalang-alang ang mga sukat ng istraktura sa hinaharap, ang bigat at kahusayan nito.
Kung ang gear ratio (n) ay ibinigay, ang bilang ng mga ngipin sa araw (S) at sa planetary gears (P) ay dapat matugunan ang equation:
n=S/P
Kung ipagpalagay namin na ang bilang ng mga ngipin sa epicenter ay maaga (A), kung gayon kapag naka-lock ang carrier, dapat na obserbahan ang pagkakapantay-pantay:
n=-S/A
Kung maayos ang epicenter, magiging totoo ang sumusunod na pagkakapantay-pantay:
n=1+ A/S
Ganito kinakalkula ang planetary mechanism.
Mga kalamangan at kawalan
May ilang uri ng transmission na matagumpay na ginagamit sa iba't ibang device. Ang planetary sa mga ito ay namumukod-tangi para sa mga sumusunod na pakinabang:
- Nagbibigay ng mas kaunting karga sa bawat ngipin ng mga gulong (kapwa sa araw, at sa sentro ng lindol, at mga satellite) dahil sa katotohanan na ang pagkarga sa mga ito ay mas pantay na ipinamamahagi. Ito ay may positibong epekto sa buhay ng serbisyo ng istraktura.
- Sa parehong kapangyarihan, ang planetary gear ay may mas maliit na sukat at bigat kaysa sa iba pang uri ng transmission.
- Kakayahang makamit ang mas matataas na ratio ng gear gamit angmas kaunting gulong.
- Tiyaking bawasan ang ingay.
Mga disadvantage ng planetary gears:
- Kailangan ng higit na katumpakan sa kanilang paggawa.
- Mababang kahusayan na may medyo malaking ratio ng gear.
