Planetary gearbox: device, prinsipyo ng pagpapatakbo, pagpapatakbo at pagkumpuni

2024 May -akda: Erin Ralphs | [email protected]. Huling binago: 2024-02-19 19:31

Ang Planetary gear ay kabilang sa mga pinakakumplikadong gear box. Sa maliit na sukat, ang disenyo ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pag-andar, na nagpapaliwanag ng malawakang paggamit nito sa mga teknolohikal na makina, bisikleta at mga sasakyang uod. Sa ngayon, ang planetary gearbox ay may ilang mga bersyon ng disenyo, ngunit ang mga pangunahing prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga pagbabago nito ay nananatiling pareho.

Unit device

Ang batayan ng disenyo ay binubuo lamang ng tatlong functional na bahagi na may isang axis ng pag-ikot. Ang mga ito ay kinakatawan ng isang carrier at dalawang nakatutok na gitnang gulong. Nagbibigay din ang device para sa isang malawak na grupo ng mga auxiliary link sa anyo ng isang set ng single-format na gear, crown gear at bearings. Mula dito maaari nating tapusin na ang planetary gearbox ay isang mekanismo mula sa pamilya ng mga gears."mga kahon", ngunit may pangunahing pagkakaiba. Binubuo ito sa kondisyonal na pagsasarili ng angular velocities ng bawat isa sa mga pangunahing link. Ngayon, sulit na pamilyar ka sa mga elemento ng pinagsama-samang mas detalyado:

• Ang Carrier ay ang batayan at isang obligadong bahagi ng anumang planetary system, kabilang ang mga may differential connection. Ito ay isang mekanismo ng pingga, na isang spatial na tinidor, ang axis nito ay nakahanay sa karaniwang axis ng paghahatid. Sa kasong ito, ang mga gear axle na may mga satellite ay umiikot sa paligid nito sa mga eroplano ng gitnang mga gulong.
• Mga gulong ng gear. Una sa lahat, kinakailangan upang paghiwalayin ang mga grupo ng malalaking sentral at maliit na gitnang gulong ng ganitong uri. Sa unang kaso, pinag-uusapan natin ang mga malalaking gulong na may panloob na ngipin - ang sistemang ito ay tinatawag na epicycle. Kung tungkol sa maliliit na gear na may ngipin, nakikilala sila sa panlabas na pagkakaayos ng mga ngipin - tinatawag ding sun gear.
• Mga Satellite. Ang pangkat ng gulong ng isang planetary gearbox (mas madalas na isang solong gear wheel), ang mga elemento nito ay kinakailangang may mga panlabas na ngipin. Matatagpuan ang mga satellite sa coupling na may parehong grupo ng central wheels. Depende sa functionality at power ng equipment, ang bilang ng mga satellite ay maaaring mag-iba mula 2 hanggang 6, ngunit 3 segment ang pinakamadalas na ginagamit, dahil sa kasong ito ay hindi na kailangan ng mga karagdagang pagbabalanse na device.

Mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga planetary gearbox

Ang pagbabago sa transmission ay depende sa configuration ng layout ng mga functional unit. Ang halaga ay magkakaroon ng kadaliang mapakilos ng elemento at ang direksyon ng metalikang kuwintas. Isa sa tatlong bahagi (carrier,satellite, sun gear) ay naayos sa isang nakapirming posisyon, at ang iba pang dalawa ay umiikot. Upang harangan ang mga elemento ng planetary gearbox, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mekanismo ay nagbibigay para sa koneksyon ng isang sistema ng mga band brakes at clutches. Maliban na lang kung may mga preno at lock-up clutch sa mga differential device na may mga bevel gear.

Ang downshift ay maaaring i-activate sa dalawang paraan. Sa unang bersyon, ang sumusunod na prinsipyo ay ipinatupad: ang epicycle ay huminto, laban sa kung saan ang working moment mula sa power unit ay inilipat sa base ng sun gear at inalis mula sa carrier. Bilang isang resulta, ang intensity ng pag-ikot ng baras ay bababa, at ang sun gear ay tataas sa dalas ng operasyon. Sa isang alternatibong pamamaraan, ang sun gear ng device ay naharang, at ang pag-ikot ay inililipat mula sa carrier patungo sa epicycle. Ang resulta ay magkatulad, ngunit may kaunting pagkakaiba. Ang katotohanan ay ang ratio ng gear sa gumaganang modelong ito ay may posibilidad na magkaisa.

Sa proseso ng upshifting, maaari ding ipatupad ang ilang gumaganang modelo, at para sa parehong planetary gearbox. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo sa pinakasimpleng pamamaraan ay ang mga sumusunod: ang epicycle ay naharang, at ang sandali ng pag-ikot ay inilipat mula sa gitnang sun gear at ipinadala sa mga satellite at carrier. Sa mode na ito, gumagana ang mekanismo bilang isang step-up na gearbox. Sa isa pang pagsasaayos, ang gear ay haharang at ang metalikang kuwintas ay ililipat mula sa ring gear patungo sa carrier. Gayundin, ang prinsipyo ng operasyon ay katulad ng unang opsyon, ngunit may pagkakaiba sa dalas ng pag-ikot. Kapag nakalagay ang reverse gear, torquetorsion ay aalisin mula sa epicycle at ipapadala sa sun gear. Sa kasong ito, ang carrier ay dapat nasa isang nakatigil na estado.

Mga Feature ng Daloy ng Trabaho

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga mekanismo ng planeta at iba pang uri ng mga gearbox ay ang nabanggit na kalayaan ng mga gumaganang elemento, na binabalangkas bilang dalawang antas ng kalayaan. Nangangahulugan ito na dahil sa pag-asa sa kaugalian, upang makalkula ang bilis ng anggular ng isang bahagi ng system, kinakailangang isaalang-alang ang mga bilis ng iba pang dalawang yunit ng gear. Sa paghahambing, ipinapalagay ng ibang mga gear transmission ang isang linear na relasyon sa pagitan ng mga elemento sa pagtukoy ng angular velocity. Sa madaling salita, maaaring magbago ang angular velocities ng planetary "box" sa output, anuman ang dynamic na performance sa input. Gamit ang mga fixed at stationary na gear, nagiging posible ang pagbubuod at pagbabahagi ng mga daloy ng kuryente.

Sa pinakasimpleng mekanismo, mayroong dalawang antas ng kalayaan ng mga link ng gear, ngunit ang pagpapatakbo ng mga kumplikadong sistema ay maaari ding magbigay ng pagkakaroon ng tatlong degree. Upang gawin ito, ang mekanismo ay dapat magkaroon ng hindi bababa sa apat na functional na mga link, na kung saan ay nasa kaugalian na koneksyon sa bawat isa. Ang isa pang bagay ay ang gayong pagsasaayos ay talagang magiging hindi mahusay dahil sa mababang pagganap, kaya sa pagsasagawa, ang mga aplikasyon at pagpapadala na may apat na link ay nagpapanatili ng dalawang antas ng kalayaan.

Simple at kumplikadong planetary gears

Isa sa mga palatandaan ng paghahati ng mga mekanismo ng planeta sa simple atkumplikado - ito ang bilang ng mga gumaganang link. Bukod dito, pinag-uusapan lamang natin ang tungkol sa mga pangunahing node, at ang mga grupo ng mga satellite ay hindi isinasaalang-alang. Ang isang simpleng sistema ay karaniwang may tatlong link, bagaman lahat ng pito ay pinapayagan ng kinematics. Bilang halimbawa ng ganoong sistema, maaari tayong magbanggit ng mga hanay ng mga single at double gear, pati na rin ang mga nakapares na magkakaugnay na grupo ng mga gear.

Marami pang pangunahing link sa mga kumplikadong mekanismo kaysa sa mga simple. Nagbibigay sila ng hindi bababa sa isang carrier, ngunit maaaring mayroong higit sa tatlong gitnang gulong. Bukod dito, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng planetary gearbox ay nagbibigay-daan sa paggamit ng ilang simpleng mga yunit kahit na sa loob ng isang kumplikadong sistema. Halimbawa, ang isang modelong may apat na link ay maaaring magkaroon ng hanggang tatlong simpleng node, at ang isang limang-link na modelo ay maaaring magkaroon ng hanggang anim. Gayunpaman, ang kumpletong kalayaan ng mga simpleng planetary system sa loob ng balangkas ng mga kumplikadong aparato ay wala sa tanong. Ang katotohanan ay ang ilang mga naturang mekanismo ay mas malamang na magkaroon ng isang karaniwang carrier.

Mga kontrol sa mekanismo

Habang pinapanatili ang ilang antas ng kalayaan, maaaring gamitin ang device bilang pangunahing pagpapagana sa sarili. Ngunit kung ang isang modelo na may isang nangungunang at isang hinihimok na link ay napili (reducer mode), pagkatapos ay kinakailangan na magtakda ng ilang mga bilis para sa kanila. Para dito, ginagamit ang mga elemento ng kontrol ng planetary gearbox. Ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay ang muling pamamahagi ng mga bilis dahil sa friction clutch at preno. Ang mga karagdagang antas ng kalayaan ay aalisin, at ang mga pangunahing libreng node ay nagiging reference.

Ang mga friction ay responsable para sa pagkonekta ng dalawang libreng link oisang link (libre din) na may panlabas na power supply. Ang parehong mga pagsasaayos ng mga clutches sa mga kondisyon ng pagharang ay nagbibigay ng mga kinokontrol na link na may isang tiyak na angular na bilis, at hindi zero. Ayon sa disenyo, ang mga naturang elemento ay multi-plate clutches, ngunit kung minsan ay mayroon ding conventional clutches para sa pagpapadala ng torque.

Kung tungkol sa preno, ang gawain nito sa control infrastructure ng planetary gearbox ay ikonekta ang mga libreng link sa gear case. Ang elementong ito, sa ilalim ng mga kundisyon ng pagharang, ay nagbibigay sa mga libreng link na may zero angular velocity. Ayon sa teknikal na aparato, ang mga naturang preno ay katulad ng mga clutch, ngunit sa mga pinakasimpleng bersyon - single-disk, sapatos at tape.

Application ng planetary gear

Sa unang pagkakataon ay ginamit ang unit na ito sa Ford T na kotse sa anyo ng two-speed gearbox na may foot shift principle at band brakes. Sa hinaharap, ang aparato ay dumaan sa maraming mga pagbabago, at ngayon ang Japanese Prius planetary gearbox ay maaaring tawaging pinakabagong bersyon ng mga mekanismo ng ganitong uri. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng yunit na ito ay ang pamamahagi ng enerhiya sa pagitan ng power plant (na maaaring hybrid) at ng mga gulong. Sa panahon ng operasyon, humihinto ang makina, pagkatapos ay ipinapadala ang enerhiya sa generator, bilang resulta kung saan nagsisimulang gumalaw ang mga gulong.

Sa kasong ito, ang system ay maaaring hindi lamang ang functionality ng isang gearbox lamang. Ngayon, ang device na ito ay ginagamit sa mga gearbox, differentials, sa complexkinematic diagram ng pang-industriyang kagamitan, sa mga sistema ng pagmamaneho ng mga espesyal na kagamitan at sasakyang panghimpapawid. Ang mga advanced na higanteng sasakyan ay pinagkadalubhasaan din ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mekanismo kasama ng mga electromagnetic at electromechanical drive. Ang parehong Prius planetary gearbox ay matagumpay na ginamit sa hybrid electric vehicles. Walang mismong gearbox sa tradisyonal na kahulugan sa gayong mga disenyo, ngunit may pagkakahawig ng isang variator na walang paglipat ng hakbang - isang kumplikadong mga planetary gear na nagpapaandar sa mga gulong at tumatanggap ng enerhiya mula sa makina ay gumaganap ng function na ito.

Planetary Bicycle Gearbox

Sa tradisyonal na kahulugan, walang gearbox sa cycling transport na ibinigay ng mga planetary mechanism. Ito ay mga bushings na may parehong sun gear, na mahigpit na nakakabit sa mga gulong sa likuran sa kanilang ehe. Gayundin, ang isang carrier ay ginagamit para sa pag-aayos, na tumutukoy sa direksyon ng paggalaw ng mga satellite at hindi pinapayagan ang mga ito na maghiwa-hiwalay at mag-interlock sa bawat isa. At ang pinakamahalagang elemento ng planetary "kahon" ng bisikleta ay kinakatawan ng isang epicyclic gear, ang pag-ikot kung saan nangyayari dahil sa pedaling. Kapag pinalitan ang gear, babaguhin ng hub actuator (splined drive) ang dynamics ng carrier, na may epekto sa pagsasaayos ng bilis.

Ibig sabihin, muli nating mahihinuha na gumagana ang planetary model bilang isang gearbox. Sa sistemang ito, ang epicycle ay gumaganap ng function ng isang driven link sa chain, ang sun gear ay nananatiling nakatigil, at ang carrier ay nagsasara sa housing. SaSa kasong ito, ang mga gumaganang scheme ng simple at multi-speed bushings ay magiging pareho. Ang kaunting pagkakaiba lang ay ang bawat node ng planetary system ay may sarili nitong mahigpit na tinukoy na mga indicator ng gear ratios.

Proseso ng pagpapatakbo

Ang pangunahing hakbang sa pagpapatakbo ng mekanismong ito ng user ay ang pagpapanatili ng planetary gear set sa pinakamainam na kondisyon sa pagtatrabaho. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pana-panahong paglilinis ng mga elemento at, higit sa lahat, sa pamamagitan ng pagpapadulas. Ano ang dapat na lubricated sa planetary box? Pangunahing sliding bearings ng reducer. Ang langis ay nakadirekta mula sa crankshaft papunta sa cavity ng gear shaft, na pinupuno ang mga cavity ng mga satellite ng mga gears. Dagdag pa, depende sa disenyo, ang teknikal na pampadulas ay pumapasok sa mga bearings ng gear sa pamamagitan ng mga pin at radial hole. Para sa maximum na pamamahagi ng langis sa kahabaan ng mga bearings, minsan ay gumagawa ng flat sa labas ng trunnion.

Ang mga gear ay pinalubha alinman sa pamamagitan ng paglubog ng mga ngipin ng gulong sa isang likidong paliguan, o sa pamamagitan ng pagdidirekta ng langis sa lugar ng sagabal sa pamamagitan ng mga espesyal na nozzle. Iyon ay, ang jet lubrication o dip lubrication ay natanto. Ngunit ang pinaka-epektibong paraan ay ang pagkalat ng oil mist, na ginagamit kaugnay ng mga elemento ng engagement at bearings. Ang pamamaraang ito ng pagpapadulas ay ipinapatupad sa pamamagitan ng pag-spray mula sa isang espesyal na spray gun.

Para sa mismong lubricant, ang mga unlloyed petroleum oil ay inirerekomenda para sa mga planetary gear. Halimbawa, ang mga pangkalahatang layunin na pang-industriyang formulasyon ay angkop para sa paggamit. Para sa mataas na bilismekanismo, ito ay kanais-nais na gumamit ng espesyal na turbine at aviation facility.

Mga pagkakamali at mekanismo ng pagkumpuni

Ang pinakakaraniwang sintomas ng pagkabigo ng planetary gear ay ang pagkakaroon ng mga vibrations sa lugar ng kahon. Napapansin din ng mga driver ang mga extraneous na ingay, shocks at twitches. Ang pagkakaroon ng ilang mga sintomas ay depende sa likas na katangian ng malfunction, kung saan maaaring may ilang mga dahilan:

• Mechanism overheating.
• Agresibong istilo ng pagmamaneho na may mabigat na preno at acceleration.
• Kakulangan ng langis, mababang antas o hindi sapat na kalidad.
• Hindi sapat na warm-up ng transmission bago magmaneho.
• Pagdulas sa yelo.
• Kotse na tumatama sa snow o putik.
• Pagsuot ng mga elemento ng planetary gear.

Upang ayusin ang isang planetary gearbox, kailangan mong malaman ang partikular na dahilan ng pagkabigo nito. Para dito, ang mekanismo ay disassembled. Karaniwan ang kahon ay naka-bolted sa loob ng drive shaft. Kinakailangan na tanggalin ang mga bracket ng bilis mula sa isa sa mga gilid (depende sa disenyo) at pagkatapos ay i-unscrew ang bolt sa butas sa drive shaft. Susunod, ang elemento ay nalinis o pinapalitan. Kadalasan, ang mga ito ay metal swarf contamination, sirang ngipin, pagod na axle at gears.

Konklusyon

Nag-iiba ang mga mekanismo ng planeta sa pagiging kumplikado ng device, na may mga kalamangan at kahinaan nito. Ang una ay ang balansemga elemento ng serbisyo na may medyo tumpak na pamamahagi ng mga puwersa. Ang kadahilanan na ito ay nagbibigay-daan sa pagbuo ng katamtamang laki ng mga unit ng gearshift, na nagbibigay-daan para sa isang na-optimize na layout. Sa kaso ng "planetary" ng bisikleta, ang mga ergonomic na bentahe ay nabanggit din, kabilang ang kakayahang lumipat sa isang nakatayong posisyon. Kapag nagmamaneho sa paligid ng lungsod, ito ay isang partikular na kapaki-pakinabang na kalidad, dahil kailangan mong baguhin ang mga mode ng bilis nang madalas. Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga pagkukulang ng mga sistema ng planeta, kung gayon sa malalaking ratio ng gear ay nailalarawan pa rin sila ng katamtamang pagganap. Gayundin, ang system ay nangangailangan ng tumpak na pagpupulong, dahil ang kaunting mga paglihis ay nagdaragdag ng panganib ng parehong pagkasira ng mga bahagi.