Mehanizam je planetarno: izračun, shema, sinteza

Postoje sve vrste mehaničkih uređaja. Neki od nas poznati su od djetinjstva. Ovo, primjerice, gledati, bicikl, yule. Učimo o drugima kad stariramo. To su motori automobila, dizalica i ostalih. Svaki pokretni mehanizam koristi sustav koji prisiljava kotače na vrtnju i pokretanje stroja. Jedan od najzanimljivijih i najpopularnijih je planetarni mehanizam. Njegova je bitna činjenica da je stroj pogonjen kotačima ili zupčanicima koji djeluju na poseban način. Razmotrimo to detaljnije.

Opće informacije

Planetarni zupčanik i planetarni zupčanik tako se nazivaju analogno s našim Sunčevim sustavom, koji se može uvjetno prikazati na sljedeći način: u sredini se nalazi "sunce" (središnji kotač u mehanizmu). Oko njega se kreću "planeti" (mali kotači ili sateliti). Svi ti detalji u planetarnom mehanizmu imaju vanjski zub. Ograničeni solarni sustav ima granicu duž njegovog promjera. Njegova uloga u planetarnom mehanizmu izvodi se velikim kotačem ili epiklom. Također ima zube, samo unutarnje. Puno posla u ovom dizajnu obavlja prijevoznik, koji je veza. Pokret može biti izveden na različite načine: sunce će se okretati, ili epikl, ali uvijek zajedno sa satelitima.

Kada upravljate planetarnim mehanizmom, može se koristiti još jedan dizajn, na primjer, dva sunca, sateliti i nosač, ali bez epikl. Druga mogućnost - dva ep cikla, ali bez sunca. Vozač i sateliti uvijek bi trebali biti prisutni. Ovisno o broju kotača i položaju osi njihova rotacije u prostoru, dizajn može biti jednostavan ili složen, ravan ili prostran.

Da biste u potpunosti shvatili kako funkcionira takav sustav, morate razumjeti pojedinosti.

Lokacija elemenata

Najjednostavniji oblik planetarnog mehanizma uključuje tri seta zupčanika s različitim stupnjevima slobode. Gore spomenuti sateliti rotiraju se oko svojih sjekira i istodobno oko sunca ostaju na mjestu. Epikula povezuje planetarni mehanizam izvana i također se zakreće tako da naizmjenično prihvate zube (to i satelite). Ovaj dizajn može promijeniti zakretni moment u jednoj ravnini (kutne brzine).

U jednostavnom planetarnom mehanizmu, sunce i sateliti mogu rotirati, a epicentar može ostati fiksan. U svakom slučaju, kutne brzine sve komponente nisu kaotične, već imaju linearnu ovisnost jedna na drugu. Dok se medij okreće, dobiva se izlaz s malim brojem okretaja s visokim zakretnim momentom.

To jest, bit planetarnog zupčanika je da takav dizajn može mijenjati, razgraditi i dodati okretni moment i kutnu brzinu. Rotacijski gibanci se javljaju u istoj geometrijskoj osi. Potreban je element prijenosa različitih vozila i mehanizama.

Značajke strukturnih materijala i shema

Međutim, nepomična komponenta nije uvijek potrebna. U diferencijalnim sustavima, svaki element se okreće. Planetarni mehanizmi, poput ove, uključuju jedan izlaz, kontroliran (kontrolira) pomoću dva ulaza. Na primjer, diferencijal koji upravlja osi u automobilu je sličan zupčanik.

Takvi sustavi rade na istom principu kao i strukture s paralelnom osovinom. Čak i jednostavni planetarni zupčanik ima dva ulaza, fiksni zupčanik zupčanika predstavlja stalan ulaz nulte kutne brzine.

Detaljan opis uređaja

Mješovite planetarne strukture mogu imati različit broj kotača, kao i različite mjenjače pomoću kojih su povezani. Prisutnost takvih detalja značajno proširuje mogućnosti mehanizma. Kompozitne planetarne strukture mogu se montirati tako da se osovina noseće platforme pomiče pri velikoj brzini. Kao rezultat toga, u procesu poboljšanja uređaja moguće je ukloniti neke probleme s redukcijom, sunčevom opremom i drugima.

Dakle, kao što se može vidjeti iz gore navedenih informacija, planetarni mehanizam djeluje na principu prijenosa rotacije između veza koje su središnje i pokretne. U ovom slučaju složeni sustavi su više traženi od jednostavnih.

Opcije konfiguracije

U planetarnom mehanizmu može se koristiti kotači (zupčanici) različite konfiguracije. Prikladni standard s ravnim zubima, spiralnim, crvima, vilicama. Ne utječe se na vrstu angažmana s općim načelom rada planetarnog mehanizma. Glavna stvar je da se osi rotacije nosača i središnjih kotača podudaraju. Ali sjeci satelita mogu se nalaziti na drugim ravninama (prekinuti, paralelni, presjeci). Primjer međusobnog povezivanja je diferencijal između kotača, u kojem su zupčanici s konusnim oblikom. Primjer križanja je samoobrzavajući diferencijal s crnim zupčanicima (Torsen).

Jednostavni i složeni uređaji

Kao što je već napomenuto, planetarni prijenosnik uključuje uvijek nosač i dva središnja kotača. Može biti onoliko satelita koliko vam se sviđa. Ovaj, takozvani, jednostavni ili elementarni uređaj. U takvim mehanizmima, strukture mogu biti: "SHS", "SVE", "EVE", gdje:

• C je sunce.
• In - carrier.
• E je epicentar.

Svaki takav skup kotača + satelita naziva se planetarna serija. Tako bi svi kotači trebali rotirati u jednoj ravnini. Jednostavni mehanizmi su jedno i dva reda. U raznim tehničkim uređajima i strojevima rijetko se koriste. Primjer je planetarni mehanizam bicikla. Po ovom principu, čahura djeluje zbog čega se pokreće kretanje. Njegov dizajn je izrađen prema "SVE" shemi. Sateliti ne 4 komada. U tom slučaju, sunce čvrsto pričvršćuje se na os stražnjeg kotača, a epicentar je pokretljiv. Biciklist, gurajući papučicu, prisiljava ga da se vrti. U tom slučaju brzina prijenosa, a time i brzina rotacije, može varirati.

Mnogo češće možete susresti složene planetarne prijenosnike. Njihove sheme mogu biti vrlo različite, ovisno o tome što je namijenjeno ovom ili onom dizajnu. U pravilu, složeni mehanizmi sastoje se od nekoliko jednostavnih, stvorenih prema općem pravilu za planetarni prijenos. Takvi složeni sustavi su dva, tri ili četiri reda. Teoretski, možete kreirati nacrte s velikim brojem redaka, ali u praksi to se ne događa.

Ravni i prostorni uređaji

Neki misle da jednostavan planetarni mehanizam mora nužno biti ravno. Ovo je samo djelomično istina. Složeni uređaji također mogu biti ravni. To znači da se planetarna serija, bez obzira koliko se koristi u uređaju, nalaze u jednoj ili paralelnoj ravnini. Prostorni mehanizmi imaju planetarnu seriju u dva ili više ravnina. U tom slučaju sami kotači mogu biti manji nego u prvoj verziji. Imajte na umu da je ravni planetarni mehanizam isti kao i prostorni planetarni mehanizam. Razlika je samo u području koje je uređaj zauzeo, tj. U kompaktnosti.

Stupnjevi slobode

Tako je skup rotacije koordinata, omogućavajući sustavu za određivanje položaja u prostoru u određenom vremenu. Zapravo, svaki planetarni mehanizam ima najmanje dva stupnja slobode. To jest, kutne brzine vrtnje bilo koje veze u takvim uređajima nisu linearno povezane, kao u drugim zupčanicima. To vam omogućuje da dobijete izlazna kutna brzina nije ono što je na ulazu. To se može objasniti činjenicom da u diferencijalnoj vezi u planetarnom mehanizmu postoje tri elementa u svakoj seriji, a ostatak će biti linearno povezan s njim, pomoću bilo kojeg elementa serije. Teoretski, možete stvoriti planetarne sustave s tri ili više stupnjeva slobode. Ali u praksi se pokazuju neoperativnima.

Omjer prijenosa planetarnog zupčanika

Ovo je najvažnija karakteristika rotacijskog gibanja. To vam omogućuje da odredite koliko puta zakretni moment na osovini povećava rob u odnosu na trenutak pogonske osovine. Utvrditi omjer može se izračunati pomoću sljedećih formula:

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

• 1 - vodeća veza.
• 2 - veza je rob.
• d1, d2 - promjer prve i druge veze.
• Z1, Z2 - broj zuba.
• M1, M2 su okretni momenti.
• W1 W2 - kutne brzine.
• n1 n2 je brzina rotacije.

Dakle, s omjerom prijenosa iznad jedinstva na pogonjenom vratilu, moment se povećava, a frekvencija i kutna brzina se smanjuju. To treba uvijek uzeti u obzir prilikom izrade dizajna jer omjer prijenosa u planetarnim zupčanicima ovisi o tome koliko zubi imaju kotači i koji je element serije gospodar.

Opseg primjene

U suvremenom svijetu postoji mnogo različitih strojeva. Mnogi od njih rade uz pomoć planetarnih mehanizama.

Oni se koriste u automobilskoj razlika planetarnih zupčanika, kinematičkih shema u složenim strojevima, u brzinu motora zrak avione, biciklizam, u kombajna i traktora, tenkova i druge vojne opreme. Mnogi mjenjači rade u principima planetarnog zupčanika, u pogonima električnih generatora. Razmotrimo još jedan takav sustav.

Planetarni upravljački mehanizam

Ovaj dizajn pronalazi primjenu kod nekih traktora, cijevi i tenkova. Jednostavan dijagram uređaja prikazan je na donjoj slici. Načelo rada mehanizma planetarnog rotacije je sljedeće: nosač (položaj 1) spojen je na bubanj kočnice (2) i na kotač koji se nalazi u gusjenici. Epikl (6) je spojen na prijenosnu osovinu (pozicija 5). Sunce (8) povezano je s pločom kvačila (3) i kočionim bubnjevima (4). Kada uključite kvačilo za zaključavanje i isključite kočnice pojaseva, sateliti se neće okretati. Oni će postati poput poluge, jer su povezani pomoću zuba prema suncu (8) i epicyclusu (6). Stoga su prisiljeni istodobno rotirati oko zajedničke osi. Kutna brzina je ista.

Kada je kvačilo za zaključavanje isključeno i okretna kočnica je aktivirana, sunce će se zaustaviti i sateliti će se kretati oko svojih osi. Na taj način stvaraju trenutak na nosaču i okreću pogonski kotač gusjenice.

nositi

Što se tiče vijeka trajanja i amortizacije, u linearnim mehanizmima planetarnih sustava raspodjela opterećenja vidljiva je među glavnim komponentama.

Termalni i ciklički umor mogu se povećati zbog ograničene raspodjele opterećenja i činjenice da se planetarni zupčanici mogu relativno brzo okretati duž svojih osi. Štoviše, kod velikih brzina i prijenosnih omjera planetarnog mehanizma, centrifugalne sile mogu značajno povećati veličinu gibanja. Treba također napomenuti da se s povećanjem preciznosti proizvodnje i povećanjem broja satelita povećava tendencija neravnoteže.

Ovi uređaji i njihovi sustavi mogu čak biti podložni trošenju ili suzbijanju. Neke će dizajne biti osjetljive na čak male neravnoteže i sposobne su zahtijevati visokokvalitetne i skupe komponente sklopa. Točno mjesto planetarnih iglica oko osi sunčane opreme može biti ključ.

Druge sheme planetarnih mehanizama koji pomažu uravnoteženju opterećenja uključuju upotrebu plutajućih podsklopova ili "mekih" sidrišta kako bi se osigurao najviši izdržljiv pomak sunca ili epicentra.

Osnove sinteze planetarnih uređaja

Ovo je znanje potrebno pri projektiranju i stvaranju strojnih čvorova. Koncept "sinteze planetarnih mehanizama" je izračunati broj zuba na suncu, epicentru i satelitima. Potrebno je ispuniti niz uvjeta:

• Omjer prijenosa mora biti jednak postavljenoj vrijednosti.
• Angažman zubaca kotača mora biti točan.
• Potrebno je osigurati poravnanje ulazne osovine i izlaza.
• Potrebno je osigurati susjedstvo (sateliti se ne bi trebali međusobno miješati).

Također, prilikom projektiranja, potrebno je uzeti u obzir dimenzije budućeg dizajna, njegove mase i učinkovitosti.

Ako se omjer prijenosa (n) daje, broj zuba na suncu (S) i planetarnim zupčanicima (P) mora zadovoljiti jednadžbu:

n = S / P

Pretpostavljajući da je broj zuba u epicentru rano (A), a kada je nosač zaključan, mora se poštivati ​​sljedeća ravnopravnost:

n = -S / A

Ako je epicentar fiksan, tada će biti jednaka sljedeća jednakost:

n = 1+ A / S

Tako se izračunava planetarni mehanizam.

Prednosti i nedostaci

Postoji nekoliko vrsta prijenosa koji se sigurno koriste u različitim uređajima. Planetarni među njima ističe se sljedećim prednostima:

• Manji opterećenje osigurano je za svaki zub kotača (i sunce, epicentar i satelit) zbog činjenice da se opterećenje na njima ravnomjernije raspoređuje. To ima pozitivan učinak na životni vijek strukture.
• Na istoj snazi ​​planetarni mehanizam ima manju dimenziju i masu nego s drugim vrstama prijenosa.
• Sposobnost postizanja višeg stupnja prijenosa s manje kotača.
• Pružanje manje buke.

Nedostaci planetarnih mehanizama:

• Potrebna je povećana točnost u njihovoj proizvodnji.
• Slaba učinkovitost pri relativno visokom stupnju prijenosa.