Планетарные шестерни: Шестерни для планетарного редуктора | ZUBIX

Структура планетарных передач

Планетарные передачи также называются планетарными зубчатыми передачами. Они содержат входной и выходной валы, расположенные соосно. Они состоят из нескольких зубчатых колес, расположенных вокруг центральной шестерни. Поскольку такое расположение напоминает планеты, вращающиеся вокруг Солнца, центральное колесо также называют солнечной шестерней, а окружающие — планетарными шестернями. Они расположены внутри внешнего зубчатого венца. Солнечная шестерня приводится в движение двигателем и передает свое движение окружающим планетарным шестерням, которые вращаются вокруг окружающего зубчатого венца и, таким образом, равномерно вращаются вокруг солнечной шестерни. Планетарные шестерни установлены на шарнирном водиле, соединенном с выходным валом. Частота вращения на выходе ниже, чем у привода, а крутящий момент на выходе выше обратно пропорционально.

Планетарные передачи обычно представляют собой комбинацию нескольких зубчатых колес, вращающихся внутри и позади друг друга, на основе этой простой базовой формы. Несколько простых планетарных редукторов можно объединить в составной редуктор. Это позволяет переключателю передач втулки велосипеда иметь более трех скоростей, обычно достигаемых с помощью простого набора передач.

Режимы работы планетарных передач

Планетарная передача, как правило, состоит из трех валов – солнечной шестерни, водила и внешнего зубчатого венца. Однако часто движение одного из валов останавливается, так что вход и выход приходятся на другие валы. Какой вал или колесо удерживается, что служит входом, а что выходом, зависит от конструктивных задач. В некоторых случаях применяют и трехвальный режим, при котором либо два вала являются ведущими, а один ведущим (суммирующие передачи), либо наоборот (распределительные передачи).

Планетарные передачи в двухвальном режиме

В принципе, когда дело доходит до выбора двух из трех используемых валов и переключения между ведущим и ведомым валами, существует шесть возможных комбинаций. В двухвальном режиме различают постоянную передачу и вращающуюся передачу. При стоячей передаче валы солнечной шестерни и наружного кольца находятся в движении. Водило планетарной системы неподвижно и либо закреплено на корпусе, либо останавливается тормозом. Солнечная шестерня входит в зацепление с несколькими планетарными шестернями, которые совместно передают усилие на внешнее кольцо.

В револьверной передаче внешний зубчатый венец неподвижен и образует раму. Солнечная шестерня и вал водила образуют вход и выход. Этот режим работы обеспечивает более высокие передаточные числа, чем при постоянной передаче, поэтому большинство промышленных планетарных передач имеют такую ​​конструкцию.

Планетарные передачи в трехвальном режиме

В трехвальном режиме планетарная передача работает как суммирующая или распределительная передача. Распределительный механизм имеет один ведущий вал и два ведомых вала. Передаточное число двух выходных валов должно быть определено. Классическим применением является распределение мощности на два колеса в ведущем мосту автомобиля (дифференциалы при переднем приводе). В полноприводных автомобилях два межосевых дифференциала дополняются межосевым дифференциалом. В гибридных электромобилях мощность двигателя распределяется на колеса и электрогенератор. Суммирующие коробки передач также используются в гибридных автомобилях для объединения мощности двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя (параллельный гибрид).

Преимущества планетарных редукторов

• Высокий КПД
• Компактная конструкция
• Высокая удельная мощность

Планетарные редукторы отличаются высоким КПД; они также демонстрируют высокую удельную мощность по сравнению с другими типами передач благодаря своей компактной конструкции. Использование внешнего зубчатого венца, в частности, уменьшает как объем, так и массу этого типа зубчатого колеса. Он также обеспечивает передачу высокого крутящего момента на небольшом строительном пространстве благодаря использованию нескольких комбинаций параллельных зубьев с несколькими вращающимися колесами. Поскольку крутящий момент распределяется по нескольким зубчатым колесам, усилия на зубья меньше, чем в других типах передач. При этом не требуется никакой синхронизации, а значит, можно переключать передачи, не прерывая тяги. Поскольку все зубчатые колеса постоянно зацепляются друг с другом, планетарная передача работает с низким уровнем шума.

Недостатки планетарных передач

• Сложная конструкция
• Более высокая рассеиваемая мощность, чем у цилиндрических шестерен
• Сложные подшипники

Недостатками планетарных передач по сравнению с планетарными передачами являются их сложная конструкция и более высокая мощность. Поскольку мощность передается как минимум через два зацепленных зуба, рассеиваемая мощность вдвое больше, чем у простого цилиндрического зубчатого колеса. Кроме того, для этого типа передачи требуются сложные подшипники, особенно если ее предполагается использовать в качестве трехвальной передачи.

Планетарные редукторы Harmonic Drive®

Компактные и точные планетарные редукторы Harmonic были разработаны для удовлетворения высоких требований к точности вплоть до диапазона передаточного числа менее 45:1. Планетарные передачи от Harmonic Drive AG отличаются непревзойденной компактностью, отсутствием увеличения люфта в течение всего срока службы и превосходной точностью повторения в диапазоне ±20 угловых секунд.

Типы прямозубых и планетарных (эпициклических) передач

Precision Microdrives предлагает два типа высококачественных мотор-редукторов постоянного тока: цилиндрические и планетарные зубчатые передачи. На этапе проектирования проектировщик должен выбрать тип мотор-редуктора постоянного тока, который лучше всего подходит для конкретного применения. Из-за физического расположения и конструкции зубчатых передач каждый тип имеет свои собственные критерии проектирования.

Изготовленный, как правило, из стали или латуни, цилиндрический мотор-редуктор состоит из прямозубых шестерен, соединяющих параллельные валы. Такое расположение шестерен обеспечивает высокий крутящий момент при низкой скорости. В зависимости от требований проектировщик должен учитывать:

Размер шестерен

Количество зубьев на каждой шестерне, в частности, передаточные числа для выходного крутящего момента и скорости вала.

В чем разница между цилиндрическими и планетарными мотор-редукторами?

Цилиндрические редукторы обычно имеют цилиндрическую форму, форм-фактор аналогичен двигателю, к которому они прикреплены, хотя они могут быть и другой формы. Используйте редукторы с прямыми зубьями на низких скоростях. Шестерни, изготовленные из стали, создают шум при вращении и столкновении их зубьев. Это повторяющееся столкновение может повредить зубья шестерен. Вам следует принять меры предосторожности. Если постоянно подвергать нагрузке только один из зубьев шестерни, это может привести к поломке. Другим недостатком является то, что прямозубая шестерня проскальзывает и не передает крутящий момент на объект срабатывания. С производственной точки зрения двигатель с прямозубым редуктором имеет более низкую себестоимость производства (по сравнению с планетарными редукторами), поскольку для него требуется меньше шестерен и требуется более простой производственный процесс. Компания Precision Microdrives предлагает ряд прямозубых мотор-редукторов, отвечающих вашим требованиям.

Как конструктор, вы также можете рассмотреть планетарные мотор-редукторы. Они бывают разных уровней мощности и размеров, чтобы соответствовать потребностям вашего приложения. Планетарные мотор-редукторы, обычно цилиндрической формы, изготавливаются из стали, латуни и пластмассы. С помощью планетарных передач легко получить очень низкую передачу в небольшом пространстве. Они имеют большую площадь зацепления поверхности зуба. Таким образом, вы можете получить большую передачу мощности, не беспокоясь о зачистке шестерен.

Планетарная передача состоит из нескольких планетарных шестерен, солнечной шестерни и внешней шестерни или кольца. Он также состоит из подвижного рычага или водила, удерживающего планетарные шестерни. Водило вместе с планетарными шестернями вращается вокруг солнечной шестерни. В зубчатой ​​передаче внешняя шестерня или кольцо вращаются вместе с планетарными шестернями. В планетарной системе передач оси шестерен обычно параллельны друг другу и концентричны. К недостаткам можно отнести высокую нагрузку на подшипник, труднодоступность и сложность конструкции. Однако преимущества планетарных передач перед параллельными осями заключаются в компактных размерах, более высоком КПД и низком уровне шума. Сама зубчатая передача имеет более высокий уровень жесткости, а также равномерное распределение массы, что делает ее очень стабильной. В планетарных передачах нагрузка распределяется между двумя и более зубьями.

Компания Precision Microdrives производит высококачественные планетарные мотор-редукторы с низким уровнем шума, высоким крутящим моментом, длительным сроком службы и высокой эффективностью.

Пример приложения 1:

Вопрос: Какой тип мотор-редуктора постоянного тока следует использовать для приложения, которое перемещает объект между двумя состояниями, например запертая/разблокированная защелка и почему?

Ответ: Цилиндрические мотор-редукторы постоянного тока очень просты и малошумны. Поскольку преимущества планетарного редуктора (см. ниже) не являются существенными, можно выбрать двигатель с цилиндрическим редуктором с более высоким КПД.

Пример приложения 2:

Вопрос: Какой тип мотор-редуктора постоянного тока следует использовать для кухонного или медицинского оборудования?

Ответ: Это может быть связано с конкретным устройством, вероятно, приведение в действие кухонного прибора или медицинского оборудования может иметь привод, и это пространство ограничено.