Устройство планетарного механизма: устройство, принцип работы и особенности

Содержание

Механизм планетарной передачи и чертеж

Кроме обычных зубчатых передач, рассмотренных выше, на тракторах часто применяется планетарная передача, которая получила такое название потому, что ее детали перемещаются относительно друг друга аналогично движению планет вокруг солнца.

Устройство

Простейшая планетарная передача состоит из следующих главных частей:

Центральную — солнечную шестерню
Наружную — коронную шестерню
Сателлиты — спутники, вращающиеся вокруг центральной солнечной шестерни
Водило.

Коронная шестерня содержит внутренний зубчатый венец — корону и соединяется с валом, опирающимся на подшипники. Солнечная шестерня с наружными зубьями закреплена на целом или полом валу, также опирающемся на подшипники. На чертеже представлена такая передача.

1 — ведущий вал; 2 — коронная шестерня; 3 — сателлит; 4 — водило; 5 — солнечная шестерня; 6 — тормоз солнечной шестерни; 7 — ведомый вал; 8 — муфта сцепления.

Сателлиты входят одновременно в зацепление с коронной и солнечной шестернями и свободно вращаются в подшипниках на осях, закрепленных во фланце, который называется водилом. Водило планетарной передачи соединяется с ведомым валом. Такая планетарная передача работает разными способами.

Рабочий процесс

Если вращать коронную шестерню, соединенную с ведущим валом, при свободно вращающейся на подшипниках солнечной шестерне, то водило, соединенное с ведомым валом, не будет вращаться. В этом случае сателлиты будут передавать вращение солнечной шестерне в обратном направлении с передаточным числом, которое зависит от соотношения диаметров сцепленных шестерен.

В случае если солнечную шестерню затормозить, то при вращении коронной шестерни, сателлиты, обкатываясь по неподвижной солнечной шестерне, будут вести за собой водило, вращая ведомый вал с необходимым передаточным числом.

Если же жестко соединить между собой солнечную шестерню и водило, например, при помощи муфты сцепления, планетарный механизм будет замкнут — заблокирован и начнет вращаться, как одно целое. При этом число оборотов ведущего и ведомого валов будет одинаковым, передаточное число равно 1,0.

Включать и выключать такую передачу можно без прекращения вращения коронной шестерни и ведущего вала.

Возможны и другие случаи использования планетарной передачи, когда ведущая часть — солнечная шестерня, а ведомая — коронная.

Рассмотренная простейшая планетарная передача, у которой сателлиты одновременно входят в зацепление с солнечной и коронной шестернями, носит название передачи с внешним и внутренним зацеплением.

Механизм передачи с внешним зацеплением

Такая передача снабжается двойными сателлитами, которые входят в зацепление только с двумя солнечными шестернями, одна соединяется с ведущим валом, а вторая — с ведомым.

Главные достоинства:

универсальность использования
малые размеры и вес при получении больших передаточных чисел
возможность изменения передаточных чисел без остановки ведущего и ведомого валов, на ходу трактора
большой срок службы, так как все шестерни в постоянном зацеплении друг с другом и работают в масле.

Для остановки планетарной передачи используют ленточные тормоза, а для соединения частей друг с другом, блокирования — дисковые муфты сцепления.

Планетарные механизмы из-за преимуществ начинают шире применять на тракторах для изменения передаточных чисел силовой передачи на ходу при помощи увеличителя крутящего момента, для поворота гусеничного трактора и в механизме независимого привода вала отбора мощности.

Планетарные зубчатые передачи.

Планетарные зубчатые передачи

Общие сведения о планетарных передачах

Планетарными называют передачи, имеющие зубчатые колеса с подвижными осями. Отличительной особенностью механизмов, включающих планетарную передачу (или передачи), является наличие двух или более степеней свободы. При этом угловая скорость любого звена передачи определяется угловыми скоростями остальных звеньев.

Наибольшее распространение получила простая одинарная планетарная передача (рис. 1), которая состоит из центрального колеса 1 с наружными зубьями, неподвижного центрального колеса 3 с внутренними зубьями; сателлитов 2 – колес с наружными зубьями, зацепляющихся одновременно с колесами 1 и 3 (на рис. 1 число сателлитов с = 3), и водила Н, на котором закреплены оси сателлитов. Водило соединено с тихоходным валом. В планетарной передаче одно колесо неподвижно (соединено с корпусом). Обычно внешнее центральное колесо с внутренними зубьями называют коронным (

коронная шестерня или эпицикл), а внутреннее колесо с внешними зубьями – солнечным колесом (солнечная шестерня или солнце).

При неподвижном колесе 3 вращение колеса 1 вызывает вращение сателлитов 2 относительно собственных осей, а обкатывание сателлитов по колесу 3 перемещает их оси и вращает водило Н. Сателлиты таким образом совершают вращение относительно водила и вместе с водилом вокруг центральной оси, с. е. совершают движение, подобное движению планет. Поэтому такие передачи и называют планетарными.

При неподвижном колесе 3 движение передают чаще всего от колеса 1 к водилу Н, можно передавать движение от водила Н к колесу 1.

В планетарных передачах применяют не только цилиндрические, но и конические колеса с прямым или косым зубом.

Если в планетарной передаче сделать подвижными все звенья, т. е. оба колеса и водило, то такую передачу называют дифференциальной.
С помощью дифференциального механизма можно суммировать движение двух звеньев на одном или раскладывать движение одного звена на два других. Например, в дифференциале заднего моста автомобиля движение от водила Н передают одновременно колесам 1 и 3, что позволяет при повороте одному колесу вращаться быстрее другого.

***

Разновидности планетарных передач

Существует много различных типов и конструкций планетарных передач. Наиболее широко в машиностроении применяют однорядную планетарную передачу, схема которой показана на рисунке 1. Эта передача конструктивно проста, имеет малые габариты. Находит применение в силовых и вспомогательных приводах. КПД планетарной передачи η =

0,96…0,98 при передаточных числах u = 3…8.

Планетарные механизмы, в составе которых присутствуют одна или несколько планетарных передач подразделяются на однорядные, двухрядные и многорядные. Каждый набор из центральных зубчатых колёс и сателлитов, вращающихся в одной плоскости, образует так называемый планетарный ряд. Простой планетарный механизм с набором одновенцовых сателлитов является однорядным. Простые планетарные механизмы с двухвенцовыми сателлитами являются двухрядными. Сложные планетарные механизмы могут быть двух, трёх, четырёх и даже пятирядными.

Для получения больших передаточных чисел в силовых приводах применяют многоступенчатые планетарные передачи. На рис. 2,а планетарная передача составлена из двух последовательно соединенных однорядных планетарных передач. В этом случае суммарное передаточное число u = u

1×u₂ ≤ 64, а КПД равен η = η₁×η₂ = 0,92…0,96.

На рисунке 2, б показана схема планетарной передачи с двухрядным (двухвенцовым) сателлитом, для которой при передаче движения от колеса 1 к водилу Н при n₄ = 0 передаточное число определяется из зависимостей:

u = n₁/n_Н = 1 + z₂z₄/(z₁z₃).

В этой передаче u = 3…19 при КПД η = 0,95…0,97.

Как упоминалось выше, планетарные передачи, у которых все звенья подвижны, называют дифференциальными или просто дифференциалами.

Неизбежные погрешности изготовления приводят к неравномерному распределению нагрузки между сателлитами. Для выравнивания нагрузки в передачах с тремя сателлитами одно из центральных колес выполняют самоустанавливающимся в радиальном направлении (не имеющим радиальных опор).

Для самоустановки сателлитов по неподвижному центральному колесу применяют сферические подшипники качения.
Высокие требования предъявляются к прочности и жесткости водила, при этом его масса должна быть минимальной. Обычно водила выполняют литыми или сварными.

***

Достоинства и недостатки планетарных передач

Основными достоинствами планетарных передач являются:

малые габариты и масса вследствие передачи мощности по нескольким потокам, численно равным количеству сателлитов. При этом нагрузка в каждом зацеплении уменьшается в несколько раз;
удобство компоновки в машинах благодаря соосности ведущего и ведомого валов;
работа с меньшим шумом, чем в обычных зубчатых передачах, что обусловлено меньшими размерами колес и замыканием сил в механизме. При симметричном расположении сателлитов силы в передаче взаимно уравновешиваются;
малые нагрузки на валы и опоры, что упрощает конструкцию опор и снижает потери в них;

возможность получения больших передаточных чисел при небольшом числе зубчатых колес и малых габаритах передачи.

Не лишены планетарные передачи и недостатков:

повышенные требования к точности изготовления и монтажа передачи;
большее количество деталей, в т. ч. подшипников, и более сложная сборка.

***

Область применения планетарных передач

Планетарные передачи применяют как редукторы в силовых передачах и приборах, в коробках передач автомобилей и другой самоходной техники, при этом передаточное число такой КПП может изменяться путем поочередного торможения различных звеньев (например, водила или одного из колес), в дифференциалах автомобилей, тракторов и т. п.

Широкое применение планетарные передачи нашли в автоматических коробках передач автомобилей благодаря удобству управления передаточными числами (переключением передач) и компактности. Можно встретить планетарные передачи и в механизмах привода ведущих колес современных велосипедов. Часто применяют планетарную передачу, совмещенную с электродвигателем (мотор-редуктор, мотор-колесо).

***

Передаточное число планетарных передач

При определение передаточного числа планетарной передачи используют метод остановки водила (метод Виллиса).
По этому методу всей планетарной передаче мысленно сообщается дополнительное вращение с частотой вращения водила n_Н, но в обратном направлении. При этом водило как бы останавливается, а закрепленное колесо освобождается. Получается так называемый обращенный механизм, представляющий собой обычную непланетарную передачу, в которой геометрические оси всех колес неподвижны. Сателлиты при этом становятся промежуточными (паразитными) колесами, т. е. колесами, не влияющими на передаточное число всего механизма.

Передаточное число в обращенном механизме определяется как в духступенчатой передаче с одним внешним и вторым внутренним зацеплением.

Здесь существенное значение имеет знак передаточного числа. Передаточное число считают положительным, если в обращенном механизме ведущее и ведомое звенья вращаются в одну сторону, и отрицательным, если в разные стороны. Так, для обращенного механизма передачи по рис. 1 имеем:

u = u₁×u₂ = (-n₁/n₂)×(-n₂/-n₃) = (-z₂/z₁)×(z₃/z₂) = — z₃/z₁,

где z – числа зубьев колес.

В рассматриваемом обращенном механизме знак минус показывает, что колеса 2 и 3 вращаются в обратную сторону по отношению к колесу

В качестве примера определим передаточное число для планетарной передачи, изображенной на рис. 1, при передаче движения от колеса 1 к водилу Н. Мысленная остановка водила в этой передаче равноценна вычитанию его частоты n_Н из частоты вращения колес.
Тогда для обращенного механизма этой передачи имеем:

u’ = (n₁ – n₂)/(n₃ – n_Н) = — z₃/z₁,

где (n₁ – n_Н) и (n₃ – n_Н) – частоты вращения колес 1 и 3 относительно водила Н;
z₁ и z₃ – числа зубьев колес 1 и 3.

Для планетарной передачи, у которой колесо 3 закреплено в корпусе неподвижно (n₃ = 0), колесо

1 является ведущим, а водило Н – ведомым.
Тогда получим передаточное число такой передачи:

(n₁ – n_Н)/(- n_Н) = — z₃/z₁;
— n₁/n_Н+ 1 = -z₃/z₁

или

u = n₁/n_Н= 1 + z₃/z₁.

***

Подбор чисел зубьев планетарных передач

В отличие от обычных зубчатых передач расчет планетарных начинают с подбора чисел зубьев на колесах и сателлитах. Рассмотрим последовательность подбора чисел зубьев на примере планетарной передачи, изображенной на рис. 1.

Число зубьев z₁ центральной шестерни 1 задают из условия неподрезания ножки зуба: z₁ ≥ 17. Принимают z₁ = 24 при Н ≤ 350 НВ; z₁ = 21 при Н ≤ 52 HRC и z₁ = 17 при

Н > 52 HRC.

Число зубьев неподвижного центрального колеса 3 определяют по заданному передаточному числу u:

z₃ = z₁(u – 1).

Число зубьев z₂ сателлита 2 вычисляют из условия соосности, в соответствии которым межосевые расстояния a_w зубчатых пар с внешним и внутренним зацеплением должны быть равны.
Из рис. 1 для немодифицированной прямозубой передачи:

a_w = 0,5(d₁ + d₂) = 0,5(d₃ – d₂), (1)

где d = mz — делительные диаметры колес.

Так как модули зацеплений планетарной передачи одинаковые, то формула (1) принимает вид:

z₂ = 0,5(z₃ – z₁).

Полученные числа зубьев z₁, z₂, и z₃ проверяют по условиям сборки и соседства.

Условие сборки требует, чтобы во всех зацеплениях центральных колес с сателлитами имело место совпадение зубьев со впадинами, в противном случае собрать передачу будет невозможно. Установлено, что при симметричном расположении сателлитов условие сборки удовлетворяется, когда сумма зубьев центральных колес (z₁ + z₃) кратна числу сателлитов с = 2…6 (обычно с = 3), т. е. должно соблюдаться условие:

(z₁ + z₃)/c = целое число.

Условие соседства требует, чтобы сателлиты не задевали зубьями друг друга. Для этого необходимо, чтобы сумма радиусов вершин зубьев соседних сателлитов, равная d_a2 = m(z₂ + 2) , была меньше расстояния l между их осями (рис. 1), т. е.:

d_a2 < l = 2a_w sin (180˚/c), (2)

где a_w = 0,5m(z₁ + z₂) – межосевое расстояние.

Из формулы (2) следует, что условие соседства удовлетворяется, когда

z₂ + 2 (z₁ + z₂) sin (180˚/c). (3)

***

Расчет на прочность планетарных передач

Расчет на прочность зубчатых передач планетарного типа ведут по методике, применяемой для обычных зубчатых передач. Основными критериями работоспособности для большинства планетарных передач (как и для всех зубчатых передач), является усталостная контактная прочность рабочих поверхностей зубьев и прочность зубьев при изгибе. При этом под контактной прочностью понимают способность контактирующих поверхностей зубьев обеспечить требуемую безопасность против прогрессирующего усталостного выкрашивания, а прочностью при изгибе – способность зубьев обеспечить требуемую безопасность против усталостного излома зуба.

Расчет выполняют для каждого зацепления. Например, в передаче, изображенной на рис. 1, необходимо рассчитать внешнее зацепление колес 1 и 2 и внутреннее – колес 2 и 3. Так как модули и силы в этих зацеплениях одинаковы, а внутреннее зацепление по своим свойствам прочнее внешнего, то при одинаковых материалах колес достаточно рассчитать только внешнее зацепление.

Расчет начинают с подбора чисел зубьев колес, как было показано выше.

При определении допускаемых напряжений коэффициенты долговечности находят по эквивалентных числам циклов нагружения. При этом число циклов перемены напряжений зубьев за весь срок службы вычисляют при вращении колес только относительно друг друга.

При определении допускаемых напряжений изгиба для зубьев сателлита вводят коэффициент Y_A, учитывающий двустороннее приложение нагрузки (симметричный цикл нагружения).

Межосевое расстояние планетарной прямозубой передачи для пары колес внешнего зацепления (центральной шестерни с сателлитом) определяют по формуле:

a_w = 450(u’ + 1)× ³√{(К_НТ₁К_c)/(ψ_bau'[σ]_Н²с)},

где u’ = z₂/z₁ – передаточное число рассчитываемой пары колес;
К_c = 1,05…1,15 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между сателлитами;
Т₁ – вращающий момент на валу центральной шестерни, Нм;
с – число сателлитов;
ψ_ba — коэффициент ширины венца колеса:
        ψ_ba = 0,4 для Н ≤ 350 НВ;
        ψ_ba = 0,315 при 350 НВ < Н ≤ 50 HRC,
        ψ_ba = 0,25 для Н > 50 HRC.

Ширина b₃ центрального колеса 3 определяется по формуле b₃ = ψ_baa_w.
Ширину b₂ венца сателлита принимают на 2…4 мм больше значения b₃; ширина центральной шестерни b₁ = 1,1b₂.

Модуль зацепления определяют по формуле:

m = 2a_w/(z₂ + z₁).

Получнный расчетом модуль округляют до ближайшего стандартного значения, а затем уточняют межосевое расстояние:

a_w = m(z₂ + z₁)/2.

Окружную силу F_t в зацеплении вычисляют по формуле:

F_t = 2×10³К_cТ₁/сd₁.

Радиальную силу F_r определяют по формуле:

F_r = F_t tg α_w,

где α_w = 20˚ – угол зацепления.

***

Волновые передачи

Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Строим планетарную КПП, часть 1: планетарные ряды

В предыдущих статьях о трансмиссиях я касался только двухвальных, трёхвальных и безвальных коробок передач, а планетарные обходил стороной. На сей раз я решил подробно описать работу планетарных коробкок передач фирмы Pulsgetriebe для Тигра и прототипа Леопарда. Однако я не мог уместить в один пост и объяснение принципов работы планетарных редуторов, и рассмотрение простой планетарной коробки передач, и, наконец, описание реальных КПП Pulsgetriebe. Поэтому я написал три поста: в первых двух объясняется, как работают планетарные редукторы и коробки передач, а в третьем дано описание коробок передач PP33 и PP45.

Если вы понимаете, как работают планетарные КПП, сразу переходите к третьему посту. Если нет, то прочтите этот пост и его вторую часть. В них я исхожу из того, что читатель знает, как работают двухвальные или трёхвальные коробки передач, но ничего не понимает в планетарных передачах.

ПРДПВ:

Устройство планетарной передачи
Для того, чтобы изучить, как работает простая коробка передач, нужно сперва понять, как работает простейший редуктор из пары шестерён, а затем из таких пар собрать коробку передач. Мы поступим аналогично: сперва разберёмся с планетарными редукторами, а затем посмотрим, как их можно применить. Скажу сразу: люди придумали очень много планетарных механизмов и очень много схем планетарных коробок передач, всё их многообразие мы, конечно, охватить не сможем.

Один из самых распространённых планетарных механизмов выглядит следующим образом:

Он состоит из трёх частей:

Солнечная шестерня, выделена жёлтым

Эпициклическая шестерня (или просто эпицикл) с внутренними зубьями, выделена красным

Шестерни-Сателлиты, связывающие солнечную шестерню с эпициклом, выделены синим

Зелёным цветом закрашено водило, которое связывает все сателлиты

Если эпицикл зафиксировать неподвижно и начать вращать солнечную шестерню, то сателлиты начнут её «обегать» подобно тому, как планеты вращаются вокруг солнца, поэтому подобны передачи и получили название планетарных.

У данной передачи есть три части: солнечная шестерня, эпицикл и водило. Если мы заблокируем одну из частей и начнём вращать другую, то начнёт вращаться третья. Её скорость вращения будет зависеть от чисел зубьев шестерён. Например, заблокируем серый эпицикл и начнём вращать красное водило, при этом будет вращаться и зелёный ведомый вал от солнечной шестерни:

Рассмотрим все три случая. Для того, чтобы анимация не мешала читать, я не буду вставлять сами картинки, но дам ссылки на них:

В третьем случае мы меняем направление вращения, что нам позже пригодится для реализации заднего хода.

Планетарные редукторы
Для того, чтобы использовать планетарную передачу как редуктор, нужно связать один элемент с ведущим валом, второй с ведомым, а третий заблокировать.

Вот схема редуктора с заблокированным эпициклом:

С заблокированной солнечной шестернёй:

С заблокированным водилом:

Планетарные редукторы имеют целый ряд достоинств перед обычными. Во-первых, мощность передаётся через несколько шестерён, как следствие, при прочих равных меньше нагрузка на зубья, выше надёжность и срок службы. Во-вторых, ведущий и ведомый валы соосны, часто это очень удобно с точки зрения компоновки. В-третьих, планетарная передача более компактна, чем простой редуктор с тем же передаточным числом:

Планетарный однопоточный механизм поворота
Планетарную передачу можно использовать не только как редуктор, но и в механизме поворота. На среднем танке Шерман, например, механизм поворота двойной дифференциал, а это тоже планетарный механизм. Но мы рассмотрим механизм поворота не дифференциального, а независимого типа.

На схемах выше мы жёстко блокировали один из элементов планетарного механизма, поэтому он всегда работал как редуктор, передавая мощность. Давайте уберём эту блокировку и добавим ленточный тормоз:

Представим, что двигатель связан с эпициклом, а водило с ведущими колёсами танка. Когда тормоз Т выключен происходит следующее. Двигатель вращает эпицикл, сателлиты и солнечную шестерню. Водило связано с ведущими колёсами, для того, чтобы оно вращалось нужно сдвинуть танк с места. Разумеется, намного проще вращать солнечную шестерню вхолостую, поэтому именно водило будет неподвижным. Для того, чтобы танк начал движение, нужно затянуть тормоз Т. Солнечная шестерня будет заблокирована и мощность пойдёт через водило к ведущим колёсам.

Осталось добавить остановочные тормоза и мы получим механизм поворота:

Тормоза Т2 и Т4 — остановочные, они тормозят ведущие колёса танка. Тормоза Т1 и Т3 называются опорными, они нужны для того, чтобы блокировать солнечные шестерни.

Для того, чтобы начать движение по прямой нам нужно выключить остановочные тормоза и затянуть опорные. Для поворота влево выключаем опорный тормоз Т1, а потом затягиваем остановочный тормоз Т2. Он тормозит левую гусеницу, мощность двигателя к ней не идёт. Для поворота вправо, соответственно, нужно выключить тормоз Т3 и занянуть Т4.

Планетарный механизм с внешним зацеплением
Выше мы рассмотрели планетарные механизмы с внутренним зацеплением, поскольку у их эпициклов внутренние зубья. Существуют аналогичные механизмы внешнего зацепления. В них используются эпициклы с внешними зубьями.

Всё познаётся в сравнении. Слева уже знакомый нам планетарный редуктор с заблокированным водилом и эпициклом внутреннего зацепления, а справа его аналог, тоже с заблокированным водилом, но с внешним зацеплением:

Давайте разберёмся, из каких частей он состоит и как работает.

Чёрным цветом выделена солнечная шестерня, синим — эпицикл, красным — сдвоенный сателлит, а серым помечено водило.

Если заблокировать водило и начать вращать солнечную шестерню, то она станет вращать сателлит и через него эпицикл. Если заблокировать эпицикл и вращать солнечную шестерню, то будет вращаться водило. Одним словом, принцип работы точно такой же, просто другое исполнение.

На этом пока остановимся. В следующем посте на основе этих механизмов мы сделаем простейшие двухскоростные коробки передач и реверс, а затем соберём из них планетарную коробку передач и проанализируем её работу.

Читать дальше

Планетарный редуктор и планетарная передача

Рассмотрен принцип действия планетарной передачи, указаны преимущества и недостатки применения планетарных редукторов. Приведена схема планетарной передачи и расчет передаточного отношения редуктора.

Планетарный редуктор и планетарная передача

Зубчатая передача

Устройство планетарного механизма основано на вращении тел зубчатой передачи, которые непосредственно взаимодействуют с главным двигателем. Именно такое соединение и служит для передачи силы от редуктора до других механизмов с изменением скорости их вращения. Таким образом происходит передача крутящего момента от двигателя на колеса через основную ось, главную шестерню и сателлиты.

Вообще устройство зубчатой передачи достаточно простое и понятное. Вот, что входит в конструкцию обычной передачи.

Для соединения с главной передачей имеются две зубчатые шестерни, таким образом происходит зацепление. При движении происходит передача скорости вращения с главной шестерни на ведомую за счет зацепов. Наименьшее колесо в конструкции называется шестерней, а наибольшее будет главным и ведомым колесом.

Планетарный механизм

Схема планетарной передачи

Редукторы с зубчатой передачей, колеса которых имеют движущиеся оси, называются планетарными. Внутри расположены зубчатые колеса, перемещающиеся на своих, геометрических осях. Такие шестерни получили название сателлиты, потому что вся конструкция очень похожа на солнечную систему. Главные шестерни называются центральными колесами. Сателлиты крепятся на своих осях и вращаются вокруг главной передачи при помощи водила, которое движется так же, как и центральное колесо, вокруг главной оси. Центральное колесо остается неподвижным, а другие шестерни можно заблокировать или разблокировать полностью.

Если центральное колесо неподвижно, то второе постоянно движется. Ведущим здесь является вал подвижного колеса, а ведомым-водила. Если разблокировать все зубчатые колеса вместе с ведомым, то такая передача будет дифференциальной. Выделяют два основных и ведущих звена и одно ведомое.

При подробном рассмотрении простейшей планетарной передачи мы видим: ведущее колесо или водило, ведомое с тремя сателлитами, вращающимися вокруг центральной оси и центральное, неподвижное колесо.

Передаточное отношение

Чтобы рассчитать передаточное отношение редуктора, необходимо заметить определенное количество неподвижных звеньев(1,2,3 и Н) и условно задать им поступательное вращение со скоростью wH, равное скорости вращения водила, но с обратным знаком. Скорость зацепления зубчатых колес не изменяется. Таким образом скорость + wH +(- wH)=0, то есть водило будет остановлено. Если водило неподвижно, тогда планетарная передача превращается в зубчатую, где все колеса неподвижны. Сателлиты не учитываются. Их вращение будет положительным при одинаковом вращении шестерен, а отрицательным при противоположном вращении:i=(? 1 -? H)/(? 3 -? H)=-(z 3 /z 1), где z 1 и z. Если колесо 3 закреплено неподвижно, то угловая скорость водила Н = 1 /[1+(z 3 /z 1)], а передаточное отношение i =1+z 3 /z 1.

Как обычно, для работы редуктора с одноступенчатой передачей при больших нагрузках становится мало, поэтому стали изготавливать двух и трех ступенчатые редукторы, а иногда и четырех ступенчатые. Чаще всего применяется двухступенчатая передача.

Двухступенчатая планетарная передача.

Схема двухступенчатой планетарной передачи

Для других редукторов передаточное отношение высчитывается таким же способом. Для двухступенчатого редуктора, где центральное колесо 1—ведущее, водило Н2 — ведомое, центральные колеса 3 и 4 закреплены в корпусе, передаточное отношение i=1+z 2 z 3 /z 1 z 4.

При всех достоинствах планетарного редуктора, нужно знать, что при сильном вращении шестерни, КПД всего механизма сильно ухудшается.

Нагрузка от центрального колёса водила восприниматься всеми шестеренками (1-6) одинаково, при этом их размеры значительно меньше, чем у обычной передачи. Следовательно, главными преимуществами планетарной передачи являются большая скорость вращения, небольшой вес и компактность. Дифференциальные передачи используются в автомобиле для разложения движения, а так же в различных станках. К минусам такой передачи относится ее трудоемкое изготовление и сложная сборка на предприятии. Такие редукторы благодаря своим преимуществам находят свое применение во многих отраслях производства: в машиностроении, приборах, станкостроении, в транспорте.

Использован материал из книги «Детали машин» Гузенков П. Г.

Планетарный мотор-редуктор

Так же по теме предлагаем статью «Планетарный редуктор» с примером расчета передаточного отношения и анимированными схемами ступеней планетарного редуктора.

Принцип работы планетарной передачи втулки велосипеда

Самые простые трёхскоростные втулки используют простую планетарную эпициклическую зубчатую передачу. Солнечная шестерня (желтая на рисунке) прикреплена непосредственно к оси и зафиксирована относительно велосипедной рамы. Три или четыре идентичных «планетарных» шестерёнок сцепляются с «солнечной» шестерёнкой и вращаются вокруг неё. «Планетарные» шестерёнки окружены и сцепляются с зубьями на внутренней поверхности «зубчатого колеса» (вывернутой наизнанку шестерни).

Планетарные шестерни, прикреплённые к детали, называемой «планетарной обоймой», вращаются. При этом зубчатое колесо вращается 4 раза на каждые 3 оборота планетарной обоймы. У разных моделей планетарных втулок это соотношение разное.

Принцип работы планетарной передачи во втулке велосипеда:

На низкой передаче задняя звёздочка приводит в движение зубчатое колесо (красная на рисунке). Планетарная обойма (зелёная на рисунке) приводит в движение втулку, что даёт понижение передачи. Следовательно заднее колесо вращается три раза на каждые четыре оборота звёздочки, при этом понижая передачу на 25%.
На средней передаче звёздочка по-прежнему передает усилие на зубчатое колесо, которое непосредственно приводит в движение втулку. Следовательно это прямая передача. Даже несмотря на то, что шестерёнки всегда вращаются, усилие с них далее никуда не передаётся.
На высокой передаче усилие с задней звёздочки передаётся на планетарную обойму, которое далее через зубчатое колесо приводит в движение втулку. Следовательно заднее колесо вращается четыре раза на каждые три оборота звёздочки, при этом приводя к повышению передачи на 33%.

Планетарные втулки, имеющие больше трёх скоростей, используют не меньше двух блоков планетарных механизмов и / или комбинируют планетарные многоступенчатые шестерёнки, имеющие параллельно несколько рядов зубьев.

В отличии от классических переключателей передач из-за принципа работы планетарной передачи ось планетарной втулки участвует в передаче вращающего момента на всех передачах, за исключением прямой, и поэтому должна быть надёжно прикреплена к раме велосипеда. Обычно для этой цели хватает стопорных шайб между дропаутом и осевой гайкой, но в современных планетарных втулках широкого диапазона используется рычаг обратного действия, крепящийся к нижнему перу заднего треугольника. Втулка с ножным или барабанным тормозом (устанавливаются на городские велосипеды) в любом случае комплектуется рычагом обратного действия.

На большинство велосипедов с планетарными втулками устанавливаются один поворотный, триггерный переключатель, переключатель под большой палец. Исключением являются 5-скоростные планетарные втулки Sturmey-Archer старой конструкции, в которых используется второй трос, переключающий солнечные шестерёнки узкого и широкого диапазонов. Такие втулки конструкционно представляют собой две 3-скоростных втулки в одном механизме. Средняя передача в обоих диапазонах — прямая, так что в итоге втулка даёт пять отдельных передач. Переключение передач на такой втулке реализовано или специальным 5-скоростным переключателем с двумя тросиками, или стандартным 3-скоростным и фрикционным переключателями.

Устройство планетарной передачи — Мир авто

Термин «простая» в данном контексте означает, что система передачи базируется на одном эпициклическом механизме, содержащем солнечную шестерню, набор сателлитов и кольцевую шестерню, то есть не предполагается, что одна планетарная передача приводится от другой планетарной передачи.

На рис. 6.6 показано, как можно получить различные скорости и направления вращения от одного планетарного механизма, меняя место приложения тормозного усилия или входную точку (место привода механизма). Используя в данном механизме несколько муфт и тормозных механизмов, можно получать различные внутренние соединения, получая различные передаточные числа коробки передач и обеспечивая первую передачу, вторую передачу, прямую передачу, передачу заднего хода и нейтральную передачу.
При использовании в другом месте, помимо коробки передач, можно выбирать одну из конструкций, изображенных на рис. 6.6. Нейтральное положение не обязательно, если требуется фиксированное передаточное число, и в таком случае «заторможенный» элемент часто является внутренней частью корпуса.
Конструкция
Для упрощения на предыдущих рисунках изображалась только одна шестерня-сателлит. Эта конструкция непрактична, поскольку один сателлит будет оказывать несбалансированное давление на солнечную шестерню и кольцевую шестерню и они будут расходиться под нагрузкой. Эта проблема решается путем установки трех сателлитов, располагающихся на одинаковом расстоянии друг от друга.
На рис. 6.7 изображена простая планетарная передача в разобранном виде. Каждый из сателлитов устанавливается на шарикоподшипнике, который крепится на короткой оси, закрепленной в водиле. Это водило действует как рычаг планетарной передачи.

Сложная передача

В большинстве автоматических коробок передач используются два или больше планетарных механизмов, образуя сложную цепь планетарных передач. Некоторые детали в этих механизмах постоянно соединены друг с другом.
Включение определенной передачи осуществляется благодаря использованию комбинации тормозных лент или муфт, Дли удержания или отпускания соответствующего планетарного элемента.
На рис. 6.8 изображена сложная планетарная передача, в которой используются две муфты и две тормозные ленты для обеспечения трех передних и одной передачи заднего хода, а конструкция используется для демонстрации основного принципа работы сложной планетарной передачи (табл. 6.1).

Механизм планетарный: расчет, схема, синтез

Существуют всевозможные механические устройства. Одни из них знакомы нам с детства. Это, например, часы, велосипед, юла. О других мы узнаем, когда становимся старше. Это моторы машин, лебедки подъемных кранов и прочие. В каждом двигающемся механизме используется какая-либо система, заставляющая колесики крутиться, а машину работать. Одним из самых интересных и востребованных является планетарный механизм. Его суть состоит в том, что машину приводят в движение колесики или шестеренки, взаимодействующие между собой особым способом. Рассмотрим его подробнее.

Общие сведения

Планетарная передача и планетарный механизм так названы по аналогии с нашей Солнечной системой, которую условно можно представить так: в центре есть «солнце» (центральное колесо в механизме). Вокруг него движутся «планеты» (маленькие колесики или сателлиты). Все эти детали в планетарном механизме имеют наружные зубья. Условная солнечная система по ее диаметру имеет границу. Роль ее в планетарном механизме выполняет большое колесо или эпицикл. На нем тоже есть зубья, только внутренние. Большую работу в данной конструкции выполняет водило, представляющее собой рычажный механизм. Движение может осуществляться по-разному: либо солнце будет вращаться, либо эпицикл, но всегда совместно с сателлитами.

При работе планетарного механизма может использоваться и другая конструкция, например, два солнца, сателлиты и водило, но без эпицикла. Еще вариант — два эпицикла, но без солнца. Водило и сателлиты должны присутствовать всегда. В зависимости от количества колес и расположения осей их вращения в пространстве, конструкция может быть простой или сложной, плоской или пространственной.

Чтобы полностью понять, как работает такая система, необходимо разобраться в деталях.

Расположение элементов

Самая простая форма планетарного механизма включает в себя три комплекта передач с разной степенью свободы. Указанные выше сателлиты вращаются вокруг своих осей и одновременно вокруг солнца, остающегося на месте. Эпицикл связывает планетарный механизм снаружи и тоже вращается посредством поочередного сцепления зубьев (его и сателлитов). Такая конструкция способна в одной плоскости изменять крутящий момент (угловые скорости).

В простом планетарном механизме может вращаться солнце и сателлиты, а эпицентр оставаться фиксированным. В любом случае, угловые скорости всех составляющих не хаотичны, а имеют линейную зависимость друг от друга. По мере поворота носителя, обеспечивается низкоскоростной выход с высоким крутящим моментом.

То есть суть планетарной передачи заключается в том, что такая конструкция способна изменять, раскладывать и складывать крутящий момент и проводимую угловую скорость. Вращательные движения при этом происходят в одной геометрической оси. Устанавливается необходимый элемент трансмиссии различных транспортных средств и механизмов.

Особенности структурных материалов и схем

Однако фиксированный компонент не всегда необходим. В дифференциальных системах каждый элемент вращается. Механизмы планетарные, подобные этому, включают в себя один выход, управляемый (управляющий) двумя входами. Например, дифференциал, который управляет осью в автомобиле, представляет собой подобную передачу.

Такие системы работают по тому же принципу, что и структуры с параллельным валом. Даже простая планетарная передача имеет два входа, закрепленная кольцевая шестерня представляет собой постоянный вход нулевой угловой скорости.

Детальное описание устройств

Смешанные планетарные конструкции могут иметь разное количество колес, а также различные передачи, посредством которых они соединяются. Наличие таких деталей значительно расширяет возможности механизма. Составные планетарные конструкции могут быть собраны так, чтобы вал несущей платформы двигался с высокой скоростью. В результате некоторые проблемы с редукцией, солнечной шестерней и прочими могут быть устранены в процессе усовершенствования устройства.

Таким образом, как видно из приведенной информации, планетарный механизм работает по принципу передачи вращения между звеньями, являющимися центральными и подвижными. При этом сложные системы более востребованы, чем простые.

Варианты конфигурации

В планетарном механизме можно использовать колеса (шестерни) различной конфигурации. Подходят стандартные с прямыми зубьями, косозубые, червячные, шевронные. Тип зацепления на общий принцип работы планетарного механизма не будет влиять. Главное, чтобы совпадали оси вращения водила и центральных колес. А вот оси сателлитов могут располагаться в других плоскостях (скрещивающихся, параллельных, пересекающихся). Пример скрещивающихся — дифференциал межколесный, у которого зубчатые колеса имеют коническую форму. Пример скрещивающихся — дифференциал самоблокирующийся, у которого зацепление червячное (Torsen).

Простые и сложные устройства

Как уже отмечалось выше, схема планетарного механизма всегда включает водило и два центральных колеса. Сателлитов может быть сколько угодно. Это, так называемое, простое или элементарное устройство. В таких механизмах конструкции могут быть такими : «СВС», «СВЭ», «ЭВЭ», где:

С — солнце.
В — водило.
Э — эпицентр.

Каждый такой набор колес + сателлиты называется планетарным рядом. При этом все колеса должны вращаться в одной плоскости. Простые механизмы бывают одно- и двухрядными. В различных технических приборах и машинах они используются редко. Примером может послужить планетарный механизм велосипеда. По такому принципу работает втулка, благодаря которой осуществляется движение. Ее конструкция создана по схеме «СВЭ». Сателлитов в не 4 штуки. При этом солнце жестко крепится к оси заднего колеса, а эпицентр является подвижным. Вращаться его вынуждает велосипедист, нажимающий на педали. При этом скорость передачи, следовательно, и скорость вращения могут меняться.

Гораздо чаще можно встретить сложные зубчатые планетарные механизмы. Их схемы могут быть самыми разными, что зависит от того, для чего предназначается та или иная конструкция. Как правило, сложные механизмы состоят из нескольких простых, созданных по общему правилу для планетарной передачи. Такие сложные системы бывают двух-, трех- или четырехрядные. Теоретически можно создавать конструкции и с большим числом рядов, но на практике такое не встречается.

Плоские и пространственные устройства

Некоторые думают, что простой планетарный механизм обязательно должен быть плоским. Это верно лишь отчасти. Сложные устройства тоже могут быть плоскими. Это значит, что планетарные ряды, сколько бы их ни использовалось в устройстве, находятся в одной либо в параллельных плоскостях. Пространственные механизмы имеют планетарные ряды в двух и более плоскостях. При этом самих колес может быть меньше, чем в первом варианте. Заметим, что плоский планетарный механизм такой же, как и пространственный. Разница состоит только в занимаемой устройством площади, то есть в компактности.

Степени свободы

Так называется совокупность координат вращения, позволяющая определить положение системы в пространстве в данный момент времени. Фактически каждый планетарный механизм имеет степеней свободы не менее двух. То есть угловые скорости вращения любого звена в таких устройствах не связаны линейно, как в других зубчатых передачах. Это позволяет получать на выходе угловые скорости не такие, какие есть на входе. Объяснить это можно тем, что в дифференциальной связи в планетарном механизме находятся три элемента в любом ряду, а остальные будут связаны с ним линейно, посредством какого-либо одного элемента ряда. Теоретически можно создать планетарные системы с тремя и более степенями свободы. Но на практике они оказываются неработоспособными.

Передаточное отношение планетарного механизма

Это важнейшая характеристика вращательного движения. Она позволяет определить, во сколько раз увеличился момент силы на валу ведомом по отношению к моменту вала ведущего. Определить передаточное отношение можно по формулам:

i = d2/d1 =Z2/Z1 = M2/M1 = W1/W2 = n1/n2, где:

1 — звено ведущее.
2 — звено ведомое.
d1, d2 — диаметры первого и второго звеньев.
Z1, Z2 — число зубьев.
M1, M2 — крутящие моменты.
W1 W2 — угловые скорости.
n1 n2 — частота вращения.

Таким образом, при передаточном отношении выше единицы на ведомом валу увеличивается момент силы, а частота и угловая скорость уменьшаются. Это всегда нужно учитывать при создании конструкции, потому что передаточное отношение в планетарных механизмах зависит от того, сколько зубьев имеют колеса, и какой именно элемент ряда является ведущим.

Область применения

В современном мире существует множество различных машин. Многие из них работают с помощью планетарных механизмов.

Они используются в автомобильных дифференциалах, планетарных редукторах, в кинематических схемах сложных станков, в редукторах воздушных двигателей самолетов, в велосипедах, в комбайнах и тракторах, в танках и другой военной технике. По принципам планетарной передачи работают многие коробки передач, в приводах электрогенераторов. Рассмотрим еще одну такую систему.

Планетарный механизм поворота

Данная конструкция находит применение в некоторых тракторах, машинах на гусеничном ходу и танках. Простая схема устройства показана на рисунке ниже. Принцип работы планетарного механизма поворота такой: водило (позиция 1) связано с барабаном тормоза (2) и ведущим колесом, расположенным в гусенице. Эпицикл (6) связан с валом передачи (позиция 5). Солнце (8) связано с диском фрикциона (3) и барабаном тормоза поворота (4). При включении блокировочного фрикциона и выключении ленточных тормозов сателлиты вращаться не будут. Они станут подобны рычагам, так как посредством зубьев связаны с солнцем (8) и эпициклом (6). Поэтому вынуждают их и водило одновременно вращаться вокруг общей оси. При этом угловая скорость одинаковая.

При выключении блокировочного фрикциона и включении тормоза поворота солнце начнет останавливаться, а сателлиты начнут двигаться вокруг своих осей. Тем самым они создают момент на водиле и вращают ведущее колесо гусеницы.

Износ

Что касается срока службы и амортизации, то в линейных механизмах планетарных систем распределение нагрузки заметно среди основных компонентов.

Термическая и циклическая усталость могут повышаться в них за счет ограниченного распределения нагрузки и того факта, что планетарные передачи могут вращаться довольно быстро по их осям. Более того, при высоких скоростях и передаточных отношениях планетарного механизма, центробежные силы могут значительно увеличить величину движения. Также следует заметить, что по мере снижения точности производства и увеличения количества сателлитов тенденция к дисбалансу возрастает.

Эти устройства и их системы могут даже подвергнуться износу или амортизации. Некоторые конструкции будут чувствительны даже к небольшим дисбалансам и способны потребовать качественные и дорогие компоненты сборки. Точным расположением планетных штифтов вокруг оси солнечной шестерни может быть ключ.

Другие схемы планетарных механизмов, которые помогают балансировать нагрузки, включают использование плавающих подузлов или «мягких» креплений, чтобы обеспечить максимально долговечное движение солнца или эпицентра.

Основы синтеза планетарных устройств

Эти знания нужны при проектировании и создании узлов машин. Понятие «синтез планетарных механизмов» заключается в расчете числа зубьев в солнце, эпицентре и сателлитах. При этом необходимо соблюсти ряд условий:

Передаточное отношение должно равняться заданному значению.
Зацепление зубьев колес должно быть правильным.
Необходимо обеспечить соосность входного вала и выходного.
Требуется обеспечить соседство (сателлиты не должны мешать друг другу).

Также при проектировании нужно учитывать габариты будущей конструкции, ее массу и КПД.

Если задано передаточное число (n), то число зубьев на солнце (S) и на планетарных шестернях (P) должно удовлетворять равенству:

n = S/P

Если допустить, что число зубьев на эпицентре рано (А), то при заблокированном водиле должно быть соблюдено равенство:

n = -S/A

Если закреплен эпицентр, то будет верным следующее равенство:

n = 1+ A/S

Так производится расчет планетарного механизма.

Преимущества и недостатки

Существует несколько видов передачи, которые благополучно используются в различных устройствах. Планетарная среди них выделяется следующими достоинствами:

Обеспечивается меньшая нагрузка на каждый зубец колес (и солнца, и эпицентра, и сателлитов) за счет того что нагрузка на них распределяется более равномерно. Это положительно влияет на срок службы конструкции.
При той же мощности планетарный механизм имеет меньшие габариты и массу, чем при использовании других видов передачи.
Возможность достигать большего передаточного числа с меньшим количеством колес.
Обеспечение меньшего уровня шума.

Недостатки планетарных механизмов:

Нужна повышенная точность при их изготовлении.
Малый КПД при сравнительно большом передаточном отношении.

Основы планетарных зубчатых передач

На первый взгляд планетарные зубчатые передачи, также известные как планетарные зубчатые передачи, кажутся довольно сложными. Это, безусловно, правда, что для того, чтобы овладеть всеми сложными аспектами проектирования такого типа системы передач, требуется опытный инженер по зубчатым передачам. Если вы опытный инженер по передаче оборудования, этот пост не для вас. Но если вы хотите получить более общее представление о планетарных передачах, вы попали в нужное место.

Что такое планетарные передачи?

Планетарный ряд состоит из трех типов шестерен; солнечная шестерня, планетарные шестерни и коронная шестерня.Солнечная шестерня расположена в центре (желтая) и передает крутящий момент на планетарные шестерни (синие), которые обычно устанавливаются на подвижном водиле (зеленом). Планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни и входят в зацепление с внешней кольцевой шестерней (розовой). Системы планетарных редукторов могут различаться по сложности от очень простых до сложных сложных систем, в зависимости от области применения.

Изображение предоставлено: Википедия

Где используются планетарные редукторы?

Планетарные шестерни
часто используются, когда пространство и вес являются проблемой, но требуется значительное снижение скорости и крутящего момента.Это требование применяется к различным отраслям промышленности, включая тракторы и строительное оборудование, где для привода колес требуется большой крутящий момент. Другие места, где вы найдете планетарные редукторы, включают турбинные двигатели, автоматические коробки передач и даже электрические отвертки.
Планетарные передачи
способны создавать большой крутящий момент, поскольку нагрузка распределяется между несколькими планетарными шестернями. Эта компоновка также создает больше контактных поверхностей и большую площадь контакта между шестернями, чем традиционная система шестерен с параллельными осями. Благодаря этому нагрузка распределяется более равномерно и, следовательно, шестерни более устойчивы к повреждениям.
Производство планетарных шестерен
Навыки, необходимые для изготовления планетарных шестерен, такие же, как и для любого другого типа производства прецизионных шестерен. Gear Motions — ведущий производитель прецизионных зубчатых колес, специализирующийся на поставках зубчатых колес с нарезкой и шлифовкой на заказ. У нас есть обширный портфель возможностей по производству зубчатых колес, который включает в себя возможность изготавливать все отдельные зубчатые колеса, составляющие планетарную зубчатую систему.Чтобы узнать о конкретных производственных возможностях, таких как минимальный и максимальный диаметр, делительный диаметр и ширина поверхности, посетите нашу страницу о возможностях производства зубчатых колес. Обратите внимание, что мы не производим редукторы.
Gear Motions также имеет большой опыт в разработке и проектировании редукторов. Независимо от того, нужно ли вам спроектировать зубчатую передачу с нуля или вам нужна помощь в ее модернизации, мы будем работать с вами на протяжении всего процесса, чтобы гарантировать, что ваши зубчатые колеса будут спроектированы и изготовлены с точностью.Инжиниринговые услуги включают обратный инжиниринг, проектирование на предмет технологичности, прототипирование и перепроектирование.
Дополнительная информация
Для получения более подробной информации о планетарных передачах мы рекомендуем следующие ресурсы:
Американская ассоциация производителей шестерен (AGMA)
AGMA часто предлагает образовательные курсы, способствующие профессиональному развитию персонала в производстве зубчатых колес. Один из курсов, который был предложен недавно, посвящен эпициклическому дизайну передач.Посетите веб-сайт AGMA, чтобы узнать о предложениях текущих курсов.
Gear Talk with Chuck — это блог, написанный Чарльзом Д. Шульцем для Gear Technology. Если вы активно работаете в индустрии зубчатых передач, вы, вероятно, уже знакомы с этим. Gear Talk недавно опубликовали в блоге серию сообщений о планетарных передачах. Этот контент основан на многолетнем опыте работы Шульца в зубчатой промышленности и содержит значительный объем технических знаний. Если вы ищете информацию о планетарных передачах с уникальной точки зрения, обязательно ознакомьтесь с серией.
У вас есть конкретные вопросы о разработке или производстве планетарной зубчатой передачи? Свяжитесь с Gear Motions! Наши инженеры по продажам будут работать с вами от начала до конца, чтобы убедиться, что ваш проект соответствует вашим требованиям.
Планетарный редуктор: работа, типы и использование
Планетарный редуктор, также представленный как планетарный редуктор, является одной из самых интересных форм устройств, представленных в управлении движением. Обычно они используются в автомобилестроении в качестве важного компонента автоматических трансмиссий. Планетарные коробки передач — это форма коробки передач, в которой выходной и входной валы имеют один и тот же центр поворота. Это означает, что центр входной шестерни вращается вокруг центра выходной секции, а выходной и входной валы выровнены.
Что такое планетарная коробка передач?
Планетарный редуктор — это прибор с совмещенным выходным и входным валами. Планетарный редуктор используется для передачи максимального крутящего момента в наиболее компактной форме (представленной как плотность крутящего момента).
Благодаря внутренней цилиндрической сборке и рядному валу, планетарная передача всегда предлагается как компактная альтернатива обычным шестеренчатым редукторам. Эти наборы подходят для широкого диапазона применений — от силовых агрегатов для бульдозеров до электрических отверток — они являются серьезными соперниками, когда вес и пространство по сравнению с крутящим моментом и уменьшением являются главными проблемами. Нам нужны подробности, чтобы полностью понять их функцию. Изучение механики и конструкции планетарной коробки передач позволяет выявить некоторые из менее очевидных особенностей, которые вступают в силу.
Ускоряющая ступица велосипеда является базовым экземпляром планетно-колесных систем; Вы когда-нибудь задумывались, как получить столько возможностей и мощности в таком маленьком концентраторе? Для трехступенчатой втулки используется одностоечная планетарная коробка передач, а для пятиступенчатой - двухстоечная. Каждая планетарная передача имеет режим понижающей передачи, режим ускорения и прямое соединение.
В математическом обсуждении наименьший коэффициент уменьшения составляет 3: 1, а наибольший — 10: 1. Солнечная шестерня становится слишком большой относительно планетарных шестерен при передаточном числе менее 3.Солнечное колесо становится слишком низким, и крутящий момент будет уменьшаться в соотношении более 10. Передаточные числа обычно являются абсолютными, то есть целочисленными значениями. Кто изобрел планетарный редуктор, не известен, но в основном он был объяснен Леонардо да Винчи в 1490 году и использовался веками.
Почему это называется планетарной коробкой передач?
Планетарный редуктор получил свое название из-за того, как различные шестерни движутся вместе. Мы видим сателлитную (кольцевую) шестерню, солнечную (солнечную) шестерню и две или более планетарных шестерен в планетарной коробке передач.Солнечная шестерня обычно работает и, таким образом, перемещает планетарные шестерни, закрепленные болтами в водиле планетарной передачи, и формирует выходной вал. Шестерни сателлитов имеют постоянное расположение по отношению к внешним компонентам. Это похоже на нашу планетарную солнечную структуру, и отсюда термин. Помогло то, что древние шестеренчатые конструкции широко использовались в астрологии для составления карт и отслеживания небесных тел. Так что это был не такой важный шаг.
Почему это называется планетарной коробкой передач (Артикул: apexdyna.nl )
Мы всегда говорим практически с точки зрения использования планетарных редукторов для промышленного применения. Вот почему мы называем солнечную шестерню, входной вал и планетарные шестерни, водило, выходной вал и сателлитную часть (или кольцевой компонент) корпусом.
Как работает планетарная коробка передач?
Один тип редуктора соответствует всем концепциям моделирования сервоприложений, демонстрируя сравнительно долгий срок службы при минимальных потребностях в обслуживании — планетарный редуктор.Это связано с тем, что планетарные редукторы обеспечивают отличную передачу крутящего момента с подходящей жесткостью и низким уровнем шума при более компактных размерах, чем у других форм устройств.
Расположение шестерен можно сравнить с нашим Млечным путем, где планеты вращаются вокруг Солнца, отсюда и название «планетарная коробка передач».
Как обсуждалось ранее, в середине планетарной коробки передач находится «солнечная» шестерня, которая также используется как центральная шестерня. Это всегда входная часть. Снаружи расположены два или более «планетарных» компонента — внешних шестерен. Части планеты окружает кольцевой компонент, объединяющий формацию. Планетарные шестерни соединены водилом, который, в свою очередь, прикреплен к выходному валу.
Конструкция планетарного редуктора относительно проста, включая центральную солнечную шестерню, внешнее кольцо (также известное как внутренняя шестерня, поскольку его зубцы обращены внутрь), водило и планетарные шестерни. Подача энергии на солнечную шестерню приводит к вращению. Зацепление планетарных шестерен с солнечной шестерней имеет стандарт, и поскольку солнечная шестерня вращается на основе этого, планетарные шестерни вращаются согласно своим осям.
Планетарные шестерни также пропорциональны кольцевой части, которая зафиксирована, заставляя планетарные части вращаться вокруг солнечной шестерни. Водило сохраняет планетарные передачи в их основной форме и устанавливает их зазоры. Он вращается вместе с планетарными частями и включает выходной вал.
Планетарные передачи: принципы работы
Планетарные передачи лежат в основе новейших разработок и используются в коробках передач, которые приводят в действие все, от базовых устройств завода до самых современных электрических систем. Простое устройство центрального привода и поворотных механизмов было представлено тысячи лет назад для моделирования движения планет. Сегодня конструкторы используют планетарные передачи в случаях, когда требуется высокая плотность крутящего момента, функциональная эффективность и долговечность. Мы обсуждаем принципы работы, принцип работы планетарных шестерен и где их можно найти.
Планетарный редуктор: принципы работы (Ссылка: apexdyna.nl )
В планетарной коробке передач несколько зубцов работают одновременно, что обеспечивает быстрое снижение скорости, которое достигается с помощью сравнительно небольших шестерен и более низкой инерции, отражаемой обратно в систему.Наличие нескольких зубьев, разделяющих нагрузку, также позволяет деталям планетарной передачи передавать высокий крутящий момент. Сочетание большого снижения скорости, компактных размеров и передачи высокого крутящего момента делает планетарные редукторы обычным вариантом для использования в условиях ограниченного пространства.
Что такое планетарный редуктор?
Простой планетарный ряд состоит из трех основных частей:
Солнечная шестерня расположена в центре (центральная часть)
Несколько планетарных шестерен
Кольцевая шестерня (внешний компонент)
Три части разработать ступень через планетарный редуктор.Мы можем предложить двойные или тройные ступени для больших передаточных чисел. Планетарные коробки передач могут приводиться в действие гидравлическими двигателями, электродвигателями, дизельными или бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Щелкните здесь, чтобы узнать их подробнее.
Что такое планетарный редуктор (Ссылка: lancereal.com )
Нагрузка от солнечной шестерни прикладывается к нескольким планетарным частям, которые могут использоваться для вращения наружного кольца, шпинделя или вала. Центральная солнечная шестерня принимает на себя высокоскоростной вход с низким крутящим моментом.Он может работать со многими вращающимися внешними зубчатыми колесами, что улучшает крутящий момент.
Базовая модель представляет собой высокоэффективный и эффективный метод передачи энергии от двигателя к выходу. Приблизительно 97% потребляемой мощности обеспечивается как выходная мощность.
Подробнее о Linquip
Industrial Gearbox Подробный обзор характеристик, типов и удобства использования
Типы планетарных редукторов
Доступны три основных типа планетарных редукторов в зависимости от их характеристик, включая привод на колеса, выходную мощность вала и т. Д. и выход шпинделя.Вот что они собой представляют и как работают.
Колесный привод Типы планетарной коробки передач: Колесный привод (Ссылка: lancereal.com )
Солнечная шестерня вращает окружающие планетарные детали, которые прикреплены к водилу в планетарной коробке передач полного привода. Когда солнечная шестерня выполняется, планетарные шестерни вращают внешнюю кольцевую шестерню. Колеса можно комбинировать над корпусом системы. Соединяя колесо прямо с коробкой передач, можно оптимизировать размер системы.Планетарный редуктор с полным приводом может использоваться при крутящем моменте до 332 000 Нм.
Выходной вал Типы планетарных коробок передач: Выходные валы (Ссылка: lancereal.com )
Солнечная шестерня вращает окружающие планетарные части, которые размещены в водиле поворота в редукторе с приводом вала. Кольцевая часть удерживается фиксированной с помощью поворотного держателя, передающего привод на вал. Корпусная часть системы крепится прямо к машине, а на выходе — вращающийся вал.Диапазон выходного вала редуктора может достигать 113000 Нм.
Выход шпинделя Типы планетарных редукторов: выход шпинделя (Ссылка: lancereal.com )
Выходные планетарные редукторы шпинделя работают так же, как выходные валы, хотя выход предоставляется как фланец. Планетарные приводы шпинделя могут использоваться в приложениях с крутящим моментом до 113 000 Нм.
Для чего используется планетарная коробка передач?
Планетарный редуктор может использоваться для разных целей.Мы предлагаем планетарные редукторы для использования в промышленных и мобильных корпусах, в том числе:
В роботе для улучшения крутящего момента.
В печатном станке для уменьшения скорости роликов
Для точного позиционирования
В упаковочной машине для воспроизводимых продуктов
Колесные приводы
Гусеничные приводы
Конвейеры
Поворотные приводы
Подъемные приводы
Смешивание
Приводы лебедки
Насосы
Инжекторы гибких труб
Приводы шнека и сверла
Приводы режущей головки
Для чего используется планетарный редуктор? (Ссылка: lancereal.com )
Планетарные передачи могут использоваться поэтапно, что обеспечивает различные варианты скорости передачи, которые могут удовлетворить наши требования.
Выбор планетарного редуктора
При выборе планетарного редуктора для специального применения важно учитывать следующее.
Требуемые характеристики: крутящий момент, люфт, передаточное отношение и т. Д. Корпуса должны быть приняты во внимание.
Окружающая среда: в некоторых средах устройство может подвергаться воздействию пыли, грязи или влаги; Поэтому очень важно учитывать это свойство и выбирать планетарный редуктор с правильной защитой.
Пространство: планетарные редукторы присутствуют в разных размерах; если имеется ограниченное место, можно использовать планетарный редуктор меньшего размера.
Возможности планетарных редукторов
Можно идентифицировать разные скорости и направления вращения с одной и той же структурой. Это может быть достигнуто, например, путем реверсирования коробки передач, что обеспечивает следующие возможности:
Возможности планетарной коробки передач (Артикул: apexdyna. nl )
Покупка планетарной коробки передач: на что следует обратить внимание на номер
Какие проблемы возникают при покупке планетарной коробки передач? Ответить на этот вопрос проблематично, поскольку он в основном зависит от того, где именно используется коробка передач. Прежде всего, должны быть правильными основные характеристики (например, люфт, крутящий момент и передаточное отношение), а затем второстепенные (например, уровень шума, коррозионная стойкость и конструкция) и третьи (например, цена, время доставки, обслуживание и глобальный уровень). доступность) важны.
Поскольку некоторые конструкторы работают быстрее, вы можете обращаться к ним по всем вопросам. Они ответят немедленно, всегда в тот же день, с индивидуальным ответом и / или полным предложением. Благодаря этому методу вам никогда не придется беспокоиться о задержке, поскольку они доставляют все планетарные редукторы, которые отсутствуют на складе, и быстрее, чем кто-либо другой.
Консистентная смазка или масло в планетарной коробке передач
Даже несмотря на то, насколько точно планетарный редуктор сконструирован и собран, внутри часто бывают подвижные или скользящие секции.Вот почему в каждый планетарный редуктор входит смазка — будь то консистентная смазка, масло или синтетический гель — для обеспечения хорошей работы шестерен и предотвращения износа.
Консистентная смазка или масло в качестве смазки в планетарной коробке передач (Ссылка: apexdyna.nl )
Кроме того, смазка всегда охлаждает и снижает шум или вибрацию. Некоторые конструкторы используют специальную смазку от компании Nye Lubricants для улучшения своего качества; по сути, это форма геля.
Аргументы в пользу планетарного редуктора в сочетании с серводвигателем
Основным преимуществом использования планетарного редуктора в сочетании с серводвигателем является то, что крутящий момент разделен на 3 передачи (части планетарной передачи), и, следовательно, те же габариты — крутящий момент почти в 3 раза, чем у «типовой» коробки передач. Другие аргументы:
Компактность и, следовательно, низкая инерция массы.
Низкий люфт
Высокая эффективность
Замкнутая система
Абсолютное соотношение от 3: 1 до 10: 1 на ступень
Каковы недостатки использования планетарной коробки передач?
Планетарный редуктор имеет недостатки и недостатки. Их сложность в моделировании и производстве делает их более дорогим методом, чем другие формы редукторов.И для этих инструментов очень важна точность конструкции. Если одна планетарная шестерня расположена ближе к солнечной шестерне, чем другие, это может привести к дисбалансу планетарных шестерен, что приведет к увеличению износа и отказу. Кроме того, компактный размер планетарных шестерен приводит к сильному рассеиванию тепла, поэтому приложения, которые работают с очень высокой скоростью или постоянно работают, могут потребовать охлаждения.
При использовании «нормального» (иными словами, рядного) планетарного редуктора двигатель и ведомые части должны находиться на одной линии друг с другом, хотя конструкторы представляют прямоугольные модели, которые включают в себя другие зубчатые передачи (всегда конические шестерни с косозубыми зубьями. ), чтобы задать смещение между выходом и входом.
Учтите, что планетарный редуктор может быть выполнен как с цилиндрическими, так и с косозубыми шестернями. Прямозубые шестерни имеют нулевой угол наклона винтовой линии; поэтому они не создают осевых сил. В результате подшипники в цилиндрических планетарных редукторах служат только в качестве зубчатых валов.
Винтовые типы, напротив, имеют угол наклона спирали от 10 до 30 градусов, что приводит к возникновению значительных осевых сил. Подшипники, применяемые в косозубых планетарных редукторах, должны выдерживать эти осевые нагрузки.(Большие углы наклона винтовой линии вызывают большие осевые силы, но также представляют более высокий потенциал крутящего момента, более плавную работу и меньший шум.)
Цилиндрическая шестерня и косозубая шестерня в планетарной коробке передач (Ссылка: motioncontroltips.com )
Кроме того, в планетарной коробке передач — будь то спиральная конструкция или прямозубая — подшипники играют важную роль в передаче крутящего момента. Но планетарная конфигурация обеспечивает ограниченный зазор поперек коробки передач для размещения подшипников. Игольчатые подшипники являются подходящим вариантом с точки зрения размера, но они не сконструированы таким образом, чтобы выдерживать значительные осевые нагрузки.Конические роликоподшипники более предпочтительны для высоких осевых нагрузок, но обычно они больше игольчатых подшипников.
Основные ограничения на тип и размер подшипника в сочетании с двойной задачей поддержки осевых нагрузок и передачи крутящего момента означают, что уровни крутящего момента в косозубых планетарных редукторах могут быть меньше, чем у аналогичных редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами, подшипники которых допускают только некоторые сил из-за передачи крутящего момента (без осевых сил).
С другой стороны, винтовые планетарные модели имеют более плавную работу, более низкий уровень шума и более высокую жесткость, чем прямозубые планетарные модели.Эти свойства делают косозубые планетарные редукторы более обычным вариантом в сервоприводах.
Какие у нас есть варианты?
Планетарные коробки передач представлены в одно- и двухскоростном вариантах. Профессиональные производители могут поставить одинарные, двойные или тройные комплекты на любой случай. Они также могут включать динамическое, гидравлическое и электромагнитное торможение в диапазоне планетарных коробок передач.
Как узнать, какая планетарная коробка передач нам нужна?
При выборе планетарной коробки передач ее передаточное число и размер должны определяться результатом.Это важный баланс между эффективностью, размером, стоимостью и производительностью. У известных конструкторов консультативный подход к моделированию. Каждый проект они начинают с глубокого изучения конкретного случая, крутящего момента, скорости и производительности машины.
Они также используют свое понимание и опыт, чтобы определить и предложить подходящий метод планетарного редуктора, который будет надежным и рентабельным. Каждый редуктор, который они поставляют, проработает годы безотказной работы. Именно сочетание постоянных инноваций и инженерного мастерства позволяет им оставаться в авангарде технологий планетарных редукторов.
Поставка двигателя планетарного редуктора | HSINEN
Планетарные мотор-редукторы
от профессионального производителя двигателей постоянного тока Hsiang Neng. Планетарный редукторный двигатель
Планетарный редукторный двигатель
, планетарный редукторный двигатель, планетарные двигатели Введение
Планетарный редукторный двигатель (планетарный редукторный двигатель / планетарный редуктор) представляет собой комбинацию редуктора планетарного типа и двигателя постоянного тока с характеристиками снижение скорости, высокая эффективность трансмиссии, плавная выходная мощность и высокий крутящий момент.Планетарный редуктор представляет собой планетарную шестерню, солнечную шестерню и торможение наружной кольцевой шестерни, эта конструкция имеет функции маневрирования, замедления и зацепления с несколькими зубьями для улучшения выходного крутящего момента, лучшей адаптируемости и эффективности работы.
Планетарный редуктор Hsiang Neng планетарных мотор-редукторов доступен для настройки в соответствии с различными требованиями приложения, например, торговый автомат, робот для уборки, кофеварка, массажные инструменты, автоматический затвор, автомат для обмена монет, валютный автомат, машина с когтями, пинбол, медицинское обслуживание. оборудование, автоматический стол для маджонга, регулируемый подъемный стол, оружие для страйкбола, автоматический занавес, принтер, умный дверной замок, оборудование для фитнеса, инструмент и бытовая техника.
Планетарный двигатель серии Hsiang Neng с высокой нагрузкой, лучшей адаптируемостью, высокой долговечностью и т. Д. Сильными преимуществами. Мы настаиваем на «высоком качестве» и «высокой производительности» во всех продуктах, каждый производственный процесс в HSINEN подтвержден ISO 9001 и SGS, также у нас есть сертификаты CCC, CE, ROHS, UL на наши различные продукты, которые соответствуют требованиям безопасности за границей Америки, Канады и Европейского Союза.
◆ Мы также можем разработать для вас различные параметры скорости, крутящего момента и динамические характеристики, если ваши требования не указаны в следующем списке испытаний.
◎ Скорость (об / мин)
◎ Крутящий момент
◎ Постоянный магнит
◎ Напряжение
◎ Вал
◎ Редуктор / редуктор
◎ Наружный диаметр (OD)
◎ Мощность (л.с.)
Что такое планетарные редукторы
Обновлено: 11 марта 2021 г.
Сумка и барабанный смеситель Even Mix ™ питаются от электричества или воздуха. Он оснащен мощным двигателем, который предназначен для равномерного и тщательного перемешивания контейнеров благодаря своей запатентованной конструкции. Важной частью конструкции пневмопривода и электропривода являются планетарные редукторы.Планетарные передачи — это шестерни, которые вращаются вокруг центральной шестерни. Подумайте о солнце и планетах. Солнце — это неподвижная шестерня, а планеты — планетарные шестерни. Создает планетные системы — имеет смысл? Этот тип конструкции позволяет нам иметь меньшую, легкую и более компактную конструкцию с более высоким крутящим моментом, который нам необходим для некоторых материалов. Эти типы двигателей предназначены для более низких оборотов (оборотов в минуту) или скорости и увеличения крутящего момента. Что-то вроде включения первой передачи, чтобы получить крутящий момент, необходимый для выхода из узкого места, или для ускорения снижения скорости.
Планетарные передачи
Планетарные редукторы
Наши мотор-редукторы разработаны с планетарными редукторами, так как это наиболее компактная и легкая конструкция двигателя для достижения желаемой мощности. Модель с электроприводом весит всего 10 фунтов, поэтому ее легко перемещать из бака в бак. И электрический, и пневматический двигатель имеют максимальную скорость 160 об / мин. И оба смешивают жидкости со скоростью до 50,0000 сП. CPS — это аббревиатура от Centipoise, которая обозначает вязкость материала. Эти планетарные шестерни предлагают более легкое решение для более высоких выходных крутящих моментов.Он обеспечивает более высокую удельную мощность, поскольку вес груза распределяется по планетам, а не на одной передаче. Из-за этого веса зубчатые пары служат дольше. Наши планетарные редукторы изготовлены из металлических материалов, что также увеличивает их долговечность.
Как работает планетарная передача
Комплекты шестерен такие же, как вы можете себе представить, эти крошечные звездочки с выступами по всему диаметру, которые подходят друг к другу, подобно тем, что вы найдете в автоматических трансмиссиях.Когда вы поворачиваете одного, остальные поворачиваются вместе с ними. Есть стационарная шестерня, называемая солнечной шестерней (или центральная солнечная шестерня), которую вращают планетарные шестерни. Планетарный ряд — это внешние шестерни блока шестерен, так как солнечные шестерни находятся в центре. Подобно структуре нашей солнечной системы с планетами и динамикой. Это внешнее кольцо называется коронной шестерней или внешней шестерней, и планетарные шестерни будут вращаться вокруг него и солнечной шестерни. Эти шестерни могут быть отдельно от планетарных зубчатых передач, которые будут обеспечивать входной или выходной сигнал на вал.Иногда содержится в планетарных коробках передач.
Это видео хорошо показывает, как работают планетные системы. Этот тип передачи и комбинация передач и передаточных чисел позволят вам создать широкий диапазон редукторов. Объединение этих диапазонов передач и их совместная работа позволяет приводу генерировать гораздо более высокие крутящие моменты или плотность крутящего момента, чем просто пневматический или электрический двигатель в одиночку.
Надежность
Чтобы предоставить нашим клиентам надежный двигатель, мы приложили огромные усилия для проектирования двигателей.Этот двигатель будет производить необходимые нам крутящий момент и скорость. Каждая часть конструкции смесителя Even Mix ™ была тщательно продумана, вплоть до планетарных шестерен. Мы протестировали наши барабанные миксеры по сравнению с другими типами, чтобы убедиться, что это действительно самый ровный и самый тщательный миксер на рынке сегодня.
Принципы работы
Все наши планетарные редукторы разработаны для простоты эксплуатации, долговечности и производительности за счет снижения веса системы при максимальном увеличении выходного ускорения, выходной скорости и крутящего момента.Они обеспечивают точное управление и динамику в ряде промышленных применений, таких как операции по укладке на поддоны.
Понимая потребности наших клиентов в различных отраслях промышленности, мы разработали двигатели с планетарными редукторами с тремя различными технологиями планетарных редукторов, которые предлагают различные номинальные крутящие моменты и скорости:
1. Колесный привод:
Давайте рассмотрим динамику планетарной передачи. В планетарной коробке передач планетарные передачи прикреплены к водилу.Солнечная шестерня прикреплена к ведущему валу, и когда солнечная шестерня вращается, планетарные шестерни включают ее, чтобы вращать внешнюю коронную шестерню. Планетарные редукторы обеспечивают систему с фиксированным передаточным отношением между водилом планетарной передачи и планетарной передачей. Планетарные редукторы обеспечивают высокий крутящий момент и регулируемую скорость, но могут быть тяжелыми и большими. Он идеально подходит для применений, требующих низкой скорости и высоких крутящих моментов. Кроме того, планетарные мотор-редукторы с колесным приводом благодаря своей эффективности и низкому уровню шума могут значительно снизить эксплуатационные расходы.Планетарные мотор-редукторы с приводом на колеса прочные и долговечные, предлагая одну из лучших моделей на рынке с точки зрения надежности.
2. Выход на валу:
В отличие от планетарного редуктора, двигатель с выходным валом оснащен редуктором, который установлен на внешнем валу, который крепится к одной из промежуточных шестерен. Планетарный редуктор имеет одно водило, которое может быть установлено на двигателе, тогда как планетарный редуктор с выходным валом имеет один вал, несущий шестерни, который, в свою очередь, несет водило.Одним из недостатков этой конструкции является то, что планетарные редукторы с выходным валом не служат так долго, как планетарные редукторы с приводом на колеса, потому что у них нет общих механизмов. В остальном двигатели с выходным планетарным редуктором отличаются прочностью и долговечностью, предлагая одну из лучших моделей в категории надежности.
3. Выход шпинделя:
Планетарный редуктор с выходным валом представляет собой гибрид планетарного редуктора, редуктора с выходным валом и редукторов с приводным валом. На моторе закреплен планетарный редуктор.В то время как двигатель с выходным валом имеет редуктор, закрепленный на двигателе, и редуктор с приводным валом, установленный на другом подшипнике, который отделяет планетарный редуктор от двигателя. Одним из недостатков этой конструкции является то, что она является тяжелой и довольно большой по объему, что приводит к высоким эксплуатационным расходам. Тем не менее, он обеспечивает необходимый крутящий момент и диапазон скоростей, но опять же с низкими эксплуатационными расходами и может быть довольно долговечным.
Для чего используются планетарные передачи?
Способен достигать высокого максимального крутящего момента и числа оборотов на выходе, которые могут обеспечить необходимое натяжение для широкого диапазона применений.Планетарные редукторы чаще всего используются в промышленности для приложений со средним и высоким крутящим моментом, от вилочных погрузчиков до сельскохозяйственного оборудования и для судостроения.
1. Колесные приводы:
Редукторы
Planet используются в колесных трансмиссиях промышленного и коммерческого назначения, от сельскохозяйственного оборудования, погрузочно-разгрузочного оборудования и вилочных погрузчиков до почтового оборудования и строительства мостов. Планетарные редукторы имеют более низкие потери на индукцию, потому что они имеют меньшее количество переключений передач, более эффективны, легче и тише, чем более крупные трансмиссии.Обладая крутящим моментом до 332 000 Нм, планетарные редукторы могут снабжать станки, прессы и конвейеры комбинациями скоростей и крутящим моментом, необходимыми для выполнения работы.
2. Гусеничные приводы:
Гусеничные приводы и системы тележек предъявляют более высокие требования к рабочим характеристикам, чем системы полного привода. Планетарные редукторы с их высоким крутящим моментом и мощностью используются для питания главных приводов железнодорожных систем в виде локомотивов, стационарных электродвигателей, самоходных газонокосилок и даже цистерн.Переключение с шестерен на планетарные редукторы для гусеничных приводов и тележек увеличивает крутящий момент, необходимый для разгона и торможения поезда. Планетарные коробки передач с широким диапазоном выходных скоростей и крутящего момента обеспечивают мощность, необходимую для обеспечения тяги, необходимой для движения поезда, обеспечения скорости транспортного средства и повышения безопасности.
3. Конвейеры:
По сравнению с системами колесных конвейеров планетарные редукторы обеспечивают большую надежность и более высокие рабочие скорости. Поскольку планетарные редукторы занимают меньше места, чем другие редукторы, они лучше подходят для более высоких скоростей, необходимых для производства деталей, что означает более низкие производственные затраты, а также расходы на техническое обслуживание.Кроме того, планетарный редуктор способен обеспечить требуемый более высокий крутящий момент при сохранении уровней вибрации, сопоставимых с уровнями систем привода колес, что означает меньшее количество случаев отказа привода и снижение утомляемости оператора во время переключения конвейера.
4. Насосы:
Насосы необходимы во всех промышленных и жилых системах, от систем канализации до выработки электроэнергии, производства бумаги и шлифовки. Планетарные редукторы с их более высокой эффективностью, низким уровнем шума и более длительным сроком службы обеспечивают более высокую производительность и более высокий крутящий момент, необходимый для работы насосов.Другие особые ситуации, такие как низкоскоростные промышленные насосы, суровые условия окружающей среды и быстрое переключение, необходимое для малобюджетных установок, доступны с планетарными редукторами и обеспечивают желаемую производительность и надежность.
5. Военное использование:
Роботизированные системы — от манипуляторов до контейнерных кранов — работают с точной скоростью, которую не могут обеспечить стандартные коробки передач. Планетарные редукторы позволяют отраслям робототехники и автоматизации достигать более быстрых изменений скорости и более высокого крутящего момента, сохраняя при этом точность, необходимую для правильной работы.Это особенно важно в труднодоступных местах, где существует динамическая нагрузка. Более высокая скорость переключения планетарных коробок передач также означает меньший риск падения деталей с более быстро движущихся передач. Планетарные редукторы также важны для повышения маневренности и мощности военной техники — усовершенствованных роботизированных расширений.
Типы планетарных шестерен
Наши планетарные редукторы доступны в односкоростной или двухскоростной модели, в зависимости от области применения.Односкоростные шестерни имеют половину числа зубьев шестерни, чем двухскоростные шестерни. Оба, соответственно, тихие и обладают непревзойденной долговечностью. Кроме того, наши планетарные редукторы могут также включать динамические, электромеханические или гидравлические тормозные системы, которые при необходимости могут быть адаптированы к вашим требованиям. В зависимости от того, что вам нужно, наша коробка передач справится с задачей. Благодаря нашей технологии зубчатых передач и сочетанию новейших конструкций планетарных редукторов, приводных валов и выходных редукторов шпинделя нет необходимости, с которой наши редукторы могли бы справиться.
Как узнать, какая планетарная коробка передач мне нужна?
Планетарные зубчатые передачи были основным продуктом отрасли и по сей день пользуются успехом. По мере развития технологий они стали более совершенными, что упростило их использование для конечного пользователя, а также повысило их эффективность. Теперь, если вы думаете об использовании планетарной коробки передач — или просто нуждаетесь в совете, какой выбрать, — в первую очередь следует учесть несколько вещей. При выборе планетарной коробки передач необходимо учитывать несколько факторов: условия эксплуатации, долговечность, эффективность, размер и цена — все это необходимо учитывать перед покупкой.Мы много работали над тем, чтобы у вас была лучшая коробка передач для любого конкретного случая применения. Наш опыт в сочетании с глубокими познаниями в области продукции позволил нам предоставить вам планетарный редуктор с высочайшим КПД, самым продолжительным сроком службы и минимальными механическими потерями в соответствии с вашими потребностями, гарантируя вам крутящий момент, необходимый для достижения ваших целей.
Что такое планетарный редуктор?
Вернуться к обзору
Какая техника тысячелетней давности лежит в основе многих самых инновационных технических достижений на данный момент? У робототехники, 3D-печати и новых транспортных средств есть одна общая черта: часто они приводятся в движение планетарной коробкой передач.Как поставщик планетарных редукторов, мы, конечно, знаем все до и после, но что, если вы впервые столкнетесь с этой техникой? Мы решили объяснить это понятно для всех — в этой статье мы обсудим основы планетарного редуктора.
Что такое планетарный редуктор?
Планетарный редуктор — это редуктор с совмещенным входным и выходным валами. Планетарный редуктор используется для передачи наибольшего крутящего момента в наиболее компактной форме (известной как плотность крутящего момента).
Ускоряющая ступица велосипеда — отличный пример механизма планетарного колеса. Вы когда-нибудь задумывались, как получить такую мощность и возможности в такой маленькой ступице? Для трехскоростной ступицы используется одноступенчатая планетарная передача, для пятиступенчатой ступицы — 2-ступенчатая.Каждая планетарная передача имеет состояние редуктора, прямое соединение и режим ускорения.
С математической точки зрения, наименьшее передаточное число составляет 3: 1, наибольшее — 10: 1. При передаточном числе менее 3 солнечная шестерня становится слишком большой относительно планетарных шестерен. При передаточном числе более 10 солнечное колесо становится слишком маленьким, и крутящий момент падает. Отношения обычно абсолютные, т.е. целые числа.
Кто изобрел планетарный редуктор, неизвестно, но функционально он был описан Леонардо да Винчи в 1490 году и использовался веками.
Почему он назван планетарной коробкой передач?
Планетарный редуктор получил свое название из-за того, как разные шестерни перемещаются вместе. В планетарной коробке передач мы видим солнечную (солнечную) шестерню, сателлитную (кольцевую) шестерню и две или более планетарных шестерен. Обычно солнечная шестерня приводится в движение и, таким образом, приводят в движение планетарные шестерни, заблокированные в водиле планетарной передачи, и образуют выходной вал. Шестерни сателлитов имеют фиксированное положение по отношению к внешнему миру. Это похоже на нашу планетную солнечную систему, отсюда и название.Помогло то, что древние конструкции шестерен широко использовались в астрологии для составления карт и отслеживания наших небесных тел. Так что это был не такой уж большой шаг.
На практике мы часто говорим с точки зрения использования планетарных редукторов для промышленной автоматизации. Вот почему мы называем солнечную шестерню входным валом, планетарные шестерни и водило выходного вала и сателлитную шестерню (или коронную шестерню) — корпусом.
Возможности планетарных редукторов
С одной и той же конструкцией можно реализовать разные скорости и направления вращения.Это может быть достигнуто, например, путем реверсирования коробки передач, что дает следующие возможности:
Ведомая сторона Твердый мир Ведущая сторона Результат
Входной вал Корпус Выходной вал Редукция
Входной вал Выходной вал Корпус Обратное движение + задержка
Выходной вал Входной вал Корпус Задержка
Выходной вал Корпус Входной вал Разгон
Корпус Выходной вал Входной вал Обратное движение + ускорение
Корпус Входной вал Выходной вал Задержка
Входной и выходной валы Н.А. Корпус 1: 1
Где обычно используется планетарный редуктор (в трансмиссии)?
Где обычно используется планетарный редуктор (в трансмиссии):
В роботе для увеличения крутящего момента
В печатном станке для уменьшения скорости роликов
Для точного позиционирования
В упаковочной машине для воспроизводимых продуктов
Покупка планетарной коробки передач: на что обратить внимание
Каковы критерии покупки планетарной коробки передач? На этот вопрос сложно ответить, потому что он сильно зависит от того, где именно используется коробка передач.Прежде всего, должны быть правильными первичные характеристики (например: крутящий момент, люфт, передаточное отношение), но затем второстепенные (например: коррозионная стойкость, уровень шума, конструкция) и третичные (например: срок поставки, цена, общий объем доступность, сервис) важны.
Поскольку Apex Dynamics работает быстрее, вы можете обращаться к нам по всем вопросам. Мы ответим быстро, часто в тот же день, с индивидуальным ответом и / или индивидуальным предложением. Таким образом, вам никогда не придется беспокоиться о задержках, мы доставляем все коробки передач, которые отсутствуют на складе, и быстрее, чем кто-либо другой.
Консистентная смазка или масло в качестве смазки в планетарной коробке передач
Даже при том, насколько точно планетарный редуктор изготовлен и собран, внутри всегда есть поверхности качения или скольжения. Вот почему каждая коробка передач содержит смазку — будь то масло, консистентная смазка или синтетический гель — для обеспечения хорошей работы шестерен и предотвращения износа. Кроме того, смазка часто также обеспечивает охлаждение и снижает шум или вибрацию. Apex Dynamics использует специальную смазку от компании Nye Lubricants, по сути, это своего рода гель.
Мы опубликовали статью на эту тему:
Смазка SMART: Без смазки нет гладкой передачи!
6 аргументов в пользу планетарного редуктора в сочетании с серводвигателем
Крутящий момент разделен на 3 передачи (планетарные шестерни), и поэтому — при равных размерах — крутящий момент почти в 3 раза выше, чем у «нормальной» коробки передач.
Низкий люфт.
Компактность и, следовательно, низкая инерция массы.
Высокая эффективность.
Закрытая система.
Абсолютное соотношение от 3: 1 до 10: 1 на ступень.
Почему планетарный редуктор от Apex Dynamics
Редукторы
Apex Dynamics идеально подходят, например, для современной сервотехники благодаря сложным уплотнениям из витона, косозубым зубьям и сбалансированному валу солнечной шестерни. Мы продаем около 49 серий планетарных редукторов и предлагаем неизведанное обслуживание, поддержку и местные складские запасы. Это делает нас непревзойденным поставщиком редукторов с малым люфтом.
Пресс-релиз, Helmond 14.11.2017
Патент США на планетарный редуктор с устройством подачи масла, газотурбинный двигатель с планетарным редуктором и способ изготовления лопастного насоса. Патент (Патент №10,823,174, выданный 3 ноября 2020 г.)
Эта заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Германии DE 102018107494.8, поданной 28 марта 2018 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
Настоящее изобретение относится к планетарному редуктору с устройством для подачи масла. Кроме того, настоящее изобретение относится к газотурбинному двигателю с планетарной коробкой передач, а также к способу изготовления ковшового насоса.
Из практики известны газотурбинные двигатели, в которых вентилятор соединен с турбиной низкого давления посредством планетарного редуктора. Планетарный редуктор выполнен с неподвижным венцом и вращающимся водилом планетарной передачи.Для питания подшипников и зубчатых зацеплений планетарного редуктора в них подается масло. В этом процессе масло подается к вращающемуся валу планетарного редуктора через систему подачи масла, которая размещена в конструктивном элементе, который жестко расположен в корпусе, и подается дальше к подшипникам и зубчатым зацеплениям.
Из DE 10 2014 117 841 A1 известно, что зона передачи между конструктивным элементом, который жестко установлен на корпусе, и вращающимся валом от окружающей среды, изолирована с помощью герметизирующего устройства.Уплотняющее устройство расположено в зоне стыка между стойким к крутящему моменту конструктивным элементом и вращающимся валом. Здесь уплотнительное устройство выполнено с резьбовым участком.
Однако здесь возникает проблема из-за прогибов и наклона центральных осей стойкого к крутящему моменту конструктивного элемента и вращающегося вала относительно друг друга, когда они возникают во время работы. Это может привести к нежелательной утечке в области герметизирующего устройства. Чтобы избежать этого, могут потребоваться сложные гибкие подвески.Кроме того, уплотнительное устройство подвержено износу.
Из неопубликованного DE 10 2017 108 333.2 заявителя известно решение, в котором масло может вводиться в зону канала бесконтактным образом в осевом направлении через масляное сопло. Участок кабелепровода жестко соединен с установленным с возможностью вращения валом планетарного редуктора. Внутри области трубопровода расположен насос, который выполнен с рабочим колесом и через который масло может подаваться к нагрузкам в радиальном направлении наружу.
Кроме того, из неопубликованного DE 10 2017 121 739.8 заявителя известна система распределения масла. Через масляную форсунку, которая установлена с защитой от крутящего момента, масло может подаваться в отверстие вращающейся области в радиальном направлении наружу и бесконтактным образом. Зона имеет собирающую зону, в которой установлено ускоряющее устройство, жестко прикрепленное к зоне. Через ускоряющее устройство поток, который по существу ориентирован наружу в радиальном направлении, может быть применен к маслу в зоне сбора.
Такие системы маслоснабжения имеют большие размеры, особенно в радиальном направлении, и, таким образом, характеризуются высоким использованием материала, а также большим весом.
Далее, из Пат. Из US 6409464 B1 известна система смазки газотурбинного двигателя. Система смазки подает масло к подшипнику через множество кольцевых и радиальных канавок.
Настоящее изобретение основано на задаче создания устройства планетарной коробки передач, которое имеет малый вес конструктивного элемента и конструктивно простую конструкцию, а также отличается низким износом.Кроме того, должен быть предусмотрен газотурбинный двигатель с таким устройством планетарной коробки передач. Кроме того, должен быть предоставлен способ простого изготовления черпального насоса.
Согласно первому аспекту предусмотрено планетарное редукторное устройство с устройством для подачи масла, через которое зоны планетарного редукторного редуктора могут попадать в масло. Устройство для подачи масла имеет черпаковый насос в форме кольца, который соединен с вращающимся валом планетарного редуктора, и систему подачи масла, которая жестко расположена на корпусе.Через систему подачи масла масло может подаваться к черпачному насосу. Червячный насос имеет множество распределенных по окружности лопастей, которые проходят в окружном направлении и выходят из радиально внешней области в направлении радиально внутренней области. Лезвия ограничивают канавки, которые проходят в продольном направлении в радиальном направлении и образуют основание канавок соответственно. Канавки выполнены открытыми радиально внутрь в некоторых областях и радиально наружу в других областях.Масло может быть направлено путем подачи масла через канавки к областям отклонения ковшового насоса и может отклоняться через области отклонения предпочтительно в осевом направлении ковшового насоса в направлении областей каналов. Каждая из участков каналов имеет по меньшей мере одно выпускное отверстие, соответственно, через которое масло может проходить от черпального насоса в радиальном направлении наружу. Выходы соответственно находятся в рабочем соединении с масляным каналом, который расположен во вращающемся валу и через который на эти участки может попадать масло.
Червячный насос отличается небольшими размерами конструктивных элементов в радиальном направлении планетарного редуктора. Таким образом достигается то, что планетарный редуктор может быть выполнен с малым весом конструктивного элемента и экономичным образом. Червячный насос также представляет собой надежное устройство, с помощью которого можно подавать достаточное количество масла даже в неблагоприятных каркасных условиях. Среди других причин это связано с тем, что подача масла к потребителям планетарного редуктора происходит бесконтактным образом, и для этой цели не требуются сложные уплотняющие устройства, подверженные износу.Таким образом, планетарный редуктор отличается малым износом.
Вследствие бесконтактной подачи масла в черпальный насос посредством подачи масла радиальные отклонения планетарного редуктора, в частности, относительно корпуса, так как они могут быть вызваны, например, неуравновешенными массами или в результате разрыва лопасти, не влияют на работу системы подачи масла. Таким образом снижается риск выхода из строя, и работа двигателя становится особенно надежной. Из ковшового насоса, который также называют радиальным ковшовым насосом, масло выводится наружу через выпускные отверстия и через масляные каналы к нагрузкам.Здесь масло перемещается наружу за счет центробежной силы, которая действует во время работы ковшового насоса, когда ковшовый насос вращается со скоростью вращения вала. Давление масла, которое создается в этом процессе, тем выше, чем длиннее путь масла через масляные каналы в радиальном направлении наружу.
Согласно дополнительному аспекту раскрытия, по меньшей мере, одна область канала проходит, по меньшей мере, в определенных областях, по существу, в осевом направлении черпального насоса.Если по меньшей мере одна область канала, в частности все области каналов, проходят в осевом направлении устройства планетарной коробки передач, черпаковый насос может быть выполнен с меньшим монтажным пространством в радиальном направлении, и масло может направляться в желаемый участок планетарного редуктора простым способом. Однако также возможны расположение, которое наклонено по отношению к осевому направлению, или криволинейный вариант выполнения областей каналов.
Подача масла может иметь несколько масляных форсунок, которые, например, могут быть расположены так, чтобы равномерно распределяться по окружности черпального насоса.Таким образом может быть обеспечена непрерывная подача масла.
Здесь, чтобы подавать масло по существу в радиальном направлении от ковшового насоса в ковшовый насос, по меньшей мере одно масляное сопло может быть расположено с ориентацией, которая по существу совпадает в радиальном направлении устройства планетарной коробки передач по отношению к совковый насос, в котором масляное сопло, в частности, выполнено для подачи масла в радиальном направлении извне внутрь. В этом случае черпальный насос может быть расположен на участке малого диаметра и, соответственно, может быть легким.Однако также может быть предусмотрено, что масляная форсунка выполнена для подачи масла в ковшовый насос в радиальном направлении изнутри наружу, при этом в этом случае масляная форсунка расположена радиально внутри ковшового насоса.
В соответствии с дополнительным аспектом раскрытия, устройство подачи масла охватывает угол от 0 ° до 90 ° с радиальным направлением ковшового насоса, начиная от масляного сопла к черпаковому насосу. Таким образом может быть достигнута эффективная подача масла.Здесь, в частности, масляная форсунка может быть выполнена таким образом, что от масляной форсунки до черпального насоса устройство подачи масла охватывает угол от 0 ° до 90 ° с радиальным направлением планетарного редуктора. в окружном направлении ковшового насоса. Здесь масляное сопло может быть выполнено таким образом, что масло может подаваться в черпаковый насос против направления вращения вала. Однако масляное сопло также может быть выполнено таким образом, чтобы масло могло подаваться в черпаковый насос в направлении вращения вала.
Устройство для подачи масла также может быть выполнено в виде кольца для подачи масла, через которое масло может подаваться в черпаковый насос по всей окружности или только через частичный участок окружности.
Кроме того, может быть предусмотрено, что совковый насос выполнен в виде одной, двух или нескольких частей. В этом случае черпальный насос может быть изготовлен из твердого материала или из литого конструктивного элемента.
Вращающийся вал может быть водилом планетарной передачи, коронной шестерней, планетарной шестерней или солнечной шестерней планетарного редуктора.Может быть предусмотрено устройство, препятствующее вращению, чтобы предотвратить любое скручивание ковшового насоса относительно водила планетарной передачи, коронной шестерни, планетарной шестерни или солнечной шестерни.
Может быть предусмотрено, что каждый масляный канал соответствует нагрузке планетарного редуктора. Таким образом можно гарантировать, что желаемое количество масла может подаваться на каждую загрузку контролируемым образом.
Желательно, чтобы канавки ковшового насоса образовывали области отклонения и для этой цели имели геометрию, которая предназначена для отклонения масла, которое проходит в канавки, в направлении областей каналов.
В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается способ изготовления ковшового насоса, как он был более подробно описан выше, при этом ковшовый насос изготавливается методом 3D-печати или так называемым способом изготовления аддитивного слоя. . С помощью метода 3D-печати такой черпальный насос может быть изготовлен особенно простым способом в виде единой детали.
В соответствии с дополнительным аспектом предлагается газотурбинный двигатель для летательного аппарата, содержащий следующее:
сердечник двигателя, который содержит турбину, компрессор и вал сердечника, который соединяет турбину с компрессором;
вентилятор, который расположен перед сердечником двигателя, при этом вентилятор содержит несколько лопастей вентилятора; и
— редуктор, который принимает входной сигнал от стержневого вала и выводит привод для вентилятора для приведения в действие вентилятора с более низкой скоростью вращения, чем стержневой вал, при этом редуктор выполнен в виде планетарного редуктора, как более подробно описано выше.
Вход в коробку передач может осуществляться непосредственно от стержневого вала или косвенно от стержневого вала, например, посредством цилиндрического вала и / или шестерни. Основной вал может быть жестко соединен с турбиной и компрессором, так что турбина и компрессор вращаются с одинаковой скоростью вращения (при этом вентилятор вращается с более низкой скоростью вращения). Здесь редуктор может быть выполнен в виде планетарного редуктора, как это более подробно описано выше.
Раскрытый здесь газотурбинный двигатель может иметь любую подходящую общую архитектуру.Например, газотурбинный двигатель может иметь любое желаемое количество валов, которые соединяют турбины и компрессоры, например один, два или три вала. Исключительно в качестве примера турбина, соединенная с валом сердечника, может быть первой турбиной, компрессор, соединенный с валом сердечника, может быть первым компрессором, а вал сердечника может быть первым валом сердечника. Базовый двигатель может дополнительно содержать вторую турбину, второй компрессор и второй центральный вал, соединяющий вторую турбину со вторым компрессором.Вторая турбина, второй компрессор и второй стержневой вал могут быть выполнены с возможностью вращения с более высокой скоростью вращения, чем первый стержневой вал.
В таком устройстве второй компрессор может быть расположен в осевом направлении после первого компрессора. Второй компрессор может быть выполнен с возможностью приема (например, прямого приема, например, обычно через кольцевой канал) потока от первого компрессора.
Редуктор может быть выполнен с возможностью привода от стержневого вала, который выполнен с возможностью вращения (например, при использовании) с самой низкой скоростью вращения (например, первый стержневой вал в приведенном выше примере).Например, редуктор может быть выполнен с возможностью приводиться в движение только стержневым валом, который сконфигурирован для вращения (например, при использовании) с самой низкой скоростью вращения (например, только первым стержневым валом, а не вторым стержневым валом, в пример выше). В качестве альтернативы редуктор может быть выполнен с возможностью привода от одного или нескольких валов, например первого и / или второго вала в приведенном выше примере.
В описанном здесь газотурбинном двигателе пространство сгорания может быть предусмотрено в осевом направлении после вентилятора и компрессора (или компрессоров).Например, камера сгорания может располагаться непосредственно после второго компрессора (например, на его выходе), если предусмотрен второй компрессор. В качестве дополнительного примера поток на выходе из камеры сгорания может подаваться на вход второй турбины, если предусмотрена вторая турбина. Пространство для сгорания может быть предусмотрено перед турбиной (турбинами).
Один или каждый компрессор (например, первый компрессор и второй компрессор в соответствии с приведенным выше описанием) может содержать любое количество ступеней, например, несколько ступеней.Каждая ступень может содержать ряд лопаток ротора и ряд лопаток статора, которые могут быть регулируемыми лопатками статора (т.е. в том смысле, что их угол падения может быть переменным). Ряд лопастей ротора и ряд лопаток статора могут быть смещены в осевом направлении друг относительно друга.
Каждая турбина (например, первая турбина и вторая турбина в соответствии с приведенным выше описанием) может содержать любое количество ступеней, например, несколько ступеней. Каждая ступень может содержать ряд лопаток ротора и ряд лопаток статора.Ряд лопастей ротора и ряд лопаток статора могут быть смещены в осевом направлении друг относительно друга.
Каждая лопасть вентилятора может иметь радиальную ширину пролета, простирающуюся от основания (или ступицы) в радиально внутреннем месте, промываемом газом, или от положения 0% размаха до вершины с шириной размаха 100%. Здесь отношение радиуса лопасти вентилятора на ступице к радиусу лопасти вентилятора на вершине может быть меньше (или порядка) любого из: 0,4, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34. , 0,33, 0,32, 0.31, 0,3, 0,29, 0,28, 0,27, 0,26 или 0,25. Отношение радиуса лопасти вентилятора на ступице к радиусу лопасти вентилятора на вершине может находиться в замкнутом диапазоне, ограниченном любыми двумя значениями в предыдущем предложении (т.е. значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы). Эти соотношения обычно называют отношением ступицы к наконечнику. Радиус на ступице и радиус на вершине могут быть измерены на передней (или на самой передней в осевом направлении) кромке лопасти. Отношение ступицы к наконечнику относится, конечно, к промытой газом части лопасти вентилятора, т.е.е. часть, которая расположена радиально вне любой платформы.
Радиус вентилятора можно измерить между центральной линией двигателя и концом лопасти вентилятора на его передней кромке. Диаметр вентилятора (который может быть просто вдвое больше радиуса вентилятора) может быть больше (или порядка) любого из следующих значений: 250 см (около 100 дюймов), 260 см, 270 см (около 105 дюймов), 280 см. (около 110 дюймов), 290 см (около 115 дюймов), 300 см (около 120 дюймов), 310 см, 320 см (около 125 дюймов), 330 см (около 130 дюймов), 340 см (около 135 дюймов), 350 см, 360 см (около 140 дюймов), 370 см (около 145 дюймов), 380 (около 150 дюймов) см или 390 см (около 155 дюймов).Диаметр вентилятора может находиться в замкнутом диапазоне, ограниченном любыми двумя значениями в предыдущем предложении (т.е. значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы).
Скорость вращения вентилятора может изменяться во время использования. Обычно скорость вращения ниже у вентиляторов большего диаметра. Исключительно в качестве неограничивающего примера, скорость вращения вентилятора в крейсерских условиях может быть менее 2500 об / мин, например менее 2300 об / мин. Исключительно в качестве дополнительного неограничивающего примера, скорость вращения вентилятора в крейсерских условиях для двигателя, имеющего диаметр вентилятора в диапазоне от 250 см до 300 см (например, от 250 см до 280 см), может находиться в диапазоне от 1700 до 2500 об / мин, например в диапазоне от 1800 до 2300 об / мин, например в диапазоне от 1900 до 2100 об / мин.Исключительно в качестве дополнительного неограничивающего примера, скорость вращения вентилятора в крейсерских условиях для двигателя, имеющего диаметр вентилятора в диапазоне от 320 см до 380 см, может находиться в диапазоне от 1200 до 2000 об / мин, для например, в диапазоне от 1300 до 1800 об / мин, например, в диапазоне от 1400 до 1600 об / мин.
При использовании газотурбинного двигателя вентилятор (с соответствующими лопастями) вращается вокруг оси вращения. Это вращение приводит к тому, что наконечник лопасти вентилятора движется со скоростью U _{наконечник}.Работа лопастей вентилятора над потоком приводит к увеличению энтальпии потока dH. Нагрузка на наконечник вентилятора может быть определена как dH / U _{наконечник} ², где dH — это увеличение энтальпии (например, одномерное увеличение средней энтальпии) на вентиляторе, а U _tip — (поступательная) скорость наконечник вентилятора, например, на передней кромке наконечника (который может быть определен как радиус наконечника вентилятора на передней кромке, умноженный на угловую скорость). Нагрузка на наконечник вентилятора в крейсерских условиях может быть больше (или порядка) любого из: 0.3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39 или 0,4 (все единицы в этом абзаце равны Jkg ⁻¹ K ⁻¹ / (мс ⁻¹) ² ). Нагрузка на наконечник вентилятора может находиться в замкнутом диапазоне, ограниченном любыми двумя значениями в предыдущем предложении (т.е. значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы).
Газотурбинные двигатели в соответствии с настоящим раскрытием могут иметь любую желаемую степень двухконтурности, где степень двухконтурности определяется как отношение массового расхода потока через байпасный канал к массовому расходу потока через активную зону. в круизных условиях.В некоторых конфигурациях коэффициент байпаса может быть больше (или порядка): 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5, 15, 15,5, 16, 16,5 или 17. Коэффициент обхода может находиться в замкнутом диапазоне, ограниченном любыми двумя значениями в предыдущем предложении (т. Е. Значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы). Обводной канал может быть по существу кольцевым. Обводной канал может выходить радиально за пределы основного двигателя. Радиально внешняя поверхность байпасного канала может быть ограничена гондолой и / или корпусом вентилятора.
Общий коэффициент давлений описанного здесь газотурбинного двигателя может быть определен как отношение давления торможения перед вентилятором к давлению торможения на выходе компрессора самого высокого давления (перед входом в пространство сгорания). В качестве неограничивающего примера, общий перепад давлений газотурбинного двигателя, как раскрыто в данном документе, на крейсерской скорости может быть больше (или порядка): 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70 , 75. Общий коэффициент давления может находиться в замкнутом диапазоне, ограниченном любыми двумя значениями в предыдущем предложении (т.е. значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы).
Удельная тяга газотурбинного двигателя может быть определена как чистая тяга газотурбинного двигателя, деленная на общий массовый расход, проходящий через двигатель. В крейсерских условиях удельная тяга двигателя, описанная здесь, может быть меньше (или порядка): 110 Нкг ^-1 с, 105 Нкг ^-1 с, 100 Нкг ^-1 с, 95 Нкг ⁻¹ с, 90 Нкг ⁻¹ с, 85 Нкг ⁻¹ с или 80 Нкг ⁻¹ с.Удельная тяга может находиться в замкнутом диапазоне, ограниченном любыми двумя значениями в предыдущем предложении (т.е. значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы). Такие газотурбинные двигатели могут быть особенно эффективными по сравнению с обычными газотурбинными двигателями.
Описанный здесь газотурбинный двигатель может иметь любую желаемую максимальную тягу. Исключительно в качестве неограничивающего примера, описанная здесь газовая турбина может быть способна создавать максимальную тягу не менее (или порядка): 160 кН, 170 кН, 180 кН, 190 кН, 200 кН, 250 кН, 300 кН, 350 кН, 400 кН, 450 кН, 500 кН или 550 кН.Максимальная тяга может находиться в замкнутом диапазоне, ограниченном любыми двумя значениями в предыдущем предложении (т.е. значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы). Упомянутая выше тяга может быть максимальной чистой тягой при стандартных атмосферных условиях на уровне моря плюс 15 ° C (окружающее давление 101,3 кПа, температура 30 ° C), когда двигатель находится в статическом состоянии.
При использовании температура потока на входе в турбину высокого давления может быть особенно высокой. Эту температуру, которую можно называть TET, можно измерить на выходе из камеры сгорания, например, непосредственно перед первой лопаткой турбины, которая сама по себе может называться направляющей лопаткой сопла.На крейсерской скорости TET может быть не менее (или порядка): 1400 K, 1450 K, 1500 K, 1550 K, 1600 K или 1650 K. TET на крейсерской скорости может быть в замкнутом диапазоне, ограниченном любым два значения в предыдущем предложении (т. е. значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы). Максимальный TET при использовании двигателя может быть, например, по меньшей мере (или порядка): 1700 K, 1750 K, 1800 K, 1850 K, 1900 K, 1950 K или 2000 K. Максимальное TET может быть в замкнутом диапазоне, ограниченном любыми двумя значениями в предыдущем предложении (т.е. значения могут представлять верхнюю или нижнюю границы). Максимальное TET может иметь место, например, при условии высокой тяги, например при условии максимального взлета (MTO).
Лопасть вентилятора и / или аэродинамическая часть лопасти вентилятора, как описано здесь, могут быть изготовлены из любого подходящего материала или комбинации материалов. Например, по меньшей мере, часть лопасти вентилятора и / или аэродинамического профиля может быть изготовлена, по меньшей мере, частично из композитного материала, например композитного материала с металлической матрицей и / или композитного материала с органической матрицей, такого как углеродное волокно.В качестве дополнительного примера, по меньшей мере, часть лопасти вентилятора и / или аэродинамического профиля может быть изготовлена, по меньшей мере частично, из металла, такого как металл на основе титана или материал на основе алюминия (например, алюминиево-литиевый сплав) или материал на основе стали. Лопасть вентилятора может содержать по меньшей мере две области, которые изготовлены с использованием разных материалов. Например, лопасть вентилятора может иметь защитную переднюю кромку, которая может быть изготовлена с использованием материала, который лучше сопротивляется ударам (например, от птиц, льда или другого материала), чем остальная часть лопасти.Такая передняя кромка может быть изготовлена, например, из титана или сплава на основе титана. Таким образом, исключительно в качестве примера, лопасть вентилятора может иметь корпус из углеродного волокна или алюминия (например, алюминиево-литиевый сплав) с титановой передней кромкой.
Описанный здесь вентилятор может содержать центральную часть, от которой могут выступать лопасти вентилятора, например, в радиальном направлении. Лопасти вентилятора могут быть прикреплены к центральной части любым желаемым образом. Например, каждая лопасть вентилятора может содержать приспособление, которое может входить в соответствующий паз в ступице (или диске).Исключительно в качестве примера такое крепежное устройство может быть представлено в виде ласточкина хвоста, который может быть вставлен в соответствующий паз в ступице / диске и / или может взаимодействовать с ним, чтобы прикрепить лопасть вентилятора к ступице. / диск. В качестве дополнительного примера, лопасти вентилятора могут быть выполнены заодно с центральной частью. Такое расположение может называться блиском или шик. Для изготовления такого блиска или шика может быть использован любой подходящий способ. Например, по меньшей мере часть лопастей вентилятора может быть изготовлена из блока и / или по меньшей мере часть лопастей вентилятора может быть прикреплена к ступице / диску с помощью сварки, такой как сварка трением.
Описанные здесь газотурбинные двигатели могут быть снабжены или не иметь сопло с изменяемой площадью сечения (VAN). Такая форсунка с изменяемым сечением позволяет изменять площадь выхода обводного канала во время работы. Общие принципы настоящего раскрытия могут применяться к двигателям с VAN или без него.
Раскрытый здесь вентилятор газотурбинного двигателя может иметь любое желаемое количество лопастей вентилятора, например 16, 18, 20 или 22 лопасти вентилятора.
В данном документе крейсерские условия могут относиться к крейсерским условиям самолета, к которому прикреплен газотурбинный двигатель.Такие крейсерские условия можно условно определить как условия в середине крейсерского полета, например, условия, в которых летит самолет и / или двигатель в средней точке (с точки зрения времени и / или расстояния) между вершиной набора высоты и началом снижения.
Чисто для примера, скорость движения вперед в крейсерском режиме может быть любой точкой в диапазоне от 0,7 до 0,9 Маха, например от 0,75 до 0,85, например от 0,76 до 0,84, например от 0,77 до 0,83, например от 0,78 до 0,82 , например от 0,79 до 0.81, например, порядка 0,8 Маха, порядка 0,85 Маха или в диапазоне от 0,8 до 0,85. Любая скорость в пределах этих диапазонов может быть условием крейсерского режима. Для некоторых самолетов крейсерские условия могут выходить за пределы этих диапазонов, например, ниже 0,7 Маха или выше 0,9 Маха.
Чисто для примера, крейсерские условия могут соответствовать стандартным атмосферным условиям на высоте, которая находится в диапазоне от 10000 м до 15000 м, например в диапазоне от 10000 м до 12000 м, например в диапазоне от От 10400 м до 11600 м (около 38000 футов), например, в диапазоне от 10500 м до 11500 м, например, в диапазоне от 10600 м до 11400 м, например, в диапазоне от 10700 м (около 35000 футов) до 11300 м, например в диапазоне от 10800 до 11200 м, например в диапазоне от 10900 до 11100 м, например, порядка 11000 м.Крейсерские условия могут соответствовать стандартным атмосферным условиям на любой заданной высоте в этих диапазонах.
Чисто для примера, крейсерские условия могут соответствовать следующему: переднее число Маха 0,8; давление 23000 Па; и температура -55 ° C.
Используемые здесь термины «крейсерский полет» или «крейсерские условия» могут относиться к расчетной аэродинамической точке. Такая расчетная аэродинамическая точка (или ADP) может соответствовать условиям (включающим, например, одно или несколько из числа Маха, условий окружающей среды и требования к силе тяги), в которых вентилятор предназначен для работы.Это может означать, например, условия, при которых вентилятор (или газотурбинный двигатель) спроектирован так, чтобы иметь оптимальный КПД.
Во время работы описанный здесь газотурбинный двигатель может работать в крейсерских условиях, определенных в другом месте настоящего документа. Такие крейсерские условия могут определяться крейсерскими условиями (например, крейсерскими условиями) летательного аппарата, на котором может быть установлен, по меньшей мере, один (например, два или четыре) газотурбинных двигателя для обеспечения тяги.
Специалист в данной области техники поймет, что, за исключением взаимоисключающих, особенность или параметр, описанные в отношении любого из вышеупомянутых аспектов, могут применяться к любому другому аспекту. Кроме того, за исключением взаимоисключающих, любая функция или параметр, описанные в данном документе, могут применяться к любому аспекту и / или могут быть объединены с любой другой функцией или параметром, описанными в данном документе.
Теперь варианты осуществления будут описаны в качестве примера со ссылкой на чертежи; на рисунках:
РИС.1 показан продольный разрез газотурбинного двигателя;
РИС. 2 — увеличенный частичный продольный разрез передней части газотурбинного двигателя;
РИС. 3 — изолированное планетарное редукторное устройство для газотурбинного двигателя;
РИС. 4 — увеличенный вид в частичном продольном разрезе газотурбинного двигателя согласно фиг. 2, на котором более подробно показан черпальный насос;
РИС. 5 — отдельное трехмерное изображение ковшового насоса, состоящего из двух частей, причем две части ковочного насоса показаны в состоянии, в котором они не соединены друг с другом;
РИС.6 показан упрощенный вид в разрезе ковшового насоса по линии VI-VI на фиг. 4 с четырьмя лопастями;
РИС. 7 — упрощенный вид в разрезе ковшового насоса с пятью лопастями, соответствующего фиг. 6; и
РИС. 8 — упрощенный вид в разрезе ковшового насоса по линии VIII-VIII на фиг. 6.
РИС. 1 описывает газотурбинный двигатель 10 , имеющий главную ось вращения 9 . Двигатель 10 содержит воздухозаборник 12 и упорный вентилятор или вентилятор 23 , который создает два воздушных потока: основной воздушный поток A и байпасный воздушный поток B.Газотурбинный двигатель 10 содержит сердечник 11 , который принимает поток воздуха в сердечнике A. Сердцевинный двигатель 11 содержит, если смотреть в осевом направлении потока, компрессор низкого давления 14 , компрессор высокого давления компрессор 15 , устройство сгорания 16 , турбина высокого давления 17 , турбина низкого давления 19 и выхлопное сопло основного двигателя 20 . Гондола 21 двигателя окружает газотурбинный двигатель 10 и определяет байпасный канал 22 и байпасное выхлопное сопло 18 .Обводной воздушный поток 2 проходит через обводной канал 22 . Вентилятор 23 прикреплен с помощью вала 26 и эпициклоидального редуктора 30 к турбине низкого давления 19 и приводится в движение им. Здесь вал 26 также называется стержневым валом.
Во время работы основной воздушный поток 1 ускоряется и сжимается компрессором низкого давления 14 и направляется в компрессор высокого давления 15 , где происходит дальнейшее сжатие.Воздух, который выпускается из компрессора 15, высокого давления в сжатом состоянии, направляется в устройство для сгорания 16 , где он смешивается с топливом и сгорает. Образующиеся горячие продукты сгорания затем распространяются через турбину 17 высокого давления и турбину 19 низкого давления и, таким образом, приводят их в движение, прежде чем они будут выпущены через сопло 20 для обеспечения определенной тяги. Турбина высокого давления 17 приводит в движение компрессор высокого давления 15 с помощью подходящего соединительного вала 27 , который также называется стержневым валом.Вентилятор 23 обычно обеспечивает наибольшую часть движущей тяги. Эпициклоидальная коробка передач 30 — понижающая.
Примерное устройство газотурбинного двигателя 10 с редукторным вентилятором показано на фиг. 2. Турбина 19 низкого давления (см. Фиг. 1) приводит в движение вал 26 , который соединен с солнечной шестерней 28 эпициклоидального редуктора 30 . Радиально снаружи солнечной шестерни , 28, и зацепляясь с ней, находится множество планетарных шестерен , 32, , которые связаны друг с другом водилом 34 планетарной передачи.Водило планетарной передачи , 34, ограничивает планетарные шестерни 32 вращением синхронно вокруг солнечной шестерни 28 , в то же время позволяя каждой планетарной шестерне 32 на опорных элементах 29 вращаться вокруг своей оси. С помощью рычажных механизмов 36 водило планетарной передачи 34 соединено с вентилятором 23 таким образом, что он вызывает его вращение вокруг оси двигателя 9 . Наружная шестерня или коронная шестерня , 38, , которая соединена посредством рычагов 40 с неподвижной опорной конструкцией 24 , расположена радиально снаружи относительно планетарных шестерен 32 и зацепляется с ними.
Следует отметить, что используемые здесь термины «турбина низкого давления» и «компрессор низкого давления» могут относиться к ступени турбины с наименьшим давлением и ступени компрессора с наименьшим давлением (т. Е. Не включая вентилятор 23 ) и / или относятся к ступени турбины и компрессора, которые соединены соединительным валом 26 с самой низкой скоростью вращения в двигателе (т. е. не включая выходной вал коробки передач, который приводит в движение вентилятор 23 ) .В некоторых документах «турбина низкого давления» и «компрессор низкого давления», которые упоминаются здесь, в качестве альтернативы могут также называться «турбина промежуточного давления» и «компрессор промежуточного давления». Если используется такая альтернативная номенклатура, вентилятор 23, может упоминаться как первая ступень или ступень самого низкого давления.
Эпициклоидальный редуктор 30 показан на фиг. 3 более подробно в качестве примера. Солнечная шестерня , 28, , планетарная шестерня , 32, и коронная шестерня , 38, соответственно имеют зубья на своей окружности для зацепления с другими шестернями.Однако для ясности только иллюстративные части зубов показаны на фиг. 3. Хотя здесь проиллюстрированы четыре планетарных шестерни 32 , специалисту в данной области техники будет очевидно, что больше или меньше планетарных шестерен 32, может быть предусмотрено в пределах объема заявленного изобретения. Практическое применение планетарного редуктора 30 обычно включает, по меньшей мере, три планетарных шестерни 32 .
Эпициклоидальный редуктор 30 , показанный на фиг.2 и 3 в качестве примера показана планетарная коробка передач, в которой водило 34 планетарной передачи соединено посредством рычагов 36 с выходным валом, при этом коронная шестерня 38 жестко прикреплена. Однако можно использовать любой другой эпициклоидный редуктор 30 . В качестве дополнительного примера, эпициклоидальный редуктор 30, может быть звездообразным, в котором водило планетарной передачи , 34, поддерживается неподвижно прикрепленным образом, при этом коронная шестерня (или внешняя шестерня) 38 может вращаться.В такой конфигурации вентилятор 23, приводится в движение коронной шестерней 38 . В качестве другого альтернативного примера коробка передач , 30, может быть дифференциальной шестерней, которая позволяет вращаться коронной шестерне , 38, , а также водилу 34 планетарной передачи.
Следует понимать, что устройство, показанное на фиг. 2 и 3 просто представляют собой пример, и что различные альтернативы включены в объем настоящего раскрытия. Просто в качестве примера можно использовать любое подходящее устройство для размещения коробки передач 30, в двигателе 10 и / или для соединения коробки передач 30 с двигателем 10 .В качестве дополнительного примера, соединения (например, рычаги 36 , 40 в примере на фиг.2) между коробкой передач 30, и другими частями двигателя 10 (такими как, например, входной вал 26 , выходной вал и неподвижная конструкция ( 24, ) могут иметь определенную степень жесткости или гибкости. В качестве дополнительного примера любое подходящее расположение подшипников между вращающимися и неподвижными частями двигателя (например, между входным и выходным валами коробки передач и неподвижными конструкциями, такими как e.грамм. корпус коробки передач), и описание не ограничивается примерной компоновкой, показанной на фиг. 2. Например, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что расположение выходных и опорных рычагов и положения подшипников в звездообразном расположении (описанном выше) редуктора 30, обычно будет отличаться от тех, которые показаны в качестве примера на фиг. 2.
Соответственно, настоящее изобретение распространяется на газотурбинный двигатель с любым желаемым расположением типов редукторов (например, звездообразным или планетарным), опорными конструкциями, узлом входного и выходного валов и положениями подшипников.
Дополнительно коробка передач может приводить в действие вспомогательные и / или альтернативные компоненты (например, компрессор промежуточного давления и / или дожимной компрессор).
Другие газотурбинные двигатели, к которым может применяться настоящее изобретение, могут иметь альтернативные конфигурации. Например, такие двигатели могут иметь альтернативное количество компрессоров и / или турбин и / или альтернативное количество соединительных валов. В качестве дополнительного примера газотурбинный двигатель, показанный на фиг. 1 имеет сопло деления потока 20 , 22 , что означает, что поток через обводной канал 22 имеет собственное сопло, которое отделено от основного сопла 20 двигателя и расположено радиально снаружи от него.Однако это не должно рассматриваться как ограничение, и любой аспект настоящего раскрытия может также применяться к двигателям, в которых поток через байпасный канал 22 и поток через сердечник 11 смешаны или объединены в перед (или перед) одиночным соплом, которое может называться соплом смешанного потока. Одно или оба сопла могут иметь фиксированную или изменяемую площадь (независимо от того, присутствует ли смешанный или частичный поток). Хотя описанный пример относится к турбовентиляторному двигателю, описание может, например, использоваться в газотурбинном двигателе любого типа, таком как e.грамм. в открытом роторе (в котором ступень вентилятора не окружена гондолой двигателя) или в турбовинтовом двигателе.
Геометрия газотурбинного двигателя 10 и его компонентов определяется обычной системой осей, включающей осевое направление (которое совмещено с осью вращения 9 ), радиальное направление (в нижней части направление вверх на фиг.1) и направление по окружности (перпендикулярно виду на фиг.1). Осевое направление A, радиальное направление R и окружное направление U взаимно перпендикулярны.
Далее, на фиг. 4 показана часть маслоснабжения 42 , предназначенная для питания потребителей коробки передач 30, или планетарного редуктора. Устройство 42 для подачи масла предназначено, в частности, для смазывания и / или охлаждения зубчатых зацеплений планетарных шестерен 32 с солнечной шестерней 28 или с коронной шестерней 38 и для охлаждения и / или смазки подшипников. Подшипники могут быть предусмотрены для крепления планетарных шестерен 32 относительно водила планетарной передачи 34 .
Устройство подачи масла 42 , более подробно показанное на РИС. 4, выполнен с маслоприемником 44 и с черпаковым насосом 46 кольцевой формы, при этом черпаковый насос 46 выполнен как одно целое. В данном случае система подачи масла , 44, имеет масляную форсунку , 45, , но в альтернативных вариантах осуществления может также содержать несколько, в частности, две, три, четыре или даже более масляных форсунок , 45, , расположенных в окружном направлении. U.Как более подробно можно увидеть на фиг. 4, в первом устройстве, которое обозначено ссылочной позицией 45 ‘, масляное сопло , 45, имеет центральную ось 48, , которая по существу ориентирована в радиальном направлении R планетарного редуктора 30 . В первом устройстве 45 ‘масло может подаваться внутрь в направлении ковшового насоса 46 , по существу, в радиальном направлении R планетарного редуктора 30 посредством масляного сопла 45 .
Черпаковый насос 46 состоит из двух частей, как показано на фиг. 5, и содержит корпус 46 A внутреннего кольца и корпус 46 B внешнего кольца, функционально соединенные с ним с возможностью уплотнения. Кроме того, здесь ковшовый насос 46, соединен — посредством прессовой посадки, предусмотренной в области между корпусом внутреннего кольца 46, A и водилом планетарной передачи 34, — с защитой от крутящего момента с водилом планетарной передачи 34 , который вращается во время работы.Чтобы надежно избежать вращения ковшового насоса , 46, относительно водила планетарной передачи , 34, , предусмотрено дополнительное устройство предотвращения вращения, которое, например, выполнено со штифтом , 49, , схематично показанным на фиг. 4. Штифт 49 расположен внутри канавки, которая имеется в водиле планетарной передачи 34 . Кроме того, в данном случае предусмотрено средство осевой фиксации с пружинным стопорным кольцом 47, или, альтернативно, с кольцевой гайкой или тому подобное, для обеспечения осевого положения черпального насоса , 46, по отношению к водилу планетарной передачи . 34 .
Для приема и дальнейшего направления масла, которое подается или распыляется масляным соплом 45 в направлении черпального насоса 46 с определенным импульсом, черпаковый насос 46 имеет несколько лопастей 50 в первые осевые краевые области , 53, , которые расположены равномерно распределенными в окружном направлении U планетарного редуктора 30, или ковшового насоса , 46, . В данном случае предусмотрены четыре лопасти 50 , соответствующие количеству планетарных шестерен 32 устройства 30 планетарной коробки передач.Каждая из лопастей , 50, проходит из радиально внешней области в направлении радиально внутренней области черпакового насоса , 46, .
Количество лезвий 50 может варьироваться в зависимости от случая применения, при этом меньше лезвий 50 , например, одно, два или три лезвия 50 , а также больше лезвий 50 , например пять может быть предусмотрено шесть, семь, восемь или даже больше лезвий 50 . На фиг. 7 совковый насос 46 выполнен с пятью лопастями 50 .
Как показано на фиг. 6 и фиг. 7, лопасти 50 ограничивают канавки 51 или каналы, частично открытые наружу и частично открытые внутрь и проходящие в окружном направлении U в радиальном направлении R планетарного редуктора 30 , соответственно, образуют основание паза 52 или нижняя поверхность 52 паза 51 . В данном случае радиальное расстояние между ориентированными внутрь нижними поверхностями 52 или ориентированными наружу нижними поверхностями 52 канавок 51 лопастей 50 и главной осью вращения 9 соответственно увеличивается в в окружном направлении U устройства 30 планетарной коробки передач и в направлении вращения 54 водила планетарной передачи 34 .
Во втором расположении масляной форсунки 45 , обозначенной ссылочной позицией 45 ″, чтобы оптимизировать прием масла черпаковым насосом 46 и, таким образом, повысить эффективность лопастного насоса 46 центральная ось 48 масляного сопла 45 охватывает угол 56 с радиальным направлением R планетарного редуктора 30 в плоскости чертежа. Здесь направление Е подачи масла, в частности, частично ориентировано против направления 54 вращения водила планетарной передачи 34 .В плоскости чертежа угол 56, может принимать значения от 0 ° до 90 ° по отношению к радиальному направлению R планетарного редуктора 30 и, в частности, находится в диапазоне приблизительно 45 °. Во втором устройстве 45 ″ масляное сопло 45 расположено по касательной к лопастям 50 черпального насоса 46 в окружном направлении U.
Масло, подаваемое масляным соплом 45 захватывается лопастями 50, в окружном направлении U и перемещается внутрь в радиальном направлении R планетарного редуктора 30 через канавки 51 .
Здесь, чтобы ускорить движение масла, существует возможность непрерывного уменьшения проточного сечения канавок 51 в направлении потока масла, по крайней мере, на определенных участках, начиная с входа масла в канавки 51 в сторону выхода из канавок.
В данном случае область отклонения 58 и область канала 60 назначены каждой канавке 51 . Здесь области отклонения , 58, могут быть соответственно образованы канавками 51 .Посредством участков отклонения 58, масло, которое подается в канавки 51 , вводится в соответствующую область канала 60 , которая в данном случае проходит в осевом направлении A планетарного редуктора 30. . В областях каналов , 60, масло проходит от первой осевой краевой области 53 в направлении второй осевой краевой области 62 . Области , 60, каналов представляют собой каналы, проходящие в осевом направлении А планетарного редуктора 30 и имеющие, в частности, постоянное поперечное сечение потока.
Во второй осевой краевой области 62 области 60 каналов в радиальном направлении R планетарного редуктора 30 имеют соответственно одно выпускное отверстие 64 , которое, например, может быть выполнено в виде отверстия. Каждый выпуск 64 действует вместе с масляным каналом 66 в форме канала, который расположен в держателе планетарной передачи 34 и проходит, начиная с отверстия 64 , по меньшей мере частично наружу в радиальном направлении R.Когда водило планетарной передачи , 34, вращается, масло выходит наружу за счет действующей центробежной силы. Масляные каналы 66 направляют масло к желаемой нагрузке. Здесь может быть предусмотрено, что каждый масляный канал , 66, направляет масло к потребителю. Альтернативно или дополнительно, также может быть предусмотрено, что масляный канал 66 проводит масло к нескольким потребителям или что масло проходит через несколько масляных каналов 66 к одному потребителю.
РИС.8 показан упрощенный вид в разрезе ковшового насоса , 46, , на котором путь потока масла, который подается в ковшовый насос 46 от первой осевой краевой области 53 ко второй осевой краевой области 62 , является проиллюстрировано более подробно.
В зависимости от конструкции и требований, в альтернативном варианте осуществления также несколько областей отклонения 58 могут быть объединены в одну область канала 60 , или они могут открываться в область канала 60 для достижения того, чтобы объемный расход подводимая через этот канал площадь 60 к нагрузкам или потребителям особенно велика.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления и что различные модификации и улучшения могут быть выполнены без отклонения от описанных концепций. Любая из функций может использоваться отдельно или в сочетании с любыми другими функциями, если они не исключают друг друга, и раскрытие распространяется на все комбинации и субкомбинации одной или нескольких функций, описанных в данном документе, и включает в себя тем же.
ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ
1 основной воздушный поток
2 байпасный воздушный поток
9 главная ось вращения
10 газотурбинный двигатель
11 сердцевина
12 воздухозаборник
14 компрессор низкого давления
15 компрессор высокого давления
16 устройство внутреннего сгорания
17 турбина высокого давления
18 байпасное сопло
19 турбина низкого давления
20 осевое упорное сопло
21 гондола двигателя
22 байпасный канал
23 осевой вентилятор
24 опорная конструкция
26 вал, соединительный вал
27 соединительный вал
28 солнечная шестерня
29 несущий элемент
30 редуктор, планетарный редуктор
32 планетарный редуктор
34 водило планетарной передачи
36 рычажный механизм
38 коронная шестерня
40 рычажный механизм
42 устройство подачи масла
44 устройство подачи масла
45 масляное сопло
45 ′ первое расположение масляного сопла
45 ″ второе расположение масляного сопла
46 совок насос
46 Внутреннее кольцо корпуса ковшового насоса
46 B Корпус наружного кольца ковшового насоса
47 стопорное кольцо
48 центральная ось масляного сопла
49 штифт
50 лезвие
51 паз
52 90 031 основание канавки
53 область первой осевой кромки ковшового насоса
54 направление вращения водила планетарной передачи
56 угол
58 область отклонения
60 площадь канала
62 вторая осевая кромка черпакового насоса
64 выходное отверстие; отверстие
66 масляный канал
A осевое направление
E направление введения
R радиальное направление
U окружное направление
мотор-редукторы постоянного тока — Precision Microdrives
мотор-редукторы постоянного тока — прецизионные микроприводы
DC щеточный, бесщеточный, прямозубый и планетарный
Широкий ассортимент мотор-редукторов постоянного тока с готовым отбором проб
Precision Microdrives разрабатывает и производит широкий спектр высококачественных и экономичных двигателей постоянного тока диаметром менее 60 мм с использованием различных технологий.Все типы могут быть адаптированы для широкого спектра применений.
Поговорите с инженером
Позвольте нам помочь вам эффективно специфицировать, проверять, тестировать, массово производить и интегрировать мотор-редукторы постоянного тока в ваш конечный продукт.
Три основных технологии мотор-редукторов постоянного тока
В наших трех основных решениях для мотор-редукторов постоянного тока используются технологии с железным сердечником, без сердечника и без щеток с двумя редукторами, прямозубым и планетарным, из различных материалов.
78 складских форм-факторов двигателя
Мы хотим помочь вам быстро развиваться.Таким образом, у нас есть много готовых форм-факторов с различными конфигурациями обмоток, доступных для немедленного образца или покупки.
Индивидуально для вашего приложения
Ваше приложение уникально, поэтому мы ожидаем, что вам потребуются некоторые специальные функции или особая производительность. Совместно с нашими инженерами по приложениям разработайте идеальное решение.
ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ЗАКАЗА
Каталог двигателей
Надежные и экономичные миниатюрные электродвигатели постоянного тока, редукторные и вибрационные двигатели, отвечающие вашим требованиям.
ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ
Технологии мотор-редукторов
Мы проектируем и производим мотор-редукторы как в виде отдельных компонентов, так и в составе более крупных узлов. В этом процессе мы используем четыре разные категории технологий в зависимости от потребностей конечного приложения:
Двигатели постоянного тока с цилиндрическим редуктором
Коробки передач добавлены к двигателям для уменьшения скорости вращения и увеличения крутящего момента. Все наши цилиндрические редукторы сконструированы с использованием стальных шестерен для увеличения прочности и срока службы и могут быть соединены с двигателями с сердечником и бесщеточными двигателями с железным сердечником.
На рынке существует множество подобных конструкций, но надежность и производительность заключаются в деталях. Металлургия стали оказывает большое влияние на срок службы, как и тип и применение смазки. Мы были свидетелями множества примеров использования стали более низкого качества, что приводило к сколам зубьев шестерни, что в достаточной степени гарантирует почти немедленное разрушение коробки передач.
Марка латунного сплава, используемого для рамы коробки передач, повлияет на срок службы встроенных подшипников, что, в свою очередь, повлияет на соосность шестерни и зацепление.Это может значительно повлиять на износ, а также увеличить риск сколов или сломанных зубов.
При правильном типе двигателя, обмотках двигателя, правильных передаточных числах и правильных материалах наши цилиндрические мотор-редукторы постоянного тока с открытой рамой могут легко заменить двигатели, которые во многих областях стоят в 6-10 раз дороже. Поэтому они представляют собой отличное соотношение цены и качества.
Мы производим цилиндрические редукторы в других форм-факторах, в зависимости от требований приложений, и иногда проектируем цилиндрические зубчатые колеса для приложений с более высокими нагрузками.В некоторых случаях, когда необходимо уменьшить слышимый шум, мы можем добавить ступени редуктора из целого ряда технических пластиков.
Пример стальных прямозубых мотор-редукторов с диаметром корпуса от 10 мм до 15 мм.
Планетарные мотор-редукторы постоянного тока
Пример планетарных мотор-редукторов постоянного тока с диаметром корпуса от 28 мм до 6 мм.
Наш общий подход заключается в использовании цилиндрических редукторов там, где это возможно, для оптимизации затрат. Однако часто бывают случаи, когда нам нужно оптимизировать дизайн для повышения производительности или миниатюризации.
В этих случаях более целесообразно использовать планетарный редуктор.
Для мотор-редукторов диаметром менее 10 мм металлические шестерни становятся очень дорогими, что требует применения шестерен, изготовленных из литьевых инженерных пластмасс, таких как POM или LCP. Чтобы уменьшить нагрузку на зубья шестерни в этих конструкциях, предпочтительна планетарная коробка передач, поскольку для каждой шестерни больше узлов зацепления.
Та же логика применима к более крупным редукторам с более высокими нагрузками. Хотя в этих более крупных коробках передач будут использоваться стальные шестерни, конструкция планетарной коробки передач снижает нагрузку на отдельные шестерни.Это означает, что коробка передач может выдерживать большую нагрузку, и при этих более высоких нагрузках коробка передач будет более долговечной.
Планетарные передачи
более сложные и, следовательно, дорогие, чем конструкции цилиндрических редукторов, но, учитывая уровень технических требований, они все равно не обойдутся стороной.
Железный сердечник, конструкция без сердечника и без щетки
Мы можем соединить редукторы любой конструкции с любыми типами двигателей. Таким образом, мы обычно используем три моторные конструкции.
Конструкции с матовым железным сердечником являются наиболее экономичными и могут легко управляться простым постоянным напряжением. Они могут быть спроектированы в соответствии с высокими стандартами с точки зрения долговечности с правильными составными частями, но их производительность ограничена их расположением и методами изготовления. Их можно использовать в двигателях с диаметром корпуса более 8 мм.
Двигатели
с щеточным электродом без сердечника также могут приводиться в действие простым постоянным напряжением и обеспечивают более высокую производительность при больших размерах. Это единственный тип двигателей, доступных с диаметром рамы менее 8 мм.Этот метод строительства дороже, чем железный сердечник, но в самом маленьком масштабе все это практически технологично.
Бесщеточные двигатели гораздо более сложны в управлении и требуют схемы контроллера и драйвера для создания трехфазных сигналов возбуждения. Однако, поскольку у них нет щеток, которые являются одним из наиболее часто используемых компонентов, они чрезвычайно долговечны. Они доступны в размерах, превышающих диаметр 12 мм, и могут быть сконструированы двумя способами для оптимизации скорости или крутящего момента.
Примеры бесщеточных двигателей диаметром 24 мм, с железным сердечником 24 мм и без сердечника с сердечником 6 мм.
Энкодеры и встроенные контроллеры движения
Пример цилиндрических мотор-редукторов постоянного тока с энкодерами и встроенными контроллерами движения.
Мотор-редукторы добавляются в продукты и приложения для перемещения чего-либо. Двигатель будет вращаться, и иногда это именно то, что нужно дизайну. В других случаях это движение может быть более сложным, и есть много механизмов, которые могут быть установлены на выходном валу коробки передач для его преобразования.
Обычно чем выше напряжение привода, тем быстрее вращается двигатель. Чем выше крутящий момент, приложенный к двигателю, тем больше тока он будет потреблять. Некоторым приложениям не требуется ничего более сложного, чем включение / выключение, например, редукторный двигатель, медленно и твердо поворачивающий лопасти дробилки льда.
Однако для многих приложений требуется гораздо более точный контроль. Это может быть конкретная скорость, например мотор-редуктор, приводящий в движение электрическую отвертку. Чаще всего используется определенное количество оборотов, например, когда моторные механизмы создают линейное движение.Мы можем использовать количество оборотов, чтобы узнать, насколько далеко продвинулся линейный суппорт.
В этих случаях мы встраиваем в двигатель энкодер (усовершенствованный счетчик) и, при необходимости, встроенный контроллер движения. Он может получать команды от главного приложения, такие как перемещение поршня шприца назад / вперед на 10 мм.
ДИЗАЙН ТОЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Типовые форм-факторы мотор-редуктора
Независимо от используемой технологии мотор-редукторов, существуют некоторые общие форм-факторы и конструктивные особенности, которые обычно используются в приложениях во всех отраслях промышленности.Ниже приведены несколько примеров, которые можно использовать для описания вашего предпочтительного решения.
Открытая рама
Около 1/3 наших конструкций используют открытую конструкцию, в основном там, где рама коробки передач квадратная или прямоугольная.
Закрытая рама
Редукторы других конструкций имеют круглую форму, что позволяет практичнее закрывать шестерни. Главное преимущество — предотвратить попадание мусора.
Вал модификации
Для некоторых приложений требуются специальные валы. Возможны более длинные, короткие, d-образные насечки, шпоночные пазы, установочные отверстия и валы с резьбой.
Редукторы офсетные и складные
Если пространство ограничено по длине, рассмотрите откидной редуктор или вал редуктора с неконцентрическим смещением.
Сцепления и механические тормоза
Муфты могут отключать коробку передач от приложения. Механические тормоза могут заблокировать вал коробки передач в «парковочном» положении.
Усовершенствованные контроллеры движения
Иногда требуется точное перемещение, но контроллеры движения также могут значительно продлить срок службы мотор-редуктора.
БОЛЬШЕ, ЧЕМ ВАШ СРЕДНИЙ ПОСТАВЩИК МОТОРА
Прецизионные механизмы
Инновационная и оптимизированная конструкция механизма для применения
Примеры использования
Наши мотор-редукторы постоянного тока используются во многих областях и отраслях промышленности. Узнайте больше о типичных применениях и примерах, над которыми мы работали.
Точные инструменты с мотор-редуктором постоянного тока
Двигатели для приборов, измерительного и испытательного оборудования должны быть надежными, компактными и стабильными, требующими высокой точности и мощности.
Прецизионные мотор-редукторы постоянного тока
могут также использоваться для небольших жидкостных насосов, вращающихся поддонов в стерилизаторах и других автоматизированных лабораторных функций.
Наши продукты имеют регулируемую скорость и управление крутящим моментом, необходимые в медицинских учреждениях, но также обладают такими высококачественными характеристиками, как надежность, прочность и компактность.
Пример использования | испытательное оборудование для медицинских лабораторий
Нашему заказчику было предложено разработать новое медицинское лабораторное испытательное устройство класса II Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), требующее нового моторного механизма.
Нам было поручено разработать высокоточный механизм для позиционирования датчика в медицинском аналитическом оборудовании.
Наше решение механизма с микронной точностью основано на миниатюрном 12-миллиметровом мотор-редукторе, высокоточных энкодерах и интегрированной системе управления движением при выравнивании.
Мотор-редуктор для бытового применения
Движения, управляемые двигателями, используются во многих потребительских приложениях, делая повседневную жизнь проще и удобнее.
Поскольку более интеллектуальный дизайн становится нормой для потребительских устройств, выберите надежного партнера в области проектирования и производства.
Пример использования | умный дом
Наш заказчик разработал первоначальный проект моторизованной системы управления доступом на солнечных батареях и интеллектуальных устройств для управления домашними устройствами, такими как замки, окна и жалюзи.
Им требовался двигатель для привода системы, но после изучения их конструкции мы обнаружили, что общая концепция была дорогостоящей, большой и чрезмерно сложной.
Наши инженеры разработали комплексное решение с моторизованным механизмом для управления оконными жалюзи. По сравнению с другими существующими решениями на рынке мы представили бесщеточный вариант для повышения эффективности и надежности системы.
Мотор-редукторы постоянного тока для применения в медицине и здравоохранении
Наши мотор-редукторы постоянного тока профессионально разработаны для использования в критических медицинских приложениях, независимо от того, предназначены ли они для хирургических, клинических или лабораторных условий.Эти мотор-редукторы используются для обеспечения большей точности и контроля при точном маневрировании хрупким инструментом или инструментом.
Пример использования | электронный ингалятор
Наш заказчик разрабатывал новое респираторное дозирующее устройство.
Прецизионный мотор-редуктор был разработан с настраиваемой обмоткой для работы 6 В и необычным отклонением переключателя на 7,5 градусов для увеличения крутящего момента привода в прямом направлении.
Мощные промышленные приложения
Мотор-редукторы постоянного тока
— отличный вариант для силовых и приводных систем.
Удовлетворяя потребности силовых и непрерывных приводов, мотор-редукторы развивают крутящий момент от среднего до высокого (например, от 500 мНм до 7000 мНм), чтобы избежать перегрузки двигателя под нагрузкой. Мотор-редукторы поддерживают контролируемую скорость за счет постоянной и периодической нагрузки в течение всего рабочего режима.
Типичные промышленные применения включают смесители или мешалки, приводные ремни и производственные линии.
Пример использования | система проезда транспортных средств
Заказчик обратился к нам, поскольку хотел снизить стоимость существующего продукта.Нам удалось снизить его на 40% и в то же время улучшить продукт, который они получали, внедрив бесщеточный двигатель с длительным сроком службы вместо прежнего щеточного двигателя.
Мы разработали продукт, который можно было бы дооснастить в уже существующих установках, обеспечивая плавный переход для клиента.
КАК МЫ МОЖЕМ ПОМОЧЬ?
Мы повышаем ценность вашего устройства с помощью
ТОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Наши возможности
Мы можем поддержать вас на протяжении всего пути от прототипа до крупносерийного рентабельного массового производства:
Конструкция двигателя и механизма
Разработка двигателей и механизмов для широкого спектра промышленных, медицинских и бытовых приложений.
Производство гибких двигателей
Наши производственные линии отличаются гибкостью. Мы поддерживаем большие объемы и сборки с высокой добавленной стоимостью.
Экспертное моторное тестирование и валидация
Динаметры собственной разработки используются для проверки каждого изготовленного образца и производственной партии.
Контроль качества и послепродажная поддержка
Обеспечение лучшей в отрасли согласованности и поддержки на протяжении всего жизненного цикла вашего продукта.
Доставка вовремя и в соответствии со спецификациями
Доставка запчастей вовремя и в точном соответствии с вашими требованиями.
ISO 9001: 2015 Разработчик и производитель двигателей
ISO 9001: 2015 Разработчик двигателей и производитель вибрационных двигателей, двигателей постоянного тока, мотор-редукторов и специальных механизмов.
Предыдущий Нажмите, чтобы сдвинуть Следующий
ДВИГАТЕЛИ И МЕХАНИЗМЫ
Прецизионные изделия
Проверенные и надежные прецизионные изделия, идеально подходящие для вашего применения.
Подробнее
Ресурсы и руководства
Ознакомьтесь с замечаниями по применению наших продуктов, руководствами по дизайну, новостями и тематическими исследованиями.
Примеры из практики вибрационного двигателя
Изучите нашу коллекцию тематических исследований, примеры нашей продукции в различных областях применения.
Прецизионные микроприводы
Нужен ли вам компонент двигателя или полностью проверенный и протестированный сложный механизм — мы всегда готовы помочь. Узнайте больше о нашей компании.
Мы используем файлы cookie, чтобы вам было удобнее пользоваться нашим сайтом.
Вы можете узнать больше о том, какие файлы cookie мы используем, или отключить их в настройках.
Принимать Настройки
Закройте настройки файлов cookie GDPR Обзор конфиденциальности
Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности здесь.
Строго необходимые файлы cookie
Строго необходимые файлы cookie должны быть включены постоянно, чтобы мы могли сохранить ваши предпочтения в настройках файлов cookie.
Если вы отключите этот файл cookie, мы не сможем сохранить ваши настройки. Это означает, что каждый раз, когда вы посещаете этот веб-сайт, вам нужно будет снова включать или отключать файлы cookie.
Показать детали
Имя Провайдер Назначение Срок действия
moove_gdpr_popup Прецизионные микроприводы Файл cookie, используемый для хранения выбранных файлов cookie. 1 год
wordpress_test_cookie Прецизионные микроприводы Проверяет, включены ли файлы cookie в браузере. Конец текущего сеанса просмотра
pmd_banner_dismissed_ * Прецизионные микроприводы Используется для хранения данных о том, закрыл ли пользователь конкретное сообщение баннера в нижнем колонтитуле, чтобы это сообщение больше не отображалось. 30 дней
Сторонние файлы cookie
Этот веб-сайт использует Google Analytics для сбора анонимной информации, такой как количество посетителей сайта и наиболее популярные страницы.
Сохранение включенного файла cookie помогает нам улучшать наш веб-сайт.
Пожалуйста, сначала включите строго необходимые файлы cookie, чтобы мы могли сохранить ваши предпочтения!
Показать детали
Имя Провайдер Назначение Срок действия
__gat_UA — ******* — * Диспетчер тегов Google Библиотека JavaScript Google Universal Analytics использует собственные файлы cookie, чтобы: различать уникальных пользователей и регулировать частоту запросов. 1 день
__ga Диспетчер тегов Google Библиотека JavaScript Google Universal Analytics использует собственные файлы cookie, чтобы: различать уникальных пользователей и регулировать частоту запросов. 2 года
__gid Диспетчер тегов Google Библиотека JavaScript Google Universal Analytics использует собственные файлы cookie, чтобы: различать уникальных пользователей и регулировать частоту запросов. 1 день
.