Engranatges planetaris
Un sistema d'engranatge planetari és una configuració notable. Té un engranatge solar central, múltiples engranatges planetaris que l'orbiten i una corona exterior. Els engranatges planetaris estan en un portador. El seu disseny permet una gran relació potència-a-pes i una transmissió eficient del parell. Pot proporcionar diferents relacions d'engranatge. Amb un engranatge solar com a entrada, un engranatge circular o un porta planetaris com a sortida, depenent dels components, són possibles diverses relacions. En les transmissions automàtiques, és crucial per a un canvi suau. És compacte, adequat per a aplicacions-d'espai limitat, com ara els trens de propulsió de màquines modernes.
Capítol 1: Què és un engranatge planetari?
Un engranatge planetari és un engranatge epicíclic que consta d'un engranatge central, conegut com l'engranatge solar i que serveix d'engranatge d'entrada, que té tres o més engranatges que giren al seu voltant i que s'anomenen planetes. Els engranatges planetaris s'enganxen amb una corona dentada que envolta el sol i els engranatges planetaris i té la forma d'un engranatge rectilí intern. El disseny dels engranatges planetaris els fa excepcionalment robusts i fàcils de convertir a diferents relacions d'engranatge.
Capítol dos: Com es fan els engranatges planetaris
Els engranatges planetaris són un mètode per convertir el moviment alternatiu en moviment rotatiu. Van ser desenvolupats per William Murdoch l'any 1781 per utilitzar-los amb màquines de vapor com a reemplaçament de les manovelles que s'utilitzaven per produir moviment rotatori. Una aplicació habitual dels engranatges planetaris és la reducció de la velocitat en un espai limitat.
Els components principals i essencials d'un engranatge planetari són l'engranatge solar o engranatge central, diversos altres engranatges coneguts com a planetes, un engranatge de corona exterior i un porta planetes. Els quatre components d'un engranatge planetari proporcionen estabilitat a causa de la distribució uniforme de la massa i la rigidesa rotacional. El parell s'aplica radialment als engranatges i es transfereix radialment sense exercir pressió sobre les dents de l'engranatge.
Engranatge solar
L'engranatge solar és l'engranatge central d'un conjunt d'engranatges planetaris que rep entrada per al conjunt d'engranatges. Com que l'engranatge solar és accionat per l'eix d'entrada, els engranatges planetaris estan facultats per conduir l'engranatge circular. L'estructura d'un engranatge planetari està configurada de manera que els pinyons del portador, que està unit als engranatges planetaris, s'engranen amb l'engranatge solar.
Planet Gears
Els engranatges planetaris estan muntats en un portador i es mouen d'acord amb el moviment de l'engranatge solar. Quan giren contra l'engranatge solar, les seves dents s'engranen amb les dents de l'engranatge circular. A mesura que els engranatges planetaris es mouen, giren al voltant del sol i els engranatges anul·lars Els engranatges planetaris tenen un o més engranatges planetaris i controlen la velocitat de transmissió de la potència.
Planet Gears
Els engranatges planetaris estan muntats en un portador i es mouen d'acord amb el moviment de l'engranatge solar. Quan giren contra l'engranatge solar, les seves dents s'engranen amb les dents de l'engranatge circular. A mesura que els engranatges planetaris es mouen, giren al voltant del sol i els engranatges anul·lars Els engranatges planetaris tenen un o més engranatges planetaris i controlen la velocitat de transmissió de la potència.
Portador
Els engranatges planetaris estan fixats a un portador que connecta els seus centres amb l'engranatge solar i assegura que s'engranin de manera que els seus cercles de pas rodin sense lliscament. Normalment, el portador és mòbil i gira en relació amb l'engranatge solar. està connectat als centres de cadascun dels engranatges planetaris per donar suport. La forma més senzilla d'engranatge planetari té un sol, un planeta, una corona dentada i un portador. Els engranatges planetaris compostos tenen més d'un de cadascun dels diferents engranatges, que es tornen més complexos
augmenta el nombre d'engranatges planetaris.
Construcció d'engranatges planetaris
Els engranatges planetaris requereixen la definició de múltiples entrades per obtenir una sortida específica. L'engranatge solar es troba al centre del conjunt i s'engrana amb les dents dels engranatges planetaris, que són petites i connectades al marc del portador que està fet d'alumini, ferro colat o acer. El portador té una xapa per a cadascun dels engranatges planetaris que envolten l'engranatge solar i estan envoltats per l'engranatge circular.
La construcció d'un conjunt d'engranatges planetaris pot incloure engranatges rectes o helicoïdals. La diferència entre els dos engranatges és el seu angle d'hèlix amb els engranatges rectes que tenen un angle d'hèlix zero-, mentre que els engranatges helicoïdals tenen un angle d'hèlix de 10 a 30 graus. Amb qualsevol forma d'engranatges, els coixinets juguen un paper important en la transmissió del parell d'un conjunt d'engranatges planetaris. Els coixinets d'agulles tenen la mida adequada, però no poden tolerar les forces axials. El tipus ideal de coixinets són els coixinets de rodets cònics per a les forces axials i són més grans que els coixinets d'agulles.
Capítol tres: Tipus d'engranatges planetaris
Els diferents tipus d'engranatges planetaris estan separats pel seu rendiment, eficiència i versatilitat. Cada tipus té la capacitat de canviar dues entrades en una única sortida, un factor que fa que siguin complicats de dissenyar i analitzar. La forma més comuna de conjunt d'engranatges planetaris és un sol sol i un sol planeta amb un portador i un engranatge exterior.
Els conjunts d'engranatges planetaris es comporten de manera contraintuïtiva, un factor que fa que la seva anàlisi sigui difícil, intrigant i interessant. Proporcionen un excel·lent parell amb una rigidesa adequada i poc soroll en una empremta compacta. Els engranatges planetaris tenen una gran varietat de formes i dissenys, que és una de les raons del seu ampli ús.
Una breu llista d'engranatges planetaris inclou:
Fase única-
Multi-etapa
En-línia
Offset
Coaxial
Angle recte
Unitat harmònica
Diferencial
Simpson
Ravigneaux
Aquests deu conjunts d'engranatges planetaris són una mostra molt petita de la llista completa d'engranatges planetaris, que inclou engranatges especialitzats dissenyats per a aplicacions úniques i inusuals. És important tenir en compte que cada tipus d'engranatge planetari té els seus avantatges i desavantatges. El seu ús està determinat per com satisfan les necessitats d'una aplicació.
Conjunt d'engranatges planetaris d'una -etapa
Un conjunt d'engranatges planetaris d'una -etapa consta d'un engranatge solar, tres engranatges planetaris, un portador i l'engranatge circular. L'eix d'entrada gira l'engranatge solar, la qual cosa fa que els engranatges planetaris giren el portador i l'eix de sortida. Engranatges de diferents mides amb diferents nombres de dents canvien la velocitat i el parell de sortida. Els engranatges planetaris d'una etapa-s'utilitzen amb maquinària pesada, equips industrials i transmissions d'automòbils. Com passa amb la majoria dels engranatges planetaris, els engranatges planetaris d'una-etapa s'utilitzen pel seu disseny i pes compactes.
Conjunt d'engranatges planetaris multi-etapa
Els conjunts d'engranatges planetaris de diverses-etapes tenen dos o més engranatges planetaris per aconseguir la velocitat i el parell necessaris. Tenen la mateixa construcció que els conjunts d'engranatges planetaris d'una-etapa, però s'afegeixen diversos engranatges més a l'eix d'entrada del primer conjunt, que està connectat a l'engranatge solar del primer conjunt. El portador del primer conjunt està connectat a l'engranatge solar del segon conjunt, un patró que continua amb tots els engranatges planetaris del conjunt d'engranatges planetaris de diverses etapes. Els engranatges planetaris de diverses etapes s'utilitzen en aplicacions que requereixen un parell elevat i diverses velocitats de sortida. Aconsegueixen altes relacions de transmissió en un paquet lleuger compacte.
-Conjunt d'engranatges planetaris en línia
Amb un conjunt d'engranatges planetaris en-línia, els eixos d'entrada i sortida estan en línia recta i consisteixen en un sol engranatge solar i diversos engranatges planetaris continguts en una corona dentada. Els engranatges planetaris estan muntats sobre un portador, que gira al voltant del sol. L'eix d'entrada gira l'engranatge solar central, que fa girar els engranatges planetaris que engranen amb la corona dentada, la rotació al voltant de l'eix central envia potència a l'eix de sortida. Els conjunts d'engranatges planetaris en línia-s'utilitzen per la seva eficiència, densitat de parell i baix joc.
Conjunts d'engranatges planetaris compensats
Els conjunts d'engranatges planetaris desplaçats es coneixen com a engranatges planetaris d'eix paral·lel. Tenen els eixos d'entrada i sortida col·locats en una posició desplaçada o paral·lela. Igual que amb els conjunts d'engranatges planetaris en línia-, els conjunts d'engranatges planetaris desplaçats tenen un engranatge solar amb diversos engranatges planetaris muntats en un suport que engranen amb l'engranatge de l'anella exterior. en comptes de que la sortida estigui en línia recta amb l'entrada, s'alinea de manera diferent en relació a l'eix d'entrada., L'elecció del diàmetre i el nombre de dents correctes de l'engranatge inactiu fa possible que els eixos d'entrada i sortida estiguin en un eix comú.
Conjunts d'engranatges planetaris d'angle recte{0}
Amb els engranatges planetaris d'angle recte, els eixos d'entrada i de sortida estan disposats en -angle recte entre si. L'engranatge solar, els engranatges planetaris, el portador i l'anell exterior estan muntats en la mateixa configuració que els altres conjunts d'engranatges. La rotació dels engranatges planetaris transmet la potència a un conjunt d'engranatges cònics d'-angle recte que està connectat a l'eix de sortida.
Conjunt d'engranatges planetaris d'accionament harmònic
Els conjunts d'engranatges planetaris d'accionament harmònic també es coneixen com a caixes d'engranatges d'ona de tensió i caixes de canvi de generadors d'ones. Utilitzen una copa metàl·lica flexible i una estria circular per transferir el parell. Els components d'un conjunt d'engranatges planetaris d'accionament harmònic són la spline circular i la copa flexible que es coneix com a generador d'ones. A més, el conjunt d'engranatges té engranatges el·líptics o circulars anomenats flexspline.
L'eix d'entrada impulsa el generador d'ones que fa que es deformi i creï ones que es mouen al llarg de la circumferència de la copa. Les ones creades enganxen les dents del flexspline que gira al voltant de l'eix central del conjunt d'engranatges d'accionament harmònic. El flexspline engrana amb l'engranatge de l'anella exterior que envia potència a l'eix de sortida. Els conjunts d'engranatges planetaris d'accionament harmònic tenen zero joc, alta precisió i alta densitat de parell, cosa que els fa ideals per a aplicacions on la precisió i la repetibilitat són
importants com ara aplicacions de robòtica i automatització
Conjunt d'engranatge planetari Simpson
Un conjunt d'engranatges planetaris Simpson té un sol engranatge solar i dos o tres conjunts de porta planetaris connectats en sèrie. L'estructura d'un conjunt d'engranatges planetaris Simpson té tres engranatges cap endavant, una marxa enrere, un neutre i s'utilitza en una transmissió automàtica de tres o quatre relacions. el conjunt d'engranatges rep el nom d'Howard Simpson, un famós innovador de dissenys per a la indústria de l'automòbil.
Els dos conjunts d'engranatges planetaris són interdependents perquè tenen un sol comú. El primer conjunt d'engranatges està més a prop de l'eix d'entrada i està sincronitzat amb l'anell del segon conjunt d'engranatges.
Conjunt d'engranatges planetaris Ravigneaux
Un conjunt d'engranatges planetaris de Ravigneaux és una millora del conjunt d'engranatges planetaris Simpson i consta de dos engranatges solars, dos engranatges de corona i dos jocs d'engranatges planetaris en un sol portador, cosa que fa que el conjunt d'engranatges planetaris de Ravigneaux sigui més petit, lleuger i menys costós. Els dos sols estan situats al centre al llarg d'un eix de rotació comú i són de diferents mides.
El procés per a un conjunt d'engranatges planetaris de Ravigneaux implica que el més petit dels engranatges solars s'enganxi al seu conjunt de planetes que enganxen l'engranatge de l'anella exterior. L'engranatge exterior més gran està connectat als planetes dels dos engranatges planetaris i enganxa el més gran dels dos sols. Un portador, amb un radi diferent, subjecta els conjunts d'engranatges planetaris al seu lloc i està connectat a l'eix motriu. Gira com una unitat en relació amb el sol i la corona dentada
Conjunt d'engranatges planetaris diferencials
Amb un engranatge planetari diferencial, cada engranatge gira, cosa que és un factor clau en el conjunt d'engranatges per conduir les rodes d'un cotxe. Inicialment, els cotxes es van configurar per tenir una de les rodes mogudes mentre que l'altra roda estava muntada lliurement. Tot i que era un mètode de conducció eficaç, era insegur, la qual cosa requeria trobar un mètode per conduir les dues rodes
El desenvolupament del conjunt d'engranatges planetaris diferencials va requerir que cada roda tingués el seu propi eix motriu. S'utilitzen diversos engranatges cònics amb un portador per canviar la direcció de la rotació de l'eix motriu. El conjunt d'engranatges té un engranatge de corona gran, un portador, dos engranatges planetaris i un engranatge solar. La corona dentada està connectada a l'eix d'una de les rodes mentre que l'engranatge solar està connectat a l'altra roda, cosa que permet canviar la rotació de l'eix motriu per impulsar les rodes.
Caixes de canvi planetaris
Les caixes d'engranatges planetaris s'alimenten amb motors hidràulics, motors elèctrics o motors de combustió. Són la forma més comuna de caixa de canvis i es connecten directament a un motor de precisió o estan integrats. Les caixes d'engranatges planetaris són excepcionalment eficients a l'hora de transmetre energia d'un motor a una sortida.
Tracció de rodes
Una caixa de canvis planetària de tracció a les rodes és la forma més senzilla de caixa de canvis i es pot connectar directament a una roda amb rodes que es combinen sobre la carcassa del sistema. El suport per a una caixa de canvis planetària de tracció a les rodes es troba a la caixa de canvis. La connexió directa de la caixa de canvis a les rodes ajuda a reduir la mida de la caixa de canvis.
Sortida de l'eix
Igual que amb altres caixes de canvi planetaris, l'engranatge solar fa girar els planetes, que estan allotjats en un suport dins de la caixa de canvis d'accionament de l'eix. La carcassa de la caixa de canvis es fixa directament a la màquina i la sortida és l'eix giratori.
Sortida del cargol
Les caixes de canvi de sortida de l'eix són com les caixes de canvi de sortida de l'eix, amb la diferència principal que és la sortida proporcionada per una brida