Планетарные механизмы появились на американских автомобилях в начале этого столетия. Их использование на легковых автомобилях и грузовиках малой грузоподъемности было обусловлено неоспоримым преимуществом: минимальные габариты по сравнению с обычными зубчатыми передачами. Вальные коробки передач со скользящими зубчатыми колесами на ранних этапах развития не имели синхронизаторов, и это требовало особой квалификации при переключении передач. Первые планетарные коробки передач имели только две
передачи, хотя имеется информация о том, что в 1906 году Кадиллак
использовал планетарный механизм, реализующий три передачи. Ранние
конструкции планетарных коробок передач имели ряд существенных
недостатков. Они были шумные, имели малую долговечность подшипников (в то
время для устанавливки шестерен на валы использовались подшипники
скольжения) и из-за перекосов вызванных их неравномерным износом
вибрировали при включении ленточных тормозов. Появление вальных коробок передач с передвижными каретками приводит, в конечном счете, к их большей популярности по сравнению с планетарным коробками, и, практически, к повсеместному их использованию на легковых автомобилях и грузовиках. Однако, на автомобиле Форд-T, планетарная коробка использовалась вплоть до 1928 года. Планетарные передачи были вновь использованы в 1930 году Bоrg-Warner в автоматической коробке передач «Дженерал Моторс» Hydra-Matic. Проведенный большой объем исследований, а также использование косозубых зацеплений, легированных сталей, термообработки металла и игольчатых подшипников устранили многие недостатки ранних конструкций планетарных передач. Планетарные передачи сегодня имеют широчайший диапазон использования в легковых автомобилях, грузовиках и гусеничной технике. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ Определим общие понятия, используемые при рассмотрении
зубчатых передач. Передаточное отношение механизма . Это отношение частоты вращения ведущего вала к частоте вращения ведомого вала. Понижающая передача . Передача, передаточное отношение которой по абсолютной величине больше 1. В этом случае крутящий момент на ведомом валу механизма больше момента на ведущем валу на величину передаточного отношения, а частота вращения ведомого вала на эту же величину меньше частоты вращения ведущего вала. Повышающая передача. Передача, передаточное отношение которой по абсолютной величине меньше 1. В этом случае крутящий момент на ведомом валу механизма меньше момента на ведущем валу на величину передаточного отношения, а частота вращения ведомого вала на эту же величину больше частоты вращения ведущего вала. Прямая передача
. Передача, передаточное отношение которой равно 1, т.е. крутящий момент и
частота вращения ведомого вала остаются равны частоте вращения и моменту
ведущего вала. УСТРОСТВО И СВОЙСТВА ПЛАНЕТАРНОГО РЯДА (МЕХАНИЗМА) Конструкции планетарных рядов достаточно разнообразны.
Познакомимся с устройством планетарного ряда на примере наиболее простого
и часто используемого (рис.1). Он состоит из малого центрального колеса
(солнца), которое находится в постоянном зацеплении с шестернями,
называемыми сателлитами. Сателлиты могут вращаться относительно осей,
установленных в водиле. Зубчатое колесо внутреннего зацепления, называемое
большим центральным колесом (эпициклом, короной), находится в постоянном
зацеплении с сателлитами и окружает всю конструкцию. Следует отметить, что
малое центральное колесо, водило и большое центральное колесо вращаются
относительно одной общей оси, в то время, как сателлиты планетарной
передачи вращаются относительно собственных осей и вместе с водилом
относительно общей оси. При этом следует отметить, что сателлиты
планетарной передачи являются составной частью
водила.
Название этого механизма происходит от сателлитов, которые подобно планетам, вращаются относительно своих осей и в то же время вокруг малого центрального колеса (солнца). Что же так привлекает конструкторов к планетарным механизмам? Здесь можно перечислить несколько пунктов: 1. Все элементы планетарной передачи вращаются относительно общей оси, что делает ее компактной. 2. Планетарные
передачи, не смотря на их компактные размеры, могут передавать большие
крутящие моменты по сравнению к другим типами передачи. Это объясняется
тем, что момент передается несколькими сателлитами планетарной передачи,
что позволяет значительно снизить контактные напряжения на поверхностях
зубьев при передаче момента. 3. Расположение элементов планетарного ряда позволяет относительно легко организовывать их систему управления (имеется в виду оборудование тормозами и блокировочными муфтами). 4. При удачном выборе кинематической схемы КПД таких передач имеет высокое значение Основным параметром, определяющим свойства планетарного ряда, является внутреннее передаточное отношение. В общем случае любой планетарный ряд характеризуется шестью внутренними передаточными отношениями. Однако, на практике обычно используется только одно, определяемое как отношение частоты вращения малого центрального к частоте вращения большого центрального колеса при остановленном водиле:
В зависимости от того, как вращаются центральные колеса при остановленном водиле, внутреннее передаточное отношение планетарного ряда может быть либо положительным, либо отрицательным. Если они вращаются в одном и том же направлении, то внутреннее передаточное отношение положительное, в противном случае оно отрицательное. Так для простого планетарного ряда, представленного на рис.1, центральные колеса при остановке водила будут вращаться в различных направлениях, и, следовательно, внутреннее передаточное отношение этого ряда — отрицательное. Все планетарные ряды в зависимости от знака внутреннего передаточного отношения, определенного при остановленном водиле, классифицируются на два класса: 1. Планетарные ряды с положительным внутренним передаточным отношением. 2. Планетарные ряды с отрицательным внутренним передаточным отношением. Как уже отмечалось, кинематических схем построения планетарных
рядов имеется достаточно большое количество.
Отличительной особенностью дифференциала является то, что он имеет центральные колеса одинакового размера, поэтому внутреннее передаточное отношение этого механизма равно -1. Минус, очевидно, означает, что дифференциал относится ко второму классу планетарных механизмов, т.е. при остановленном водиле центральные колеса вращаются в разные стороны. Рассмотрим другие типы планетарных рядов. На рисунке 3
представлены планетарные ряды, относящиеся к первому классу.
Примеры построения планетарных рядов, относящихся ко второму классу, представлены на рисунке 4.
Планетарные ряды, изображенные на рисунках 3а, 3в, 4б,
4в, построены с использованием двухвенцовых сателлитов. Как видно из приведенных примеров, планетарный ряд можно построить, используя только внутреннее зацепление (рис.3а), только внешнее зацепление (рис.3в и 4г), только конические передачи (рис.2 и 3в) или с использованием внутреннего и внешнего зацеплений (рис.3б, 4а, 4б). Уравнение, связывающее угловые скорости () трех основных звеньев любого планетарного ряда (не зависимо от схемы построения) выглядит следующим образом:
Вы спросите: «А как, все-таки, определить величину
внутреннего передаточного отношения планетарного ряда i12?».
Для планетарных рядов с двухвенцовыми сателлитами эта величина может быть определена следующим образом:
Таким образом, зная величину внутреннего передаточного
отношения, а для конкретного планетарного ряда она постоянна, и имея
зависимость, связывающую угловые скорости трех основных звеньев
планетарного ряда, можно определить свойства этого
механизма. 1. Свойство блокировки планетарного ряда. Нетрудно показать, что если угловые скорости двух
звеньев планетарного ряда равны, то и угловая скорость третьего звена
будет равна угловой скорости этих двух звеньев. Пусть, например, или т.е. угловые скорости всех звеньев в этом случае равны,
и планетарный ряд будет вращаться как одно целое тело. Аналогичный
результат можно получить и в двух других случаях, когда
2. Свойство работать в редукторном режиме. Рассмотрим это свойство на примере планетарного ряда
второго класса, т.е. с отрицательным внутренним передаточным отношением
(i Первый. Пусть большое
центральное колесо будет остановлено (
т.е. получаем редуктор, передаточное отношение которого на единицу больше внутреннего передаточного отношения самого планетарного ряда. Второй. Пусть большое центральное колесо будет ведущим звеном планетарного ряда, водило — ведомым звеном, а малое центральное колесо — остановлено, (=0) (рис.6б). Тогда после небольшого преобразования (1) получим: т.е. получаем редуктор, передаточное отношение которого близко к единице. 3. Свойство работать в режиме повышающей
передачи. Опять-таки,
рассмотрим это свойство на примере планетарного ряда второго класса, т.е.
с отрицательным внутренним передаточным отношением (i Первый. Пусть большое
центральное колесо будет остановлено (
Второй. Пусть большое
центральное колесо будет ведомым звеном планетарного ряда, водило —
ведущим звеном планетарного ряда, а малое центральное колесо — остановлено
( Анализ полученной зависимости показывает, что в этом случае будет получена повышающая передача с передаточным отношением близким к единице. 4. Свойство реверсивности. Использование этого свойства позволяет организовать
передачу заднего хода. Первый. Пусть большое
центральное колесо будет ведомым звеном планетарного ряда, водило —
остановлено (
Поскольку для планетарных механизмов второго класса внутреннее передаточное отношение отрицательное, то получаем редуктор с отрицательным передаточным отношением. Второй. Пусть
большое центральное колесо будет ведущим звеном планетарного ряда, водило
— остановлено ( Т.е. получаем мультипликатор с отрицательным
передаточным отношением (поскольку i По материалам сайта www.tahoe.ru
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Планетарные коробки передач
- Документация
- Планетарные коробки передач
Наличие товара уточняйте у менеджеров по телефонам +7 495 972-03-54, +7 495 972-83-69
Планетарной передачей называется шестеренный механизм, в котором хотя бы одна из шестерен (сателлит) имеет ось, вращающуюся вокруг центральной оси.
Образующим элементом такой передачи является планетарный ряд, состоящий из двух центральных соосных прямозубых шестерен разных диаметров, сателлитов, находящихся в постоянном зацеплении с ними и водила — держателя осей сателлитов, ось вращения которого совпадает с центральной осью. Между центральными звеньями планетарного ряда (к ним относятся центральные шестерни и водило) существуют кинематические и силовые связи, определяемые соотношением чисел зубьев центральных шестерен. Выбирая число планетарных рядов, соотношение чисел зубьев шестерен каждого из них и соединяя определенным способом центральные звенья, создают сложные схемы планетарных коробок передач (ПКП) с необходимым числом передач.
Управляются ПКГ1 остановочными ленточными или многодисковыми фрикционными тормозами и блокировочными многодисковыми муфтами, как правило, с гидравлическим поджатием. Переключение передач в большинстве случаев производится без остановки трактора, что в ряде случаев исключает необходимость применения в нем сцепления.
Подобная система у правления ПКП позволяет ее относительно легко автоматизировать.
ПКП по сравнению с КП с неподвижными осями валов отличаются более высоким КПД, меньшими габаритными размерами и массой, удобством управления, однако они сложнее в изготовлении и в эксплуатации, их стоимость выше.
Основным классификационным признаком ПКП является число степеней свободы. Наибольшее распространение нашли ПКП с двумя и с тремя степенями свободы.
Принципиальные схемы ПКП с двумя и с тремя степенями свободы. На рис. 4.6,а представлена схема ПКП с двумя степенями свободы. Для включения передачи необходимо воздействовать на один элемент управления (включить один тормоз Т или один фрикцион Ф). Для включения первой или второй передачи переднего хода необходимо соответственно включить тормоз Т1 или Т2. Третья (прямая) передача включается блокировочным фрикционом Фз, который блокирует все звенья ПКП (звенья ПКП вращаются как одно целое). Первая и вторая передачи заднего хода получаются соответственно включением тормоза T-1 и Т-2.
В данной схеме для получения пяти передач (трех переднего хода и двух заднего) используются четыре планетарных ряда и пять элементов управления (четыре тормоза и один фрикцион).
Изображенная на рис. 4.6,6 схема ПКП с тремя степенями свободы, содержит два планетарных ряда и четыре элемента управления и обеспечивает получение трех передач переднего хода и одной заднего. Для включения какой — либо передачи необходимо воздействовать сразу на два элемента управления (табл. 4.1), указанные знаком.
Вариант кинематической схемы составной ПКП, имеющей десять передач переднего хода и две заднего, показан на рис. 4.7.
Схема включает четыре планетарных ряда. Планетарный ряд 1 с тормозом Т1 и блокировочным фрикционом Ф1 представляет собой входной двухскоростной редуктор с прямой передачей (ПКП с двумя степенями свободы). Планетарные ряды II, III и IV составляют ПКП с тремя степенями свободы, обеспечивающую получение пяти передач переднего хода и одной заднего.
Включение любой передачи осуществляется одновременным включением трех управляющих механизмов — тормозов Т и фрикционов Ф. В табл. 4.2 включаемые элементы управления указаны знаком»+».
Рис. 4.6. Схемы планетарных КП: а — с двумя степенями свободы; б- с тремя степенями свободы
Вариант кинематической схемы составной ПКП, имеющей десять передач переднего хода и две заднего, показан на рис. 4.7.
Схема включает четыре планетарных ряда. Планетарный ряд / с тормозом ТI и блокировочным фрикционом Ф/ представляет собой входной двухскоростной редуктор с прямой передачей (ПКП с двумя степенями свободы). Планетарные ряды //, III и IVсоставляют ПКП с тремя степенями свободы, обеспечивающую получение пяти передач переднего хода и одной заднего. Включение любой передачи осуществляется одновременным включением трех управляющих механизмов — тормозов Т и фрикционов Ф. В табл. 4.2 включаемые элементы управления указаны знаком
Планетарная зубчатая передача — Rohloff AG
Планетарная трансмиссионная система (или планетарная система, как она также известна) обычно состоит из центральной солнечной шестерни, зубчатого венца и нескольких планетарных шестерен, которые вращаются между ними.
Эта концепция сборки объясняет термин планетарная передача, поскольку планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни, как в астрономическом смысле планеты вращаются вокруг нашего солнца.
Преимущество планетарной передачи определяется распределением нагрузки между несколькими планетарными шестернями. Таким образом, можно передавать высокие крутящие моменты, используя компактную конструкцию.
Узел шестерни 1 и узел шестерни 2 Rohloff SPEEDHUB 500/14 имеют две выбираемые солнечные шестерни. Первая ступень ступенчатой планетарной шестерни входит в зацепление с солнечной шестерней №1. Вторая ступень шестерни входит в зацепление с солнечной шестерней №2. При соединении солнечной шестерни 1 или 2 с осью или при соединении солнечной шестерни 1 с зубчатым венцом возможны три варианта передаточного числа для каждого зубчатого колеса в сборе.
Пример шестерни в сборе (1) и (2)
При выборе прямой передачи в сборке шестерни (1) или (2) солнечная шестерня 1 соединяется с зубчатым венцом в сборке шестерни (1) или шестерни в сборе (2) ) соответственно.
Солнечная шестерня 1 и зубчатый венец затем вращаются вместе с одинаковой скоростью. Ступенчатые планетарные шестерни не раскручиваются. Таким образом, передаточное число составляет 1:1.
Шестерня в сборе (3) требует прямой передачи по тому же принципу. Солнечная шестерня 3 и зубчатый венец 3 соединены напрямую.
Пример узла шестерни #1
Входной сигнал от узла шестерни (1) передается через зубчатый венец. Когда солнечная шестерня 1 соединена с осью, первая ступень ступенчатой планетарной шестерни проходит между неподвижной солнечной шестерней 1 и вращающимся зубчатым венцом. Один оборот зубчатого венца (зеленая стрелка) соответствует 0,682 оборота водила планетарной передачи (красная стрелка).
Пример узла шестерни № 2
В этом случае узла шестерни № 2 вход передается через водило планетарной передачи, а выход передается через зубчатый венец. Таким образом, соотношение вращения меняется на противоположное по сравнению с шестерней в сборе №1.
Водило планетарной передачи (красная стрелка) совершает 0,682 полного оборота, что приводит к одному полному обороту зубчатого венца (зеленая стрелка), когда солнечная шестерня №1 соединена с осью.
Пример узла шестерни № 1
Входной сигнал от узла шестерни № 1 передается через зубчатый венец. Когда солнечная шестерня № 2 соединена с осью, ступенчатые планетарные шестерни вынуждены вращаться вокруг неподвижной солнечной шестерни на своем втором шаге шестерни. Первая ступень шестерни переходит в зубчатый венец. Один полный оборот зубчатого венца (зеленая стрелка) соответствует 0,774 оборота водила планетарной передачи (красная стрелка). Солнечная шестерня № 1 переносится вперед без какой-либо функции, так как она приводится в движение первой ступенью вращающихся планетарных шестерен.
Пример узла шестерни № 2
С шестерней в сборе № 2 входной привод передается через водило планетарной передачи. Выход передается через зубчатый венец. Таким образом, соотношение вращения меняется на обратное, в отличие от шестерни в сборе №1.
Водило планетарной передачи (зеленая стрелка) совершает 0,774 полного оборота, что приводит к одному полному обороту зубчатого венца (красная стрелка), когда солнечная шестерня № 2 соединена с осью.
Что такое планетарная передача и как она работает? – Engineerine
Источник: Lesics/YouTubeИ если вы являетесь опытным домашним механиком, есть некоторые аспекты вашего автомобиля, которые, скорее всего, вызовут у вас проблемы. Они либо слишком труднодоступны, либо слишком сложны, чтобы поместиться в вашем гараже. Трансмиссии попали в эту группу, поскольку они представляют собой сложные компоненты различных внутренних движущихся частей, которые должны быть точно расположены для правильной работы.
Одно дело перестать обслуживать коробку передач дома, но шестерни и внутреннее устройство современных коробок передач слишком увлекательны, чтобы их игнорировать. Планетарные передачи попадают в эту группу, и поскольку технология существует уже тысячи лет, интересно представить, как они отключаются в самых последних автоматических коробках передач.
Что такое планетарные передачи? Как они влияют на ваши ежедневные поездки? В этой статье мы заложили основу для изучения вами основ планетарных передач и трансмиссий в целом. Давайте начнем эту вечеринку.
Содержание
Вы упомянули тысячи лет. Когда именно была изобретена планетарная передача?
Планетарные передачи, также известные как планетарные передачи, были изобретены греками около 2000 лет назад, чтобы помочь в предсказании движения планет в Солнечной системе. Самое простое объяснение того, как они придумали шестерню, заключается в том, что планетарные шестерни состоят из центральной ведущей шестерни (то есть солнца) и нескольких «планетарных» шестерен, которые вращаются вокруг него. И центральная, и планетарная шестерни окружены зубчатым венцом.
В автомобильном мире первые планетарные передачи были установлены в начале 1900-х годов на автомобиле Wilson-Pilcher, собранном в Соединенном Королевстве. В 1908 году Ford Model T использовал планетарные передачи в своей двухступенчатой механической коробке передач.
Продвинувшись на несколько десятилетий вперед, в 1937 году Oldsmobile представила «Автоматическую безопасную трансмиссию», в которой использовались планетарные шестерни для переключения между высокими и низкими передачами, а сцепление использовалось только для трогания с места.
Какова роль планетарных передач?
Планетарные редукторы используются для двигателей внутреннего сгорания, электродвигателей или гидравлических двигателей из-за их надежности, производительности и способности выдерживать нагрузки с высоким крутящим моментом. Как было сказано ранее, центральная «солнечная» шестерня обычно является входной шестерней. Две или три планетарные шестерни вращаются вокруг него внутри внешнего зубчатого венца и прикреплены к выходному валу водилой.
Когда солнечная шестерня вращается, а планетарные шестерни остаются на месте, это пример того, как это будет работать. Планетарные шестерни вращаются вокруг внутренней части кольца, когда вращается солнечная шестерня.
Это движение заставляет выходной вал вращаться в противоположном направлении.
Вам нужна помощь в визуализации? Это клип планетарной передачи в действии.
Где найти планетарные передачи?
Планетарные передачи обычно используются в условиях ограниченного пространства, и они меньше, чем другие типы редукторов. Они также являются основой гидравлической планетарной автоматической трансмиссии, которая является наиболее распространенной формой автоматической трансмиссии. Планетарные передачи используются в большинстве современных автоматических трансмиссий в автомобильной промышленности.
Планетарные передачи также используются в шнеках и ветряных турбинах, а также в механизмах привода вертолетов и авиационных двигателей.
Планетарные передачи также распространены в промышленном оборудовании, где они используются в управляемых роботах, станках для лазерной резки и даже в больничных операционных столах. Также есть большая вероятность, что мясо для сэндвичей в вашем холодильнике было нарезано на слайсере с планетарной передачей.
Планетарные передачи используются в легковых автомобилях с автоматическими коробками передач, имеется в виду бабушкин Бьюик, как и шумный соседский 1995 Форд Мустанг V6, есть они.
Источник: ФордПланетарные передачи в бесступенчатой трансмиссии?
В то время как стандартные автоматические и механические коробки передач имеют заданное передаточное число, бесступенчатая трансмиссия (CVT) использует два конусообразных шкива, связанных ремнем. Бесступенчатые трансмиссии используются для повышения эффективности использования топлива и предназначены для поддержания двигателя в наиболее эффективном и оптимальном диапазоне передачи мощности.
Однако существуют модели вариаторов, в которых используются планетарные передачи.
Эти трансмиссии, такие как планетарные вариаторы или планетарные вариаторы, используют планетарные шестерни для передачи крутящего момента. В конце 19В 90-х Toyota использовала один в Prius.
Какая связь между планетарной передачей и портальными осями?
Портальные оси используются для увеличения дорожного просвета, что позволяет использовать зубчатую передачу, снижающую перепад давления. Портальные мосты используются в таких транспортных средствах, как грузовик Mercedes-AMG G63 6×6 и Mercedes-Benz Unimog. В этих приложениях используется планетарный (планетарный) редуктор, позволяющий полуосям вращаться быстрее, чем колесам.
Это уменьшает количество крутящего момента, используемого для производства той же мощности. В таких автомобилях, как Unimog и G63, большие колеса и шины по-прежнему имеют большую часть необходимого дорожного просвета, поэтому портальные оси имеют несколько иное назначение.
Планетарные передачи Часто задаваемые вопросы
В: Как узнать, есть ли в моем автомобиле планетарные передачи?
A: Планетарные передачи, скорее всего, будут использоваться в новых автомобилях с автоматической коробкой передач.
Если вы полны решимости выяснить это, обратитесь к руководству по ремонту вашего автомобиля, позвоните в сервисный отдел дилера или воспользуйтесь всезнающей панелью поиска, на которую мы все привыкли полагаться.
В: Стоят ли планетарные передачи дороже, чем другие типы?
О: Да, в общем. Они дороже, чем другие формы передачи, потому что они сложнее и имеют больше компонентов.
В: Нужно ли смазывать планетарные передачи?
А: Конечно. Планетарные передачи, как и любая другая передача или механическая часть вашего автомобиля, требуют смазки для плавной работы и предотвращения повреждений или износа. Трансмиссии, как и все другие аспекты автомобиля, включают плановое техническое обслуживание и обновление, которое может включать в себя небольшие задачи, такие как замена жидкости. Шестерни внутри трансмиссии со временем изнашиваются, что приводит к скольжению или странным звукам, поэтому очень важно следить за смазкой и плановым обслуживанием и устранять проблемы как можно скорее.
