Dzień dobry wam drodzy czytelnicy! W tym artykule rozważymy jeden z najciekawszych mechanizmów - przekładnię planetarną, zasadę działania i jaki piękny pomysł ma projektant. Materiał opisze z jakich węzłów się składa. Zastanowimy się również, gdzie ten rodzaj przekładni ma zastosowanie w transporcie drogowym.
Co to jest przekładnia planetarna
Przed rozważeniem urządzenia i zasady działania mechanizmu planetarnego konieczne jest wskazanie jego celu. Służy do zmiany prędkości (czasami kierunku) obrotów wału wyjściowego.
W działaniu tego mechanizmu śledzona jest taka zależność, im mniejsza prędkość wału wyjściowego, tym większy moment obrotowy na nim (innymi słowy, duży stosunek wału wejściowego i wyjściowego).
Teraz dowiemy się, czym jest przekładnia planetarna, której zasada działania opiera się na obrocie kół zębatych. Przekładnie są następujących typów:
- koło słoneczne;
- satelity;
- koło zębate.
Przekładnia planetarna bierze swoją nazwę od umieszczenia w niej kół zębatych, podobnie jak planety wokół Słońca.
A schemat jest następujący: pośrodku znajduje się koło słoneczne, wokół niego krążą satelity (jak planety), połączone ze sobą nośnikiem, a na zewnątrz satelitów znajduje się koło koronowe. Wszystkie rodzaje kół zębatych można podłączyć do wału wejściowego lub wyjściowego.
Zasada działania przekładni planetarnej polega na tym, że jeden z rodzajów kół zębatych (słoneczny, nośny lub koronkowy) jest sztywno zamocowany. Wtedy ten stały węzeł jest łączem nadawczym.
Na przykład podczas mocowania koła koronowego wał wejściowy dostarcza moment obrotowy do koła słonecznego. To samo przenosi obrót dalej do satelitów, które przechodząc przez koło zębate zaczynają obracać nośnik planety. Cóż, nośnik już przekazuje moment obrotowy na wał wyjściowy.
Na tej zasadzie zbudowana jest przekładnia planetarna, która zawiera dodatkowe układy hamowania i blokowania węzłów mechanizmu.
Przekładnia planetarna, której zasada działania może być dwojakiego rodzaju:
- Jednostopniowy (blokowany jest tylko jeden rodzaj przekładni);
- Wielostopniowy (możliwość blokowania różnych rodzajów kół zębatych).
Ponadto zestaw przekładni planetarnej może być albo ze stałym elementem, jak rozważaliśmy wcześniej, albo z mechanizmem różnicowym. W drugim przypadku żaden z węzłów mechanizmu nie jest sztywno zamocowany, co pozwala na niezależną zmianę obrotu w oparciu o siły przyłożone do różnych wałków układu.
Jego mechanizm jest zaprojektowany tak, aby wał obracał się szybciej, czyli jest najmniej obciążony.
Jednostki i zespoły oparte na mechanizmie planetarnym
Najpopularniejszą jednostką opartą na mechanizmie planetarnym jest. Montowany jest na każdej osi napędowej pojazdu.
Oto przekładnia planetarna, której zasada działania opiera się na układzie różnicowym. Dzieje się tak, gdy żaden węzeł systemu nie jest sztywno zamocowany.
Wał wejściowy przekazuje moment obrotowy do koła zębatego (nie koronowego, ponieważ zęby nie są umieszczone w dół, ale z boku), które przenosi ciąg na satelity, do których przymocowane są dwa koła słoneczne.
Mechanika tutaj jest następująca: koła planetarne obracają się z tą samą prędkością, a koła słoneczne mogą mieć różne prędkości obrotowe, różniące się od siebie, ale suma ich prędkości jest zawsze taka sama.
Na drugim miejscu pod względem dystrybucji znajduje się hydromechaniczna przekładnia planetarna, której zasada działania również opiera się na obrocie trzech rodzajów kół zębatych.
Ale tutaj wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane, ponieważ we współczesnym świecie wymaganych jest pięć lub więcej biegów do przodu. A tego nie da się zaimplementować na jednym mechanizmie planetarnym.
Aby wdrożyć nowoczesną przekładnię, inżynierowie łączą kilka mechanizmów planetarnych w jedną kaskadę. Który z kolei może realizować zakres przełożeń od 0,7:1 na wyższych biegach do 4,5:1 podczas jazdy z niskimi prędkościami.
Aby zmienić biegi, kompozycja zawiera mechanizmy, które najpierw spowalniają niezbędne biegi, a następnie całkowicie je blokują, aby włączyć inne węzły.
Również przekładnia planetarna, której zasada działania opiera się na blokowaniu jednego lub więcej węzłów, jest wykorzystywana w budowie obrabiarek, urządzeń dźwigowych i ciągników. W końcu taki mechanizm ma wiele zalet, a mianowicie:
- niski dźwięk;
- mały rozmiar (wszystkie koła zębate znajdują się na tej samej osi i obok siebie);
- małe obciążenie zębów (ponieważ ich liczba jest duża, każdy ma mniejszą siłę);
duże przełożenia (ponieważ zęby mogą wytrzymać duże obciążenia, oprócz dużej liczby kół zębatych o różnych rozmiarach).
Cóż, taki mechanizm nie mógł obejść się bez wad, a są one następujące:
- złożoność projektu i produkcji (wiele węzłów, których pozycjonowanie musi być bardzo dokładne);
- przy projektowaniu układów o dużych obciążeniach wydajność spada (ponieważ duża liczba kół zębatych ma duże straty tarcia).
Podsumowując, należy stwierdzić, że mechanizm planetarny mocno wkroczył we współczesną motoryzację. Choć jednostki zbudowane na jego bazie mają dość skomplikowaną budowę, sam mechanizm łatwo zrozumieć zasady działania.