Guten Tag, liebe Leser! In diesem Artikel betrachten wir einen der interessantesten Mechanismen – das Planetengetriebe, das Funktionsprinzip und was für eine schöne Idee der Designer hat. Das Material beschreibt, aus welchen Knoten es besteht. Wir werden auch untersuchen, wo diese Art der Übertragung im Straßenverkehr eingesetzt wird.
Was ist ein Planetengetriebe?
Bevor das Gerät und das Funktionsprinzip des Planetenmechanismus betrachtet werden, muss dessen Zweck angegeben werden. Es dient dazu, die Drehzahl (manchmal auch die Drehrichtung) der Abtriebswelle zu ändern.
Beim Betrieb dieses Mechanismus besteht die folgende Abhängigkeit: Je niedriger die Drehzahl der Abtriebswelle, desto größer das darauf wirkende Drehmoment (mit anderen Worten, das Verhältnis der Antriebs- und Abtriebswelle ist größer).
Jetzt erfahren wir, was ein Planetengetriebe ist, dessen Funktionsprinzip auf der Drehung von Zahnrädern basiert. Es gibt folgende Arten von Zahnrädern:
- Sonnenrad;
- Satelliten;
- Kronenrad.
Der Name des Planetengetriebes geht auf die Anordnung der Zahnräder zurück, die den Planeten um die Sonne ähneln.
Und das Schema ist wie folgt: In der Mitte befindet sich ein Sonnenrad, um das sich Satelliten (wie Planeten) drehen, die durch einen Träger miteinander verbunden sind, und außerhalb der Satelliten befindet sich ein Kronenrad. Alle Arten von Getrieben können entweder an die Eingangswelle oder den Abtrieb angeschlossen werden.
Das Funktionsprinzip des Planetengetriebes besteht darin, dass einer der Zahnradtypen (Sonnenrad, Träger oder Krone) starr fixiert ist. Dann ist dieser feste Knoten eine Sendeverbindung.
Beim Befestigen des Hohlrads beispielsweise liefert die Eingangswelle Drehmoment an das Sonnenrad. Dieser überträgt die Drehung weiter auf die Satelliten, die durch den Zahnkranz hindurch beginnen, den Planetenträger zu drehen. Nun ja, der Träger gibt bereits Drehmoment an die Abtriebswelle ab.
Nach diesem Prinzip ist ein Planetengetriebe aufgebaut, das zusätzliche Systeme zum Bremsen und Blockieren der Getriebeeinheiten umfasst.
Planetengetriebe, deren Funktionsprinzip zwei Arten haben kann:
- Einstufig (nur eine Getriebeart ist gesperrt);
- Mehrstufig (verschiedene Gangarten blockierbar).
Darüber hinaus kann der Planetenradsatz entweder mit einem festen Element, wie wir zuvor betrachtet haben, oder mit einem Differenzial ausgestattet sein. Im zweiten Fall ist keiner der Knoten des Mechanismus starr fixiert, sodass Sie die Drehung unabhängig voneinander ändern können, basierend auf den Kräften, die auf verschiedene Wellen des Systems ausgeübt werden.
Sein Mechanismus ist so konzipiert, dass er eine schnellere Drehung der Welle ermöglicht, was die geringste Belastung darstellt.
Einheiten und Baugruppen basierend auf dem Planetenmechanismus
Die gebräuchlichste Einheit, die auf dem Planetenmechanismus basiert, ist. Es wird an jeder Antriebsachse des Fahrzeugs installiert.
Hier handelt es sich um ein Planetengetriebe, dessen Funktionsprinzip auf einem Differentialsystem basiert. Dies ist der Fall, wenn kein einziger Knoten des Systems starr fixiert ist.
Die Eingangswelle liefert Drehmoment an das Zahnrad (nicht an den Zahnkranz, da die Zähne nicht nach unten, sondern seitlich angeordnet sind), das den Schub auf die Satelliten überträgt, an denen zwei Sonnenräder befestigt sind.
Die Mechanik ist hier wie folgt: Die Planetenräder drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit, und die Sonnenräder können unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten haben, aber die Summe ihrer Geschwindigkeiten ist immer gleich.
An zweiter Stelle in der Verteilung steht ein hydromechanisches Planetengetriebe, dessen Funktionsprinzip ebenfalls auf der Drehung von drei Getriebearten basiert.
Aber hier ist alles viel komplizierter, da in der modernen Welt fünf oder mehr Vorwärtsgänge erforderlich sind. Und dies ist auf einem Planetenmechanismus unmöglich umzusetzen.
Um ein modernes Getriebe zu realisieren, schalten Ingenieure mehrere Planetengetriebe zu einer Kaskade zusammen. Dadurch kann wiederum ein Übersetzungsbereich von 0,7:1 in höheren Gängen bis 4,5:1 bei niedrigen Geschwindigkeiten realisiert werden. .d.
Um die Gänge zu schalten, enthält die Zusammensetzung Mechanismen, die die erforderlichen Gänge zunächst verlangsamen und sie dann vollständig blockieren, um andere Knoten einzuschalten.
Auch im Bau von Werkzeugmaschinen, Hebezeugen und Traktoren werden Planetengetriebe eingesetzt, deren Funktionsprinzip auf der Blockierung eines oder mehrerer Knoten beruht. Schließlich hat ein solcher Mechanismus viele Vorteile, nämlich:
- wenig Lärm;
- geringe Größe (alle Zahnräder liegen auf derselben Achse und nebeneinander);
- eine geringe Belastung der Zähne (da ihre Anzahl groß ist, hat jeder weniger Kraft);
große Übersetzungsverhältnisse (da die Zähne neben einer großen Anzahl von Zahnrädern unterschiedlicher Größe auch hohen Belastungen standhalten).
Nun, ein solcher Mechanismus könnte nicht ohne Nachteile auskommen, und diese sind wie folgt:
- die Komplexität von Design und Herstellung (viele Knoten, deren Positionierung sehr genau sein muss);
- Bei der Auslegung von Systemen mit großen Lasten nimmt der Wirkungsgrad ab (da viele Gänge große Reibungsverluste aufweisen).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Planetenmechanismus fest in der modernen Automobilindustrie Einzug gehalten hat. Obwohl die auf dieser Basis aufgebauten Einheiten eine recht komplexe Struktur aufweisen, sind die Funktionsprinzipien des Mechanismus selbst leicht zu verstehen.