Bolygókerekes hajtómű

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. augusztus 4-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 38 szerkesztést igényelnek .

Bolygómű (PP) - a forgómozgás mechanikus átvitele , kialakításának köszönhetően képes a bemeneti szögsebesség és/vagy nyomaték megváltoztatására, hozzáadására és kibontására egy geometriai forgástengelyen belül . Általában különféle technológiai és szállítógépek erőátviteli eleme.

Szerkezetileg a PP mindig egymásba kapcsolódó fogaskerekek halmaza (legalább 4), amelyek közül néhánynak (legalább 2) közös geometriai rögzített forgástengelye van, a másik részének (szintén legalább 2) pedig mozgatható forgástengelyei vannak. , koncentrikusan forog az úgynevezett „hordozón” a mozdulatlan körül. A rögzített tengelyen lévő fogaskerekek mindig nem közvetlenül, hanem a mozgatható tengelyeken lévő fogaskerekeken keresztül kapcsolódnak egymáshoz, és annak a ténynek köszönhető, hogy az utóbbiak nemcsak az elsőhöz képest foroghatnak, hanem körbe is futhatnak, ezáltal továbbítják a transzlációt. a hordozóhoz való mozgás esetén a PP összes láncszeme, amelyre erőt lehet kapcsolni/eltávolítani, lehetőséget kap a differenciált forgásra , azzal az egyetlen feltétellel, hogy az ilyen láncszemek szögsebessége nem teljesen kaotikus, hanem a szög határozza meg. az összes többi kapcsolat sebessége. Ebből a szempontból a PP hasonló egy bolygórendszerhez , amelyben az egyes bolygók sebességét a rendszer összes többi bolygójának sebessége határozza meg. A teljes rendszer differenciális forgási elve, valamint az a tény, hogy kanonikus formájában a PP-t alkotó fogaskerekek halmaza egyfajta napba és a pályán epiciklikusan mozgó bolygókba van összerakva, ilyen nemzetközi meghatározásokat ad ennek a mechanikus erőátvitelnek. csak velejárója, mint planetáris , differenciális (a latin differencia szóból - különbség, különbség) vagy epiciklikus , amelyek ebben az esetben mindegyik szinonim .

Az elméleti mechanika szempontjából a bolygókerekes hajtómű két vagy több szabadságfokkal rendelkező mechanikai rendszer . Ez a tulajdonság, amely a tervezés egyenes következménye, fontos különbség a PP és minden más forgómozgás fogaskereke között, amelyek mindig csak egy szabadságfokkal rendelkeznek. Ez a tulajdonság pedig magát a PP-t ruházza fel azzal a fontos tulajdonsággal, hogy a forgási szögsebesség befolyásolása szempontjából a PP nem csak csökkenteni tudja ezeket a sebességeket, hanem hozzáadni és kibontani is, ami viszont a fő mechanikus működtetővé teszi. Nem csak a különféle bolygókerekes hajtóművek egysége , hanem olyan eszközök is , mint a differenciálművek és a PP összegző .

Létrehozási előzmények

Arab tervező, Ibn Khalaf el-Muradi (XI. század) - a mérnöki kéziratok szerzője - " Kitab al-asrar" ( arab. كتاب الأسرار في نتائج الأفكار , Titkos könyv ). Ezek az írások fontos újításokat tartalmaztak, amelyek a bolygóműre vonatkozó utasításokat tartalmaztak . [egy]

Bolygóhajtómű és bolygószerkezet

Az orosz mérnöki terminológiában a bolygómű (a továbbiakban - PP) és a bolygóműves hajtómű (a továbbiakban - PM) kifejezéseket gyakran szinonimáknak tekintik. A különbségek az, hogy a PP kifejezést általában egy adott forgómozgás-átvitel eszközének alapvető megértésében használják, különösen akkor, ha az ilyen átvitel eszköze nem nyilvánvaló (elrejti a test / forgattyúház) vagy egy ilyen átvitel. rendelkezik bizonyos egyedi tulajdonságokkal, amelyek csak a bolygóban rejlenek, és ez szükséges, hogy hangsúlyozzák a figyelmet. A PM kifejezést pedig egy adott sebességváltó-kar mechanizmusra használják, és vannak olyan kritériumok, amelyek lehetővé teszik, hogy egyértelműen leírja a PM-et összeszerelő egységként egy nagyobb egység vagy egység részeként, és meghatározza, hogy hány és melyik PM-et használnak a forgó mozgás sajátos átvitele.

A bolygómechanizmus összetétele

A PP / PM kialakítása három fő és több azonos segédkapcsolat különféle kombinációin alapul. Három fő láncszem egy közös forgástengellyel - két központi fogaskerék és egy tartó. Segédkarok - azonos fogaskerekek készlete mozgatható forgástengelyeken és csapágyakon.

A külső fogakkal rendelkező kis középső fogaskerekeket napkeréknek vagy napnak (C) nevezzük .
A belső fogakkal rendelkező, nagyméretű központi fogaskerekeket koronának, epiciklikus fogaskerekeknek vagy epiciklusnak (E) nevezik .
A hordozó (B) a PM alapja - ez szerves része minden PM-nek, és az egész ötlet sarokköve, hogy a forgást differenciális kapcsolattal rendelkező bolygórendszeren át kell vinni. A hordozó egy emelős mechanizmus - általában egy térbeli villa, amelynek „alap” tengelye egybeesik magának a PM tengelyével, és a „fogak” tengelyei a rájuk szerelt műholdakkal koncentrikusan forognak körülötte a síkban / síkokban. központi fogaskerekek. A "fogak" tengelyei az úgynevezett mozgatható tengelyek vagy a műholdak tengelyei
A bolygókerekek vagy műholdak ( Ш ) külső fogakkal rendelkező fogaskerekek (vagy kerékcsoportok). Ebben az esetben a műholdak egyidejű és állandó kapcsolatban vannak a PM mindkét központi fogaskerekével. A PM-ben lévő műholdak száma általában kettőtől hatig terjed (leggyakrabban három, mivel csak három műhold esetén nincs szükség speciális kiegyenlítő mechanizmusokra), és nincs pontos értéke a PM működésére. Különböző PM műholdakban egyfelnit (egy egyszerű fogaskerék), dupla felnit (két koaxiális fogaskerekes, közös agyvel) használnak, három felnit és így tovább. Ezenkívül a műholdak párosíthatók - azaz egy hordozó tengelyein helyezkednek el, és párosítva vannak.

A PM-et alkotó fogaskerekek bármilyen ismert típusúak lehetnek: homlokkerekes, spirális, chevron, csiga. A megbízás típusa általában nem fontos, és nem befolyásolja a PP alapvető működését.

Bármely PM-ben a központi fogaskerekek és a hordozó forgástengelye mindig egybeesik. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a műholdak tengelyei mindig párhuzamosak lesznek a főtengellyel. Csakúgy, mint az egyszerű fogaskerekek esetében, itt is lehetséges a párhuzamos, keresztezett és egymást metsző tengely. A második lehetőségre példa a kúpfogaskerekes keréktárcsák közötti differenciálmű. A harmadik lehetőségre példa a Torsen önzáró differenciálmű csigahajtóművel.

Bármely PM-nek, függetlenül attól, hogy egyszerű vagy összetett, lapos vagy térbeli, teljesítményéhez rendelkeznie kell egy műholdakkal ellátott hordozóval és legalább két központi fogaskerékkel. A "bármely kettő" definíciója azt jelenti, hogy nem csak egy nap és egy epiciklus lehet, hanem két nap és nincs epiciklus, vagy két epiciklus és nincs nap. Három link, beleértve a hordozót is, szükséges és elégséges feltétele annak, hogy a PM teljesítse az erőátvitel és az áramlások hozzáadásának / bővítésének funkcióit: sebességváltóként (beleértve a többsebességest is), differenciálműként vagy összegző PP-ként működjön. . Ezenkívül három link képezi az alapját egy olyan orosz nyelvű szakkifejezésnek, mint a Three-Link Differential Mechanism (vagy TDM).

Formailag a csak két láncszemből - a hordozóból és csak egy központi fogaskerékből - álló mechanizmusokat bolygókerekesnek is nevezhetjük. Valójában az ilyen kétlinkes PM-eket nehéz intelligensen adaptálni bármilyen munka elvégzésére: nem alkalmasak az egyik fő kapcsolatról a másikra való energiaátvitelre, és csak bizonyos feltételek mellett működhetnek túlbonyolított közvetlen átvitelként. A fő láncszemek számának növelése egy PM-rel felfelé - akár 4 vagy több - formálisan és ténylegesen is lehetséges, ugyanakkor az ilyen PM-ek nem szereznek új tulajdonságokat, bár több elméletileg elérhető áttételt kapnak. és bizonyos elrendezési előnyöket adhat a tervezett PP-nek.

Egyszerű és összetett PM, bolygóműves készlet

A PM egyszerű és összetett felosztásának kritériuma a fő linkek száma (nevezetesen a fő, és a műholdak száma nem számít). Egy egyszerű PM-nek csak három fő láncszeme van: egy hordozó és bármely két központi fogaskerék. A kinematika csak 7 (hét!) PM-et enged meg, amelyek ennek a feltételnek a hatálya alá esnek: az egyik a legelterjedtebb és legismertebb, az úgynevezett „elemi”, az SVE séma egyperemes műholdjaival ; három PM kétkoronás műholdakkal ( SVE , SVS , EVE ) és három PM párosított reteszelő műholdakkal (SVE, SVS, EVE)).

Sokkal bonyolultabb PM létezik, mint az egyszerű. Pontos számuk ilyen igény hiányában nem került meghatározásra, ezek közül a leggyakoribbak az ábrán láthatók. Csakúgy, mint az egyszerű PM-eknek, az összetetteknek is csak egy hordozója van, de lehet három vagy több központi fogaskerék. Ugyanakkor egy összetett PM részeként mindig spekulatív több egyszerű PM megkülönböztetése (konkrétan: három egy négykaros és hat egy ötlengőkarosban), amelyek mindegyike két központi fogaskereket és egy közös hordozót tartalmaz. .

A központi fogaskerekek és az azonos síkban forgó műholdak mindegyike egy úgynevezett bolygómű-készletet alkot. Egy egyszerű PM egysoros műholdakkal egysoros. Mindhárom egyszerű PM kétkoronás műholdakkal kétsoros. PM az SVE rendszer párosított reteszelő műholdjaival - egysoros; Az SHS és EVE rendszerek kétsorosak. Így minden egyszerű PM lehet egysoros vagy kétsoros. A komplex PM pedig két-, három- és négysoros lehet. Egy összetett PM felső sorszáma formálisan nincs korlátozva, bár valójában az ötsorosak már nagyon ritkák, bár a többfokozatú bolygókerekes hajtóművekben használt bolygókerekes hajtóművekben a sorok teljes száma öt vagy több is lehet. . Gyakran feltételezik, hogy a PM és a bolygómű kifejezések szinonimák, de általában ez nem igaz: még ha bizonyos esetekben mindkét kifejezés ugyanazt jelentheti, mindig emlékezni kell arra, hogy jelentésük némileg eltérő.

Síkbeli és térbeli PM-ek

Egynél több bolygósor jelenléte egy PM összetételében nem jelenti azt, hogy térbeli. Nem számít, hány sor, de ha az egyes fogaskerekes sorok összes alkatrészének forgási síkja párhuzamos, akkor egy ilyen PM lapos marad. A lapos PM és a térbeli megkülönböztetésének kritériuma az, hogy nemcsak az alkotó fogaskerekek egynél több forgási síkja van, hanem a forgásuk nem párhuzamos síkjai is. A térbeli PM-ben a linkek forgási síkjainak nem kell szigorúan merőlegesnek lenniük egymásra, és tetszőleges szögben lehetnek. A térbeli PM példája lehet egy kúpos szimmetrikus differenciálmű, amely hasonló az autók hajtókerekeinek meghajtásához. De egy hasonló kialakítású hengeres differenciálmű, amelyet ugyanazon a helyen használnak és pontosan ugyanazokat a funkciókat látja el, lapos PM marad.

A térbeli PM-ek funkciójukban nem különböznek az összetételükben hasonló lapos PM-ektől. Egy adott szoftver alapjául egy vagy másik PM kiválasztása csak gazdaságossági vagy tervezési preferenciák kérdése. Ugyanaz az egyszerű kereszttengelyes differenciálmű szinte mindig térbeli PM alapján készül, nem azért, mert a lapos nem alkalmas, hanem bizonyos elrendezési megfontolások miatt. Ráadásul furcsa módon egy térbeli PM-hez hasonló funkciók ellátásához általában kevesebb sebességfokozatra és alkatrészre van szüksége. Tehát ugyanaz a kereszttengelyes differenciálmű a térbeli változatban mindössze 4 egyforma sebességfokozatot igényel, ebből kettő két napra, kettő pedig két műholdra megy. Lapos változat esetén legalább hat ilyen fogaskerékre lesz szükség, és nagy valószínűséggel nyolcra, ugyanakkor minden bizonnyal két különböző méretű lesz.

2 szabadságfok PM

Minden PM egyedülálló tulajdonsága, amely megkülönbözteti az összes többi sebességfokozattól, hogy két szabadságfokkal rendelkezik. Ami egy egyszerű háromlengőkaros PM-et illeti, ez azt jelenti, hogy az egyik fő láncszem forgási szögsebességének megértése nem ad egyértelmű megértést a másik két fő láncszem szögsebességéről, még akkor sem, ha a PM-en belül minden áttétel ismert. Itt mindhárom fő láncszem differenciális kapcsolatban van egymással, és szögsebességeik meghatározásához legalább kettő szögsebességét ismerni kell. Ez egy fontos különbség a PM és más fogaskerekes mechanizmusok között, amelyekben az összes elem szögsebessége lineáris függéssel van összekötve, és az összes többi elem szögsebessége mindig pontosan meghatározható egy elem szögsebességéből, függetlenül attól, hogy hányan vannak. És ez az alapja a minden PM-ben rejlő egyedi tulajdonságoknak: a szögsebesség megváltoztatásának lehetősége a kimeneten állandó szögsebességgel a bemeneten, az erőáramlások megosztásának és összegzésének képessége, és mindez folyamatosan bekapcsolt fogaskerekek mellett.

Bármely PM, függetlenül attól, hogy egyszerű vagy összetett, valójában csak két szabadságfokkal rendelkezik. Egy egyszerű PM esetében ezt egy ilyen mechanizmus működésének vizuális megfigyelése és a Csebisev-egyenlet is megerősíti . Az összetett PM-ek esetében ez vizuálisan nem nyilvánvaló, és a Csebisev-egyenlet elméletileg megengedheti az ilyen PM-ek három szabadsági fokának létezését, ami négy, egymással differenciális kapcsolatban álló kapcsolat jelenlétét jelenti. Valójában azonban az ilyen összetett PM-ek fizikailag működésképtelenek lesznek azokban a gyakorlati feladatokban, amelyekre létrehozták őket, és minden működőképes komplex PM kétfokozatú marad. Bármely működőképes komplex PM fő linkjeinek számától függetlenül, abban, akárcsak egy egyszerű PM-ben, csak három fő link lesz egymással differenciált kapcsolatban, a többi fő link pedig, függetlenül attól, hogy hány van ott. lineáris kapcsolatban lesznek a fenti három bármelyikével. A három vagy több tényleges szabadságfokkal rendelkező összetett PM-ek létrehozására tett kísérletek kilátástalannak tekinthetők, és minden működőképes három- és négyfokos PM-ek egymás után egymásba kapcsolt kétfokozatú PM-ek összeállításán alapulnak.

Áttétel

Egy ilyen sebességváltó áttételi arányát meglehetősen nehéz vizuálisan meghatározni, főként azért, mert a rendszert többféleképpen lehet forgatni.

Ha bolygókerekes hajtóművet használnak sebességváltóként , annak három fő eleme közül az egyik mozdulatlanul van rögzítve, míg a másik kettő mesterként és szolgaként szolgál. Így az áttétel az egyes alkatrészek fogainak számától, valamint attól függ, hogy melyik elem van rögzítve.

Tekintsük azt az esetet, amikor a hordozó rögzített, és az áramellátást a napozókerék biztosítja. Ebben az esetben a bolygókerekek a helyükön olyan sebességgel forognak, amelyet fogaik számának a napkerékhez viszonyított aránya határoz meg. Például, ha a napfogaskerék fogszámát -nak jelöljük , és a bolygókerekes fogaskerekeknél ezt a számot -nak vesszük , akkor az áttételt a képlet határozza meg , vagyis ha a napkeréknek 24 foga van, és a bolygókerekek 16 fogasak, akkor az áttétel , vagy lesz , ami a bolygókerekek 1,5 fordulattal ellentétes irányú forgását jelenti a Naphoz képest. $S$ $P$ ${\frac {S}{P}}$ $-{\frac {24}{16}}$ $-{\frac {3}{2}}$

Továbbá a bolygókerekek forgása átvihető a gyűrűs fogaskerekekre, megfelelő áttétellel. Ha a fogaskeréknek van fogazata, akkor a bolygókerekekhez képest forog. (Ebben az esetben a tört előtt nincs mínusz, mivel a fogaskerekek belső áttétellel egy irányba forognak). Például, ha 64 fog van a fogaskeréken, akkor a fenti példához képest ez az arány , vagy . Így a két példát kombinálva a következőket kapjuk: $A$ ${\frac {P}{A}}$ ${\frac {16}{64}}$ ${\frac {1}{4))$

A naphajtómű egy fordulata a bolygókerekek fordulatait adja; $-{\frac {S}{P}}$
A bolygókerekes hajtómű egy fordulata a gyűrűs fogaskerék fordulatait adja. ${\frac {P}{A}}$

Ennek eredményeként, ha a hordozó blokkolva van, a rendszer teljes áttételi aránya egyenlő lesz . $-{\frac {S}{A}}$

Ha a gyűrűs fogaskerék rögzítve van, és az áramellátás a hordozót kapja, akkor az áttétel a napkerékhez képest egynél kisebb lesz, és . ${\frac {1}{(1+{{\frac {A}{S}}})}}$

Ha megjavítja a gyűrűs fogaskereket, és áramot ad a napkerékhez, akkor az áramot el kell távolítani a bolygóhordozóról. Ebben az esetben az áttételi arány egyenlő lesz . Ez a bolygókerekes hajtóműben elérhető legnagyobb áttétel. Ilyen fogaskerekeket például traktorokban és építőipari gépekben használnak, ahol alacsony fordulatszámon nagy nyomatékra van szükség a kerekekre. $1+{\frac {A}{S}}$

A fentiek mindegyike leírható a következő két egyenlettel (amely a csatlakozó fogaskerekek csúszásának hiányának feltételéből, és ezáltal a körökön elhelyezkedő pontok által egységnyi idő alatt áthaladó ívek egyenlőségéből adódik):

{\begin{aligned}A\left(\omega _{a}-\omega _{c}\right)=P\omega _{p}\\S\left(\omega _{s}-\omega _ {c}\right)=-P\omega _{p}\end{aligned}}

Itt vannak a szögsebességek rendre: a gyűrűs fogaskerék, a tartó, a bolygókerekek a hordozóhoz viszonyított és a napkerék. Az első egyenlet a tartónak a gyűrűs fogaskerékhez viszonyított elfordulását jellemzi, a második a napkerék forgását a tartóhoz képest. $\omega _{a},\omega _{c},\omega _{p},\omega _{s}$

Ha az egyenletekből összeadva kizárod , egy egyenletet kapsz: . Mivel a fogaskerekek fogainak száma mindig kielégíti a feltételt (egyszerű geometriai összefüggések alapján, mivel a napkerék átmérője és a műholdak két átmérője a gyűrűs fogaskerék átmérőjébe kerül), más módon ez az egyenlet így írható fel. : $\omega _{p}$ $A\omega _{a}+S\omega _{s}=(A+S)\omega _{c}$ $A=S+2P$

$\left(2+n\right)\omega _{a}+n\omega _{s}-2\left(1+n\right)\omega _{c}=0$

Ahol n az átviteli paraméter egyenlő -val , vagyis a nap és a bolygókerekek fogszámának arányával. $n={S\over P}$

A következő táblázat elemeinek leírása [2]

Név	Fogak száma	Forgások
Vezető	${\displaystyle {\color {blue}z))$	${\color {blue}n}$
Kiegészítő	${\displaystyle {\color {magenta}z))$	${\displaystyle {\color {magenta}n))$
Rabszolga	${\displaystyle {\color {red}z))$	${\color {red}n}$
Rögzített	$z$	$n$
Bolygós	${\displaystyle {\color {green}z))$	${\color {green}n}$
Bolygós	${\displaystyle {\color {cyan}z))$	${\color {cyan}n}$

Az alábbi táblázatban (amely a különböző típusú bolygókerekes hajtóművek kimeneti sebességét jelzi, azok tervezési jellemzőitől függően) a következő egyezményeket alkalmazzuk:

a vezető láncszem kékkel, a fogak száma és ennek a láncszemnek a szögsebessége a képletben azonos színnel van feltüntetve; $z$ $n$
a segédösszekötő lilával, a fogak száma és ennek a láncszemnek a szögsebessége a képletben azonos színnel van feltüntetve; $z$ $n$
a rögzített (rögzített) hivatkozás feketével van jelölve, a képletben ennek a linknek a fogainak száma azonos színnel van feltüntetve; $z$
a bolygószemet zölddel jelöljük , a fogak számát és ennek a láncszemnek a szögsebességét a képletben azonos színnel jelöljük; $egy$ $z$ $n$
a bolygószemet kékkel jelöljük , a fogak számát és ennek a láncszemnek a szögsebességét a képletben azonos színnel jelöljük. $2$ $z$ $n$

Bolygókerekes hajtóművek diagramjai és kimeneti sebességei

kimeneti sebesség	kimeneti sebesség	kimeneti sebesség	kimeneti sebesség
${\color {red}n}={\color {blue}n}(1+{\frac {z}{\color {red}z)))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(1-{\frac {z}{\color {red}z)))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(0+{\frac {z}{\color {red}z)))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(\cos \beta +{\frac {z}{\color {red}z)))$
${\color {red}n}={\color {blue}n}(1+{\frac {{\color {green}z}z}{\color {cyan}z\color {red}z)))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(1+{\frac {{\color {green}z}z}{\color {cyan}z\color {red}z)))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\frac {1}{1+{\dfrac ({\color {green}z}z}{\color {cyan}z\color { kék}z}}}}$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\frac {1}{1+{\dfrac ({\color {green}z}z}{\color {cyan}z\color { kék}z}}}}$
${\color {red}n}={\color {blue}n}(1+{\frac {z}{\color {red}z)))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(1+{\frac {z}{\color {red}z)))$	${\displaystyle {\color {red}n}={\color {blue}n}{(1+{\dfrac {z}{\color {blue}z))))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\frac {1}{1+{\dfrac {z}{\color {blue}z))))$
${\displaystyle {\color {red}n}={\color {blue}n}{\biggl (}1-{\dfrac {{\color {cyan}z}z}({\color {green}z} {\szín {piros}z))}{\biggr )))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\frac {1-{\dfrac {z\color {green}z}{\color {cyan}z\color {red}z}} }{1+{\dfrac {z}{\color {blue}z))))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\frac {1-{\dfrac {z\color {green}z}{\color {cyan}z\color {red}z}} }{1+{\dfrac {z}{\color {blue}z))))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\dfrac {1}{1+{\dfrac {z}{\color {blue}z))))$
${\color {red}n}={\color {blue}n}{\dfrac {1}{1-{\dfrac {{\color {cyan}z}z}{{\color {green}z}{ \color {blue}z}}}}}$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\dfrac {1}{1-{\dfrac {{\color {cyan}z}z}{{\color {green}z}{ \color {blue}z}}}}}$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\frac {1-{\dfrac {z\color {green}z}{\color {cyan}z\color {red}z}} }{1+{\dfrac {z}{\color {blue}z))))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}(1-{\frac {{\color {green}z}z}{\color {cyan}z\color {red}z)))$
${\color {red}n}={\color {blue}n}\left[1-\left({\frac {\color {magenta}n}{\color {blue}n}}-1\right) {\frac {\color {magenta}z}{\color {red}z}}\right]$	${\color {red}n}={\color {blue}n}\left[1-\left({\frac {\color {magenta}n}{\color {blue}n}}-1\right) {\frac {\color {magenta}z}{\color {red}z}}\right]$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\frac {1+{\dfrac {\color {magenta}n\color {magenta}z}{\color {blue}n\color { kék}z))}{1+{\dfrac {\color {magenta}z}{\color {blue}z))))$	${\color {red}n}={\color {blue}n}{\frac {1+{\dfrac {\color {magenta}n\color {magenta}z}{\color {blue}n\color { kék}z))}{1+{\dfrac {\color {magenta}z}{\color {blue}z))))$

Willis formula

$i_{0}={n_{P}-n_{S} \n_{P}-n_{A}} felett$ , ahol az áttételi arány reteszelt hordozó mellett, a napkerék sebessége, a tartó sebessége és a gyűrűs fogaskerék sebessége. [3] [4] $én_{0}$ $i_{0}={n_{S} \over n_{A}}=-{N_{A} \over N_{S}}$ $n_{S}$ $n_{P}$ $n_{A}$

Planetary Gear Controls

A két vagy több szabadsági fok jelenléte bármely PM-ben és azok szerelvényeiben fő funkcióként használható bizonyos típusú PP-kben (itt bolygódifferenciálokra, áramlási osztókra és összegző PP-re gondolunk). Azonban ahhoz, hogy a PP egy vezető lengőkarral és egy hajtott lengőkarral hajtómű üzemmódban működjön, az összes többi szabad főrudat egy bizonyos szögsebességre kell beállítani (beleértve, esetleg nullát). Csak ebben az esetben megszűnnek az extra szabadsági fokok, az összes szabad fő link támasztóvá válik, és az egyetlen vezető láncszemre szolgáltatott összes tápellátás teljes egészében eltávolítódik az egyetlen hajtott linkről (a hajtás hatékonyságához igazítva). PP). A szabad láncszemekhez szükséges szögsebességek beállításának funkcióját az úgynevezett PM vezérlőelemek látják el. Két ilyen elem van: tengelykapcsoló és fék.

A tengelykapcsolók két szabad PM-linket kötnek össze egymással, vagy csatlakoztassanak egy szabad kapcsolatot egy külső tápegységhez. Mindkét esetben teljesen reteszelve a tengelykapcsolók egy pár összekapcsolt elemet biztosítanak, amelyeknek szögsebessége megegyezik a nullától eltérően. Szerkezetileg általában többlemezes súrlódó tengelykapcsolók formájában készülnek, bár egyes esetekben egyszerűbb tengelykapcsolók is lehetségesek.
A fékek összekötik a PM szabad láncszemeit a PP testével. Teljesen blokkolt állapotban a fékek nulla szögsebességgel biztosítják a letiltott szabad kapcsolatot. Szerkezetileg hasonlóak lehetnek a súrlódó tengelykapcsolókhoz - többlemezes súrlódó tengelykapcsolók formájában; de az egyszerűbb kivitelek is elterjedtek - szalagos, cipős, egylemezes.

A tengelykapcsolók és fékek működési elvüknél fogva ideális szinkronizálói a csatlakoztatott elemek szögsebességének. Biztonsági funkciókat is ellátnak, és éles lökésterhelés esetén megcsúszhatnak, így a dinamikus terheléseket a súrlódási erők munkájába fordítják. És elláthatják a fő tengelykapcsoló (főtengelykapcsoló) funkcióját is, ezért gyakran a PKP-val rendelkező autók mechanikus sebességváltóiban a fő tengelykapcsolót egyáltalán nem használják. Annak ellenére, hogy a fékek – a súrlódó tengelykapcsolókkal ellentétben – a tényleges végrehajtás több változatát teszik lehetővé, a tengelykapcsolók és a fékek közötti jelentős funkcionális különbség ellenére mindkettő kialakítása lehet teljesen azonos, vagy legalábbis egységes. A szoftver működésébe a súrlódó tengelykapcsolók és fékek mellett automatikusan kioldott szabadonfutó mechanizmusok (másik nevük overrunning clutch vagy autolog) is bekapcsolhatók. A bolygókerekes sebességváltók orosz nyelvű kinematikai diagramjain a súrlódó tengelykapcsolókat, fékeket és szabadonfutókat általában F, T és M betűkkel jelölik.

Alkalmazás

Történelmileg a bolygókerekes fogaskereket csillagászati órákban , valamint a könyvkerék kialakításában használták .

Az elvet a legszélesebb körben alkalmazzák bolygókerekes sebességváltókban , gépjármű-differenciálművekben , nehézgépjárművek hajtótengelyeinek fedélzeti bolygókerekes fogaskerekeinél , valamint fémvágó gépek kinematikai sémáinak összegző láncszemeiben , valamint a légcsavarok hajtóműveiben is . turbóprop motorok (TVD) a repülésben és bolygóperselyek kerékpárokhoz.

A modern eszközökben több bolygókerekes hajtómű kaszkádja használható nagy áttételi tartomány elérésére. Számos automata sebességváltó működik ezen az elven .

Gyakran bolygókerekes fogaskerekeket használnak két erőáram összegzésére ( például egyes tartályok és más lánctalpas járművek kétáramú sebességváltóinak bolygóműves készletei), ebben az esetben nincsenek rögzített elemek. Például két energiaáramot lehet betáplálni a napfelszerelésbe és az epiciklusba , és a kapott áramot le kell venni a bolygóhordozóról. Ezt a sémát széles körben használják a repülésben: egy elektromos generátor állandó fordulatszámú hajtásában egy planetáris mechanizmust használnak két különböző bemeneti sebesség hozzáadására a stabil kimeneti sebesség elérése érdekében. A repülőgépek elektromos és hidraulikus hajtásaiban a megbízhatóság érdekében két motort használnak, amelyek bolygókerekes sebességváltón keresztül közös kimenő tengelyen működnek, és ha az egyik motor vagy annak vezérlőáramköre meghibásodik, a hajtás működőképes marad, de kétszeres sebességcsökkenéssel.

A bolygókerekes fogaskerekeket olyan esetekben is alkalmazzák, amikor változó áttételre van szükség (ez például fékezéssel érhető el).

Bolygóforgató mechanizmus

A PMP-ket lánctalpas traktorokon és tartályokon használják a sebesség és a fordulás megváltoztatására. Ebben az esetben egy külön bolygókerekes hajtómű van beépítve a bal és a jobb hajtókerék hajtóművébe, amelynek korona fogaskerekét a motor hajtja, a nyomatékot a hordozóról a kerékre továbbítják, és a naphajtóművet ilyen vagy olyan kivitelű fék (általában szíjas). Ezenkívül egy úgynevezett reteszelő tengelykapcsoló van felszerelve a korona fogaskerék és a kimenő tengely közé , és egy másik fék van felszerelve a kimenő tengelyre (a tartóból).

Ha a napkerekes fék és a súrlódó tengelykapcsoló ki van kapcsolva, akkor a nyomaték nem kerül át a traktor hajtott kerekére - a korona forgatja a kikapcsolt napkereket a műholdakon keresztül, gyakorlatilag anélkül, hogy a hordozón egy pillanatnyi pillanat keletkezne. Ebben az esetben a főféket (a kimenő tengelyen) be lehet húzni, hogy megakadályozzuk a traktor elmozdulását. Ha elkezdi lelassítani a naphajtóművet, akkor a műholdak támaszpontot kapnak, és elkezdenek egy pillanatot létrehozni a hordozón, forgatva a traktor meghajtó kerekét. Teljesen bekapcsolt naptekercs mellett a PMP úgy működik, mint egy normál reduktor. Ez az első PMP adás. Amikor a reteszelő tengelykapcsoló be van kapcsolva, elkezdi átadni a nyomatékot a motorról közvetlenül a hordozóra, megkerülve a sebességváltót, és amikor a tengelykapcsoló teljesen be van kapcsolva, a PMP sebességváltó teljesen üzemen kívül lesz (blokkolva) - ez a második PMP sebességfokozat, közvetlen sebességfokozatként működik.

Előnyök és hátrányok

A többfokozatú hajtómű kialakítása biztosítja, hogy több fog hálózza össze, és ezáltal kevesebb terhelést érjen minden egyes fog. Ez lehetővé teszi a hagyományos sebességváltóhoz képest kisebb méretek és tömeg elérését azonos átviteli teljesítmény mellett.

A hajtó és hajtott tengelyek koaxiálissága megkönnyíti a gépek és a kaszkádszerkezetek elrendezését.

A sebességváltó erőegyensúlya kisebb zajt eredményez.

A sebességváltó kialakítása lehetővé teszi nagy áttételek elérését kis számú kerékkel.

A bolygókerekes hajtóművek hátrányai közé tartozik a megnövekedett gyártási és szerelési pontossági követelmények, valamint az alacsony hatásfok nagy áttételeknél.

Lásd még

Planetáris reduktor
Cikloid hajtómű - bolygókerekeshez hasonló mechanikus hajtómű
Mechanikus sebességváltó
fogaskerekek
Automatikus átvitel
Simpson átigazolása
Wilson átigazolása
Transzfer Ravigne-ba
Epiciklus
hu:Nap és bolygó felszerelés

Irodalom

Antonov A. S., Artamonov B. A., Korobkov B. M., Magidovich E. I. Bolygóhajtóművek // Tank. - M . : Katonai Könyvkiadó , 1954. - S. 422-429. — 607 p.
Tkachenko V. A. Többműholdas bolygókerekek tervezése / Kharkiv Állami Egyetem. A. M. Gorkij. - Kharkov: Kiadó Kharkov. Egyetem, 1961. - 186 p. - 7000 példány.
Kudrjavcev V. N. és mások. Bolygóközvetítések: kézikönyv / Szerző: V. N. Kudrjavcev, Yu. N. Kirdyasev , E. G. Ginzburg , Yu. A. Derzhavets , A. N. Ivanov, E. S. Kistochkin , I. S. Filipenkov,A. L. Szerk. műszaki doktorok. Tudományok V. N. Kudrjavcev és Yu. N. Kirdyasheva. - L .: Gépészet . Leningrád. Tanszék, 1977. - 536 p. - 39.000 példány.

Linkek

Bolygómechanizmusok – népszerű tudományos film, a Lennauchfilm producere , 1979.

Jegyzetek

↑ Leonardo3 | Ibn Khalaf al-Muradi | The Book of Secrets: Limitált kiadású fax . www.leonardo3.net . Letöltve: 2020. október 28. Az eredetiből archiválva : 2020. október 31. (határozatlan)
↑ Pattantyus Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 3. évf. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961. 632. o.
↑ Bernd Kunne. Köhler/Rögnitz Maschinenteile 2. - Vieweg+Teubner Verlag, 2008. - P. 508. - ISBN 3835100920 .
↑ Berthold Schlecht. Maschinenelemente 2: Getriebe, Verzahnungen und Lagerungen. - Pearson Studium, 2010. - P. 787. - ISBN 3827371465 .