Mecanismul este planetar: calcul, schemă, sinteză

Există tot felul de dispozitive mecanice. Unele dintre ele ne sunt familiare din copilărie. Aceasta, de exemplu, ceas, bicicletă, yule. Învățăm despre alții când îmbătrânim. Acestea sunt motoarele de mașini, macarale de ridicare și altele. Fiecare mecanism de mișcare utilizează un sistem care forțează rotirea roților și funcționarea mașinii. Unul dintre cele mai interesante și mai populare este mecanismul planetar. Esența sa este că mașina este condusă de roți sau unelte care interacționează într-un mod special. Să o analizăm în detaliu.

Informații generale

Uneltele planetare și uneltele planetare sunt denumite astfel prin analogie cu sistemul nostru solar, care poate fi reprezentat în mod condiționat după cum urmează: în centru există un "soare" (roata centrală a mecanismului). În jurul lui se mișcă "planete" (roți mici sau sateliți). Toate aceste detalii în mecanismul planetar au dinți exteriori. Sistemul solar condițional are o limită de-a lungul diametrului său. Rolul său în mecanismul planetar este realizat de o roată mare sau de un epiciclu. De asemenea are dinți, numai pe cei interni. O mare parte a muncii în acest design este efectuată de transportator, care este legătură. Mișcarea poate fi efectuată în moduri diferite: fie soarele se va roti, fie un epiciclu, dar întotdeauna împreună cu sateliții.

Când se utilizează mecanismul planetar, poate fi folosit un alt model, de exemplu, două soare, sateliți și un purtător, dar fără epiciclu. O altă opțiune - două epicycle, dar fără soare. Soferul și sateliții ar trebui să fie întotdeauna prezenți. În funcție de numărul de roți și de localizarea axelor de rotație a acestora în spațiu, designul poate fi simplu sau complex, plat sau spațial.

Pentru a înțelege pe deplin modul în care funcționează un astfel de sistem, trebuie să înțelegeți detaliile.

Localizarea elementelor

Cea mai simplă formă a mecanismului planetar include trei seturi de unelte cu grade diferite de libertate. Sateliții menționați mai sus se rotesc în jurul axelor lor și simultan în jurul soarelui rămas în poziție. Epiclul leagă mecanismul planetar din exterior și se rotește și prin apăsarea alternativă a dinților (aceasta și sateliții). Acest design este capabil să schimbe cuplul într-un singur plan (viteze unghiulare).

Într-un mecanism planetar simplu, soarele și sateliții se pot roti, iar epicentrul poate rămâne fix. În orice caz, viteze angulare toate componentele nu sunt haotice, ci au o dependență liniară una de cealaltă. Pe măsură ce media se rotește, este furnizată o ieșire cu turație redusă, cu cuplu ridicat.

Adică esența tracțiunii planetare este că un astfel de design este capabil să schimbe, să descompună și să adauge un moment de cuplu și o viteză unghiulară. Mișcările de rotație apar pe aceeași axă geometrică. Se stabilește elementul necesar de transmitere a diferitelor vehicule și mecanisme.

Caracteristicile materialelor și schemelor structurale

Cu toate acestea, nu este întotdeauna necesară o componentă fixă. În sistemele diferențiale, fiecare element se rotește. Mecanismele planetare, cum ar fi acestea, includ o ieșire controlată de două intrări. De exemplu, diferența care controlează axa din mașină este o treaptă similară.

Aceste sisteme funcționează pe același principiu ca și structurile cu un arbore paralel. Chiar și o transmisie planetară simplă are două intrări, angrenajul fix reprezintă o intrare constantă de viteză unghiulară zero.

Descrierea detaliată a dispozitivelor

Structurile mixte planetare pot avea un număr diferit de roți, precum și diverse transmisii prin intermediul cărora sunt conectate. Prezența unor astfel de detalii extinde semnificativ posibilitățile mecanismului. Componentele structuri planetare pot fi asamblate astfel încât arborele platformei de sprijin să se deplaseze cu viteză mare. Ca urmare, unele probleme cu reducerea, uneltele solare și altele pot fi eliminate în procesul de îmbunătățire a dispozitivului.

Astfel, așa cum se poate vedea din informațiile de mai sus, mecanismul planetar operează pe principiul transferului de rotație între legăturile centrale și mobile. În acest caz, sistemele complexe sunt mai solicitate decât cele simple.

Opțiuni de configurare

În mecanismul planetar se poate folosi roți (unelte) configurație diferită. Potrivit standard cu dinți drepți, elicoidali, viermi, șuruburi. Tipul angajamentului cu principiul general al funcționării mecanismului planetar nu va fi afectat. Principalul lucru este acela că axele de rotație ale suportului și ale roților centrale coincid. Dar axele sateliților pot fi amplasate în alte planuri (traversate, paralele, intersectate). Un exemplu de interbreedere este diferențialul dintre roți, în care roțile dințate au o formă conică. Un exemplu de interbreedere este un diferențial cu auto-închidere, cu o unelă cu melc (Torsen).

Dispozitive simple și complexe

După cum sa menționat deja mai sus, amenajarea planetară include întotdeauna un suport și două roți centrale. Pot fi câți sateliți doriți. Acest dispozitiv așa-numit, simplu sau elementar. În astfel de mecanisme, structurile pot fi: "SHS", "SVE", "EVE", unde:

• C este soarele.
• În transportator.
• E este epicentrul.

Fiecare astfel de set de roți + sateliți se numește o serie planetară. Astfel toate roțile trebuie să se rotească într-un singur plan. Mecanisme simple sunt una și două rânduri. În diverse dispozitive și mașini tehnice sunt rareori utilizate. Un exemplu este mecanismul planetar al unei biciclete. Prin acest principiu, bucșa funcționează, datorită căruia se efectuează mișcarea. Designul său a fost creat în conformitate cu schema "SVE". Sateliți în nu 4 bucăți. În acest caz, soarele este fixat rigid pe axa roții din spate, iar epicentrul este mobil. Biciclistul, împingând pedala, îl forțează să se rotească. În acest caz, viteza de transmisie și, prin urmare, viteza de rotație pot varia.

Mult mai des puteți întâlni unelte planetare complexe. Schemele lor pot fi foarte diferite, în funcție de ceea ce este destinat acestui proiect sau acelui proiect. De regulă, mecanismele complexe constau în mai multe simple, create conform regulii generale pentru transmisia planetară. Astfel de sisteme complexe sunt două, trei sau patru rânduri. Teoretic, puteți crea modele cu un număr mare de rânduri, dar în practică acest lucru nu se întâmplă.

Aparate plate și spațiale

Unii cred că un mecanism planetar simplu trebuie să fie neapărat plat. Acest lucru este doar parțial adevărat. Dispozitivele complexe pot fi de asemenea plate. Aceasta înseamnă că seriile planetare, indiferent câte ele sunt folosite în dispozitiv, sunt în planuri una sau în două. Mecanismele spațiale au serii planetare în două sau mai multe planuri. În acest caz, roțile în sine pot fi mai mici decât în ​​prima versiune. Rețineți că mecanismul planetar plat este același cu mecanismul planetar spațial. Diferența este numai în zona ocupată de dispozitiv, adică în compact.

Graduri de libertate

Acesta este așa numitul set de coordonate de rotație, ceea ce face posibilă determinarea poziției sistemului în spațiu într-o anumită clipă de timp. De fapt, fiecare mecanism planetar are cel puțin două grade de libertate. Adică, vitezele de rotație unghiulare ale oricărei legături la astfel de dispozitive nu sunt legate în mod liniar, ca și în alte unelte. Acest lucru vă permite să obțineți ieșire unghiulară viteza nu este ceea ce este la intrare. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că în conexiunea diferențială în mecanismul planetar există trei elemente în orice serie, iar restul va fi conectat cu el liniar, prin intermediul oricărui element al seriei. Teoretic, poți crea sisteme planetare cu trei sau mai multe grade de libertate. Dar, în practică, se dovedesc a fi inoperante.

Raportul de transmisie al angrenajului planetar

Aceasta este cea mai importantă caracteristică a mișcării de rotație. Acesta vă permite să determinați de câte ori cuplul pe arbore este mărit de sclav în raport cu momentul arborelui de antrenare. Determinați raportul poate fi calculat prin formule:

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

• 1 - legătura de conducere.
• 2 - legătura este un sclav.
• d1, d2 - diametrele primei și celei de-a doua legături.
• Z1, Z2 - numărul de dinți.
• M1, M2 sunt cuplurile.
• W1 W2 - viteze unghiulare.
• n1 n2 este viteza de rotație.

Astfel, cu un raport de transmisie deasupra unității pe arborele acționat, cuplul crește, iar frecvența și viteza unghiulară scad. Acest lucru trebuie luat în considerare întotdeauna când se creează un design, deoarece raportul de transmisie al angrenajelor planetare depinde de numărul de dinți pe care îl au roțile și care element al seriei este comandantul.

Domeniul de aplicare

În lumea modernă, există multe mașini diferite. Mulți dintre ei lucrează cu ajutorul mecanismelor planetare.

Acestea sunt utilizate în industria auto diferențialele de mecanisme planetare, scheme cinematice în mașini complexe, în treapta de viteză avioane motoare de aer, ciclism, în combine și tractoare, tancuri și alte echipamente militare. Conform principiilor unei lucrări de viteze planetare multe cutii de viteze, conduce la generarea de energie electrică. Luați în considerare un alt astfel de sistem.

Mecanismul de direcție planetară

Acest design se regăsește în unele tractoare, vehicule pe șenile și rezervoare. O diagramă simplă a dispozitivului este prezentată în figura de mai jos. Principiul de funcționare al mecanismului de rotație planetară este după cum urmează: suportul (poziția 1) este conectat la tamburul de frână (2) și la roata motoare situată în omidă. Epiciclul (6) este conectat la arborele de transmisie (poziția 5). Soarele (8) este conectat cu placa de ambreiaj (3) și cu tamburul de frână (4). Când activați ambreiajul de blocare și opriți frânele curelei, sateliții nu se vor roti. Ele vor deveni pârghii, deoarece ele sunt legate prin dinți la soare (8) și epiciclu (6). Prin urmare, sunt obligați să se rotească simultan în jurul axei comune. Viteza unghiulară este aceeași.

Când ambreiajul de blocare este oprit și frâna de rotire este activată, soarele se va opri și sateliții vor începe să se miște în jurul axelor lor. În acest fel, ele creează un moment pe transportor și rotesc roata motoare a omidinii.

uzură

În ceea ce privește durata de viață și deprecierea, în mecanismele liniare ale sistemelor planetare, distribuția sarcinii se poate observa printre componentele principale.

Oboseala termică și ciclică poate crește datorită distribuției limitate a sarcinii și faptului că uneltele planetare se pot roti destul de repede de-a lungul axelor lor. În plus, la viteze mari și rapoarte de transmisie ale mecanismului planetar, forțele centrifuge pot crește semnificativ mărimea mișcării. De asemenea, trebuie remarcat faptul că, pe măsură ce precizia producției scade și numărul sateliților crește, tendința de dezechilibru crește.

Aceste dispozitive și sistemele lor pot chiar să fie supuse la uzură. Unele modele vor fi sensibile la dezechilibre chiar mici și vor putea necesita componente de înaltă calitate și scumpe ale ansamblului. Locația exactă a pinilor planetari în jurul axei uneltei solare poate fi o cheie.

Alte scheme de mecanisme planetare care ajută la echilibrarea încărcăturilor includ utilizarea subansamblurilor plutitoare sau a ancorelor "moi" pentru a asigura mișcarea cea mai durabilă a soarelui sau a epicentrului.

Bazele sintezei dispozitivelor planetare

Aceste cunoștințe sunt necesare atunci când proiectăm și creăm noduri de mașină. Conceptul de "sinteză a mecanismelor planetare" este de a calcula numărul de dinți în soare, epicentrul și sateliții. Este necesar să se respecte o serie de condiții:

• Raportul de transmisie trebuie să fie egal cu valoarea setată.
• Angajarea dinților roților trebuie să fie corectă.
• Este necesar să se asigure alinierea arborelui de intrare și a ieșirii.
• Este necesar să se asigure vecinătatea (sateliții nu trebuie să interfereze unul cu celălalt).

De asemenea, atunci când se proiectează, este necesar să se țină seama de dimensiunile viitorului design, de masa și eficiența acestuia.

Dacă este indicat un raport de transmisie (n), numărul de dinți în soare (S) și pe angrenajul planetar (P) trebuie să satisfacă ecuația:

n = S / P

Presupunând că numărul de dinți la epicentrul este mai devreme (A), atunci când purtătorul este blocat, trebuie respectată următoarea egalitate:

n = -S / A

Dacă epicentrul este fix, atunci următoarea egalitate va fi adevărată:

n = 1 + A / S

Acesta este modul în care se calculează mecanismul planetar.

Avantaje și dezavantaje

Există mai multe tipuri de transmisie care sunt utilizate în siguranță în diverse dispozitive. Planeta dintre ele se distinge prin următoarele avantaje:

• O sarcină mai mică este asigurată pentru fiecare dinte al roților (și soarele, epicentrul și sateliții) datorită faptului că sarcina pe ele este distribuită mai uniform. Acest lucru are un efect pozitiv asupra duratei de viață a structurii.
• La aceeași putere, mecanismul planetar are dimensiuni și masă mai mici decât cu alte tipuri de transmisie.
• Abilitatea de a atinge un raport de transmisie mai mare cu roți mai puține.
• Oferind mai puțin zgomot.

Dezavantaje ale mecanismelor planetare:

• Aveți nevoie de o precizie mai mare în fabricarea lor.
• Eficiență redusă la raportul de transmisie relativ ridicat.