Конструкции и расчет редукторов

Планетарные одноступенчатые редукторы, выполняемые по схеме 2K-h, могут обеспечить при достаточной жесткости конструкции передаточное число до 8, а при двухвенцовом сателлите — до 18.

При малых и средних окружных скоростях в зацеплении зубчатые передачи устанавливаются на подшипниках качения, при высоких скоростях на подшипниках скольжения. В большинстве своем выполняются в горизонтальном исполнении.

Редуктор планетарный одноступенчатый

На листе 107 представлен одноступенчатый редуктор на подшипниках качения с передаточным числом и=7.5 с радиусом водила 180 мм. Быстроходный вал откован вместе с центральной шестерней и опирается на два однорядных шариковых подшипника, установленных в щеках водила. От осевого смещения подшипники и через них быстроходный вал удерживаются торцевой планкой, закрепленной болтами к торцевой поверхности водила со стороны быстроходного вала. Опорами сателлитов служат два однорядных роликовых подшипника с короткими цилиндрическими роликами. От осевого смещения наружные кольца подшипников удерживаются пружинными кольцами, установленными в канавки расточки водила. Внутренние кольца подшипников упираются в торцевые шайбы и закрепляются болтами в торцах валов сателлитов.

Опорами водила служат два однорядных шариковых подшипника, установленных в крышке и корпусе редуктора. Тихоходный вал запрессован в отверстие щеки водила и на конце имеет шлицы. Смазывание заливное. Для отвода теплого воздуха из внутренней полости редуктора на верхней части корпуса установлен вентиляционный колпак. Верхний и нижний уровень масла контролируется жезловым маслоуказателем.

Редуктор планетарный одноступенчатый с двухвенцовым сателлитом

Одноступенчатый планетарный редуктор с двухвенцовыми сателлитами (лист 108), выполняемый по схеме 2K-h, может обеспечить передаточное число до 18, а при использовании редуктора в кинематических схемах при кратковременном режиме работы — до 30.

Установка и крепление подшипников такая же, как и в ранее рассмотренном одноступенчатом редукторе. Центральная шестерня входит в зацепление с сателлитом, насаженным с натягами прессовой посадки на удлиненную часть второго венца сателлита. Сателлиты через вал опираются на два сферических бочкообразных роликовых подшипника, установленных в отверстиях водила. Наружные кольца подшипников от осевого перемещения закрепляются специальной шайбой с буртом, которая крепится болтами к торцевой поверхности водила. Между шайбой и торцевой поверхностью необходимо предусматривать зазор 0,5—1 мм во избежание пережатия подшипников. Второй сателлит входит в зацепление с неподвижным центральным колесом с внутренними зубьями, отталкивается от него и передает движение водилу, а от водила на тихоходный вал. Опорами водила служат два однорядных роликовых конических подшипника. Осевой зазор в подшипниках регулируется жестяными прокладками, установленными между торцевой поверхностью корпуса и крышки. Корпус и крышка сварные. Смазывание зацепления происходит окунанием в масло, залитое в картер редуктора, а подшипники смазываются разбрызгиванием.

Редуктор планетарный одноступенчатый усиленной конструкции

Планетарный одноступенчатый редуктор, предназначенный для непрерывной продолжительной работы, показан на листе 109. Вал центральной шестерни опирается на два однорядных конических роликовых подшипника. Регулировка осевого зазора осуществляется жестяными прокладками, установленными между торцевой частью водила и специальной шайбой, закрепляются болтами, головки болтов перевязываются проволокой. Сателлиты через валы опираются на два двухрядных сферических роликоподшипника.

Водило опирается на два крупногабаритных двухрядных роликовых конических подшипника. Центральное колесо с внутренним зацеплением через болтовое соединение объединено с корпусными деталями.

Водило сборной конструкции, состоящее из двух частей, соединенных между собой болтами, которые центрируют их по посадке с допусками Н7/к6, что обеспечивает точность при расточке отверстий под подшипники сателлитов и центральной шестерни.

Внутренние кольца подшипников зажимаются от осевого смещения широкими гайками. Гайки стопорятся планкой, установленной на лыске цилиндрической части водила и крепятся болтами к гайке (вид Б и разрез В-В на листе 109). Центральная шестерня и сателлиты проходят цементацию, закалку и шлифовку зубьев.

Центральное колесо изготовляется из легированной конструкционной стали и проходит общую термическую обработку до твердости 280. 32Р НВ. Корпус редуктора сварной, жесткость его усилена ребрами.

Смазывание зацепления и двухрядных конических подшипников централизованное от специальной смазочной станции, которая обеспечивает фильтрацию и охлаждение масла. Учитывая непрерывную работу, на верхней части корпуса редуктора установлены два вентиляционных колпака для отвода теплого воздуха и паров масла из редуктора.

Со стороны конца быстроходного вала установлено лабиринтное уплотнение, а со стороны тихоходного — двойное манжетное.

Редуктор планетарный с двумя внутренними зацеплениями, выполнены по схеме 2K-h

Схема и конструкция планетарного редуктора с двумя внутренними зацеплениями представлены на листе 110. Особенность этой схемы заключается в том, что число зубьев центральных колес может отличаться на один, два, три и более от числа зубьев сателлитных шестерен. При таком соотношении чисел зубьев меньше потерь мощности в зацеплении. Передаточные числа при неподвижном колесе, выраженные через число зубьев центральных колес и сателлитов, могут быть определены по формуле

Читайте так же:

Чем отличается потенциометр от реостата

Наименьшее передаточное число рекомендуется принимать не ниже 30. Ведущий вал в месте установки подшипников с короткими цилиндрическими роликами под блок сателлитов имеет эксцентрик. За каждый оборот эксцентрикового вала сателлит обегает закрепленное центральное колесо с внутренним зацеплением в одном направлении и при наличии разницы в числе зубьев совершает поворот на определенный угол в направлении, обратном вращению эксцентрикового вала, вторая сателлитная шестерня поворачивает подвижное центральное колесо. Подвижное центральное колесо жестко связано с тихоходным валом и передает ему движение.

В данном редукторе имеет место односторонний контакт зубьев сателлитных шестерен с центральными колесами. Поэтому при проектировании таких редукторов необходимо обеспечить достаточную жесткость валов и высокую статическую грузоподъемность подшипников качения, предназначенных для установки блока сателлитов.

Односторонняя конструкция эксцентрика уравновешивается грузом в виде сектора, установленного на быстроходном валу. Необходимо обращать внимание на то, чтобы уравновешивающий груз при вращении не купался в масле, так как при высоких оборотах может происходить нагрев масла из-за ударов сектора о масло, что приведет к повышению температуры всего редуктора.

На листе 110 показана установка специального лотка в масляной ванне, где при вращении проходит сектор. Стенки лотка сделаны выше уровня масла в ванне.

Редукторы с двумя внутренними зацеплениями просты в изготовлении, но КПД их значительно ниже. При высоких числах оборотов эти редукторы работают неустойчиво, с вибрацией и стуками. Поэтому можно их использовать для передачи мощности не свыше 5. 10 кВт при кратковременной работе с ПВ = 10 % и ПВ = = 15 % при частоте вращения до 1000 мин -1 .

Какую купить планетарную втулку в зависимости от общего передаточного числа и соотношения передач

Давайте рассмотрим какую лучше купить планетарную втулку, исходя только из соображений общего передаточного диапазона и соотношения передач.

Участие в сравнении принимают следующие планетарные втулки:

Shimano
- Nexus Inter-3
- Nexus Inter-7
- Nexus Inter-8
- T3
- P5
- P5 Cargo
- S7
- i-Motion 3
- i-Motion 9
- 3 скорости
- 5 скоростей
- 8 скоростей
- Torpedo Duomatic (2 скорости)
- Torpedo Automatic (2 скорости)
Перед тем как перейти к обсуждению передач планетарных втулок давайте рассмотрим некоторые моменты, существенно сужающих диапазон выбора планетарной втулки:
- Втулки, на которые возможна установка дискового тормоза: Shimano Nexus Inter-3, Shimano Alfine, Sturmey Archer 8 (XRK8), Rohloff Speedhub и Sram i-Motion 9.
- Втулки без боуденовского троса и внешних переключателей скоростей: Fichtel & Sachs Torpedo Duomatic и Fichtel & Sachs Torpedo Automatic.
Теперь давайте приступим к выбору планетарной втулки!
Самая главная характеристика планетарной втулки, исходя из которой необходимо приступать к выбору планетарной втулки — это общее передаточное отношение.
Обще передаточное отношение измеряется в процентах, оно показывает отношение пройденного велосипедом расстояния на самой высокой передаче к пройденному расстоянию на самой низкой. Общее передаточное отношение, например, в 306% указывает, что вы можете проехать на велосипеде на самой высокой передаче в 3,06 раза большее расстояние, чем на самой низкой.
Почему высокое значение передаточного числа настолько важно?
Потому что именно от него зависит: будете ли вы ехать на велосипеде или вести его в руках! Пока вы не станете профессиональным велогонщиком, на подъёмах вам всегда потребуется низкое передаточное отношение, то есть переключиться на пониженную передачу. Снижение передаточного числа позволяет увеличить каденс! Когда на подъёме педали прокручиваются с большим трудом, падает каденс, то нужно включить более низкую передачу. Если такой передачи не будет, то вам не останется ничего другого, как слезть с велосипеда и вести его в руках.
Важно ли количество передач?
Зная только количество передач, вы не поймёте подойдёт ли вам конкретная планетарная втулка. Останется неясным сможете ли вы ехать под горку или против ветра? Конечно, имеется прямая зависимость между количеством передач и общим передаточным отношением. Количество передач не всегда настолько важно: ситуация с планетарными втулками напоминает маркетинговые уловки с 27-ю или 30-ю передачами на дерайлере!
Давайте не поддаваться на маркетинговые уловки! Всегда ли больше передач лучше? Не всегда. Возможно для вас хватит и ограниченного количества передач, в зависимости того где и как вы будете использовать свой велосипед. Решив для чего вам нужен велосипед, вы сможете выбрать велосипед и трансмиссию, лучше всего соответствующую вашим задачам. Альтернативным вариантом будет купить обычный велосипед на 27 или 30 передач, количества и общего передаточного диапазона которых точно хватит.
Общие передаточные числа всех доступных на рынке планетарных втулок.
Для более наглядного и подробного сравнения имеет смысл разделить втулки на следующие группы:
- Втулки группы A: Втулки с общим передаточным отношением до 200%
- Втулки группы B: Втулки с общим передаточным отношением между 200% и 300%
- Втулки группы C: Втулки с общим передаточным отношением выше 300%
Возможности групп втулок могут быть описаны как следующие:
Группа втулок A: Втулки с общим передаточным отношением до 200%.
- Просто ремонтировать (один планетарный механизм).
- Дешёвые (до 100 евро).
- Легко обслуживать даже непрофессионалу.
- Они надёжны.
- Они технически хорошо продуманы.
- Лучший выбор для езды по городу.
- Лучший выбор для поездок на работу.
- Хороший выбор для самого простого туризма.
Группа втулок B: Втулки с общим передаточным отношением между 200% и 300%.
- Сложно ремонтировать (не менее двух планетарных механизмов).
- Средняя цена (до 150 евро).
- Сложно обслуживать.
- Они надёжны.
- Они технически хорошо продуманы.
- Лучший выбор для поездок по городу, если необходим маленький шаг между передачами.
- Лучший выбор для поездок по городу с багажом.
- Лучший выбор для поездок по городу с прицепом.
- Лучший выбор для холмистой местности.
Группа втулок C: Втулки с общим передаточным отношением выше 300%.
- Очень сложно ремонтировать (больше трёх планетарных механизмов).
- Высокая цена (до 900 евро).
- Должны обслуживаться профессионалом.
- Они надёжны при соблюдении рекомендаций по установке (например, например входящего вращающего момента).
- Они всё ещё с технической точки зрения находятся в процессе разработки.
- Лучший выбор для поездок по холмистому городу, если необходим маленький шаг между передачами.
- Лучший выбор для поездок по холмистому городу с багажом.
- Лучший выбор для поездок по холмистому городу с прицепом.
- Лучший выбор для езды в горах.
- Лучший выбор для спортивных поездок (в том числе по бездорожью).
Исходя из приведённых характеристик выберите группу втулок, соответствующих вашим потребностям, и переходите к её рассмотрению.
Далее давайте обратим внимание на вторую важную характеристику планетарных втулок.
Размер шагов между передачами.
Если рассмотреть размер шагов передач более детально, то обнаружим две их характеристики:
1. Размер шага между двумя передачами.
2. Размер шага по сравнению друг с другом.
Размер шагов между передачами определяет вероятность подобрать правильную передачу внутри выбранного вами общего передаточного отношения. Чем меньше шаг, тем лучше, тем точнее можно подобрать передаточное отношение, соответствующее текущим условиям поездки, например, ветру, углу наклона, прицепу и т. д. Кроме того на велосипеде с маленькими шагами между передачами просто приятней ездить.
Ещё большее удовольствие от поездки может принести одинаковый размер шагов по сравнению друг с другом. Представьте себе старые изношенные ступеньки в замке или старом доме, когда длина каждого вашего шага изменяется с каждой ступенькой. Передвигаться по такой лестнице станет тяжело, сложно и неэффективно. Тоже самое случается и в случае с велосипедом. Если шаги между передачами сильно отличаются, то езда на таком велосипеде не приносит удовольствия, так как достаточно сложно подобрать идеальную передачу .
Вывод: У втулки должны быть маленькие шаги между передачами, а размер шага должен быть одинаковым.
Теперь давайте посмотрим, что же предлагают производители планетарных втулок.
Группа A.
Группа втулок A: Втулки с общим передаточным отношением до 200%.

Классификация внутри группы A исходя из общего передаточного отношения:
1. Sram / i-Motion 3
1. Sram / T3
1. Shimano / Nexus Inter-3
4. Sturmey Archer / 3
5. Fichtel & Sachs / Torpedo Duomatic & Automatic

У втулки Sturmey Archer 3 наименьший и практически одинаковый размер шага в 33% и 33,3%. У Sram i-Motion 3 и Sram T3 почти такие же характеристики — одинаковые шаги 36,2%. Шаги между передачами у Shimano Nexus Inter-3 составляют 36,4% и 36%. Это наибольшие шаги с наибольшей разницей между ними.
Втулки Fichtel & Sachs Torpedo Duomatic & Automatic имеют один шаг 36% между единственными двумя передачами.
Общие отличия по размеру шага между передачами и размеру шагов в сравнении друг с другом в группе A незначительные. Если б вы выбирали планетарную втулку только исходя из этих критериев, то учтите следующую классификацию:
1. Sturmey Archer / 3
2. Fichtel & Sachs / Torpedo Duomatic & Automatic
3. Sram / i-Motion 3
3. Sram / T3
5. Shimano / Nexus Inter-3
Общее положение в группе A:
1. Sram / i-Motion 3
1. Sram / T3
3. Sturmey Archer / 3
4. Fichtel & Sachs / Torpedo Duomatic & Automatic
4. Shimano / Nexus Inter-3
Группа B.
Группа втулок B: Втулки с общим передаточным отношением между 200% и 300%

Классификация внутри группы B исходя из общего передаточного отношения:
1. Sram / P5
2. Shimano / Nexus Inter-7
3. Sram / P5 Cargo
4. Sturmey Archer / 5

У втулки Shimano Nexus Inter-7 наименьший шаг между передачами: 13,8% и 17,3,%. Разница между ними приблизительно одинаковая. Шаг передач превосходно смотрится на графике. Эта ситуация свидетельствует об идеально спроектированной конструкции втулки.
Sram P5 Cargo обладает шагами между 16,6% и 28,6%. Довольно существенный разброс шагов, отображающий нацеленность втулки на тяжёлый режим эксплуатации. Эта втулка подходит под самые жесткие условия эксплуатации.
Втулка Sram P5 является полной противоположностью, так как втулка нацелена прежде всего комфорт, а не жесткий режим эксплуатации. В результате имеет шаги 23,4% и 28,1%. И в сравнении с Sram P5 Cargo разница между передачами не кажется уже такой значительной.
И наконец у Sturmey Archer 5 наименьший шаг 17,9% и наибольший 27%.
Общие отличия по размеру шага между передачами и размеру шагов в сравнении друг с другом в группе B очень огромные. Если бы вы выбирали планетарную втулку только исходя из этих критериев, то учтите следующую классификацию:
1. Shimano / Nexus Inter-7
2. Sturmey Archer / 5
3. Sram / P5
4. Sram / P5 Cargo
Общее положение в группе B:
1. Shimano / Nexus Inter-7
2. Sram / P5
3. Sturmey Archer / 5
4. Sram / P5 Cargo
Группа C.
Группа втулок C: Втулки с общим передаточным отношением выше 300%

Сразу же бросается в глаза, с каким огромным отрывом лидирует Rohloff Speedhub. График группы C действительно впечатляет, так как здесь собраны все самые передовые втулки!
Классификация внутри группы B исходя из общего передаточного отношения:
1. Rohloff / Speedhub
2. Sram / i-Motion 9
2. Shimano / Alfine & Nexus Inter-8
2. Sturmey Archer / 8
5. Sram / S7

Данный график на первый взгляд сбивает с толку.
Опять же первое место по шагу передач в группе C выигрывает Rohloff. У втулки наименьшие шаги практически одинакового размера. Ни у одной другой втулки нет настолько маленьких шагов (13,8%). Это однозначно самая лучшая втулка на рынке.
Но Sram со своей i-Motion 9 наносит ответный удар. Шаги передач, расположенные в интервале между 14,5% и 17,3% показывают, что ребята из Schweinfurt / Germany не зря едят свой хлеб — им удалось создать втулку с приблизительно одинаковыми маленькими шагами передач.
Shimano улучшили свою планетарную втулку Nexus Inter-7 и назвали её Nexus Inter-8 и Alfine. Но достаточно посмотреть на график и увидеть, что эти улучшения никоим образом не затронули шаги между передачами. Посмотрите на график. График неоднократно скачет от 22,2% до 13,8% верх и вниз. Втулка плохо сбалансирована. И если вы хотите купить планетарную втулку Shimano, то лучше купите хорошо сбалансированную Nexus Inter-7 и сэкономьте деньги (если конечно вам устраивает её общий диапазон).
График Sram S7 напоминает гору. Начинается с 17,9% внизу и взбирается на 23,6% наверху.
Но давайте спустимся с гор в долину. У инженеров Sturmey Archer наверное был плохой день, когда они конструировали свою втулку 8-скоростную втулку. График начинается с невероятного прыжка с 28% до 13,3% (разница более чем на 15%), потом он останавливается на плоском 13% участке и наконец прыгает до 28,2%.
Общие отличия по размеру шага между передачами и размеру шагов в сравнении друг с другом в группе C очень огромные. Если бы вы выбирали планетарную втулку только исходя из этих критериев, то учтите следующую классификацию:
1. Rohloff / Speedhub
2. Sram / i-Motion 9
3. Shimano / Nexus Inter-8 / Alfine
3. Sram / S7
5. Sturmey Archer / 8
Общее положение в группе C:
1. Rohloff / Speedhub
2. Sram / i-Motion 9
3. Shimano / Alfine & Nexus Inter-8
4. Sturmey Archer / 8
4. Sram / S7
Итак давайте сделаем окончательные выводы по всем доступным сейчас на рынке планетарным втулкам.
Планетарные редукторы
Редуктором (планетарным) называют механизм, который преобразует высокую угловую скорость вращения входного вала в низкую на выходном валу. При этом крутящий момент на выходном валу возрастает пропорционально уменьшению скорости вращения.
Планетарный редуктор
Планетарные редукторы относятся к механическим зубчатым передачам.
Механические передачи служат для передачи энергии на расстояние, как правило с преобразованием по скорости и моменту. В зубчатых передачах движение осуществляется благодаря непосредственному контакту зубчатых коле
Редуктор — это устройство преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала (от двигателя) в более низкую на выходном валу (к полезной нагрузке), повышая при этом вращающий момент.
Передаточное отношение (i) – это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомого вала .
Планетарные редукторы – это механизмы в которых оси отдельных колес являются подвижными. Простейший планетарный редуктор, состоящий из четырех звеньев, изображен на рисунке 1. В этих редукторах колеса с подвижными осями вращения называютсяпланетарными колесами или сателлитами (звено 1), а звено, на котором располагаются оси сателлитов, — водилом или планетарным водилом [H] (звено 2). Зубчатые колеса с неподвижными осями вращения называются солнечными или центральными (звено 3); неподвижное колесо – коронной шестерней, эпициклом или опорным колесом (звено 4). На практике, для повышения прочности планетарного редуктора, количество сателлитов увеличивают до максимально возможного. Планетарный редуктор, изображенный на рисунке 1, носит название редуктора Джемса.
Рис. 1. Простейший планетарный редуктор.
Передаточное отношение U от колеса 3 до водила H редуктора, при неподвижной коронной шестерне, имеет вид:
где, U – коэффициент передаточного отношения;
индекс (1) – указывает на что, что неподвижным является элемент 1, в данном случае это коронная шестерня;
индексы 3 и H — указывают, что расчет передаточного отношения от колеса 3 (солнечная шестерня) к водилу H;
r – радиусы колес, индексы указывают на радиус соответствующего колеса (r1 – радиус коронной шестерни);
z – количество зубьев шестерни, индексы указывают на количество зубьев соответствующего колеса);
На рисунке 2 изображен вид классического одноступенчатого планетарного редуктора:
Рис. 2 Одноступенчатый планетарный редуктор
При использовании планетарной передачи в качестве редуктора один из трёх её основных элементов фиксируется неподвижно, а два других служат в качестве ведущего и ведомого. Таким образом, передаточное отношение будет зависеть от количества зубьев каждого компонента, а также от того, какой элемент закреплён. Для получения самого большого передаточного отношения, неподвижным оставляют коронную шестерню, см. рисунок 3. Такие передачи как правило используют в планетарных мотор-редукторах, на транспорте и машиностроении.
Рис. 3. Анимация работы одноступенчатого планетарного редуктора, с неподвижным эпициклом
На практике широко применяются многоступенчатые планетарные редукторы. Давайте рассмотрим двигатель постоянного тока с планетарным редуктором. Для примера возьмем планетарный мотор-редуктор МРП42 с передаточным отношением 1/144. Такое большое передаточное отношение можно получить, используя редуктор с несколькими ступенями. На рисунке 4 изображена первая ступень.
Рис. 4. Первая ступень планетарного редуктора.
Вращение от мотора передается на водило через сателлиты первой ступени. На водиле первой ступени закреплена шестеренка передающая вращение дальше (на вторую ступень).
Передаточное отношение первого звена:
Вторая ступень, мало отличается от первой, см. рисунок 5.
Рис. 5. Вторая ступень планетарного редуктора
Передаточное отношение второго звена:
В третьей ступени установлены четыре сателлита, для увеличения нагрузочной способности на редуктор, вследствие чего уменьшен их диаметр, рисунок 6.
Передаточное отношение второго звена:
Рис. 6. Третья ступень планетарного редуктора.
Подсчет полного передаточного отношения, складывается из произведения передаточных отношений все звеньев, вошедших в состав редуктора:
Подсчитанное по формулам передаточное отношение соответствует заявленному для рассматриваемого в нашем примере мотор-редуктора.
Законченный вариант планетарного редуктора изображен на рисунке 7, в нем добавлен присоединительный фланец с установленным подшипником скольжения. В этом редукторе все шестерни выполнены из металла, что обуславливает продолжительный жизненный цикл изделия.
Рис. 7. Планетарный редуктор в сборе.
Разновидности планетарных редукторов
В зависимости от количества ступеней, которые они имеют планетарные редукторы подразделяют на:
Одноступенчатые более простые и при этом компактнее, меньше по размерам в сравнении с многоступенчатыми, обеспечивают более широкие возможности по передаче крутящего момента, достижения разных передаточных чисел. Обладающие несколькими ступенями являются достаточно громоздкими механизмами, при этом диапазон передаточных чисел, которые ими могут быть обеспечены, существенно меньше.
В зависимости от сложности конструкции они могут быть:
- простыми;
- дифференциальными.
Кроме этого, планетарные редукторы в зависимости от формы корпуса, используемых элементов и внутренней конструкции могут быть:
- коническими;
- волновыми;
- глобоидными;
- червячными;
Через них может передаваться движение между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися валами.
Характеристики основных разновидностей этого устройства
Цилиндрические
Самые распространенные. Коэффициент полезного действия этих устройств достигает 95%. Они могут обеспечивать передачу достаточно больших мощностей. Передача движения осуществляется между параллельными и соосными валами. Они могут оснащаться прямозубными, косозубными и шевронными зубчатыми колесами. Коэффициент передачи может колебаться в пределах от 1,5 до 600.
Конические
Такое название они носят потому, что в них используются шестеренки, которые имеют коническую форму. Это обеспечивает плавность сцепки и способность выдерживать достаточно большие нагрузки. Могу иметь одну, две и три ступени. Валы в этой разновидности редукторов могут располагаться как горизонтально, так и вертикально.
Волновые
Они представляют собой конструкцию с гибким промежуточным числом. Состоят они из генератора волн, эксцентрика или кулачка, который обеспечивает растяжение гибкого колеса до достижения его контакта с неподвижным. При этом гибкое колесо имеет наружные зубья, а неподвижное — внутренние.
К достоинствам такого типа редукторов относится:
- плавность хода;
- высокое передаточное число;
- возможность передачи движения через герметичные и сплошные стенки.
Они могут быть одно- и многоступенчатыми. Высокоскоростные оснащены подшипниками скольжения, а низкоскоростные — подшипниками качения.
Достоинства планетарных редукторов
- Небольшой вес;
- Широкий диапазон передаточных чисел;
- Относительная компактность;
- Собрать и починить такое устройство можно своими руками.
Советы по подбору планетарного редуктора
Главное в этом деле — правильно произвести расчет основных параметров нагрузки и существующих условий эксплуатации этого устройства.
Планетарная передача
Под планетарной передачей понимается вращение, которое передаётся механическим путём. Осуществляется движение шестерёнок, которые расположены вдоль центрального колеса в планетарном порядке.
Редуктор – принцип устройства и действия
Конструкция планетарной передачи имеет набор зубчатых колёс на вращающейся оси:
1. Основной элемент – «солнечное» колесо, расположенное в центре.
2. Важной деталью системы является водило, оно фиксирует оси остальных шестерёнок (сателлитов).
3. Сателлиты – это шестерёнки одного размера, расположенные вокруг центрального колеса.
4. Кольцевая шестерёнка – она объединяет все части редуктора, и контактирует с сателлитами. Это единственная деталь редуктора, которая находится в неподвижном состоянии.
Вращение центрального колеса приводит в движение сателлиты, которые перемещаются по периметру кольцевой шестерёнки. Этот процесс вращает оси сателлитов, а они дают движение водилу.
Плюсы и минусы планетарного редуктора
Устройство является популярным, так как обладает рядом положительных качеств:
- компактность – не требуется много места и времени для установки;
- имеет небольшой вес;
- создаёт меньше шума при работе, чем в обычные редукторы;
- нагрузка на валы и опоры небольшая, это позволяет сделать опорную конструкцию проще, тем самым снизить затраты;
- обладает большими передаточными отношениями.
Дифференцированная передача приводит в устройствах сложенное или разложенное движение, которое используется в металлургических станках.
Планетарный редуктор имеет и ряд недостатков:
1. Требования к изготовлению редукторов высокие. Необходима точность, ведь зубчики должны плотно соприкасаться, но легко двигаться, поэтому они сложнее в сборке, чем другие типы передач.
2. Стоимость выше, чем цена других редукторов.
Передаточное отношение
Передаточное отношение в планетарном редукторе визуальным способом определить сложно, так как существуют разные способы приводить в движение систему. В планетарной передаче, одна деталь фиксируется, а другие выступают как ведущая и ведомая. Передаточное число зависит от зубчиков всех шестерёнок, от их количества, и от закреплённого элемента.
Передаточные отношения бывают:
- положительные – когда оба зубчатых колеса с одним направлением;
- отрицательные – если шестерёнки движутся в разных направлениях.
Если неподвижно водило, то передаточное число равно S/А, где S – центральное колесо, A – количество зубьев шестерёнки.
При блокировании кольцевой шестерёнки, к водилу подаётся мощность, и тогда ПО солнечной шестерёнки менее 1 и будет выглядеть как 1+A/S.
При закреплении кольцевой шестерёнки, а прохождении мощности через центральное колесо, ПО равно 1/(1 + A/S). Оно является наибольшим числом, которое возможно получить при планетарной передаче.
Виды планетарных редукторов
Отличительная черта планетарных редукторов – наличие двух и более степеней свободы. А скорость звена, напрямую связана с угловой скоростью остальных звеньев.
Существует несколько видов передач:
1. Одноступенчатая – наиболее простой вариант с небольшими габаритами.
2. Многоступенчатая – используется для получения большего придаточного числа.
Планетарные редукторы отличаются по расположению валов: вертикальному или горизонтальному.
Кроме того, планетарная передача различается по зацеплению зубчатых колёс, встречаются:
- Прямые (традиционный способ) – так как монтаж такой конструкции самый простой. Используется при небольших скоростях и не высоких нагрузках.
- Косозубые – его использование способно понизить шум редукторов, однако осевые нагрузки усложняют подбор подшипников. Угол наклона равен 18 градусам, ход более плавный, используются на скоростях среднего и высокого уровня.
- Шевронные – зубцы направлены в разные стороны. Рекомендованы для передач с высокими нагрузками. Преимущества данного вида – практически отсутствует осевая нагрузка на подшипник, это продлевает срок службы всего узла. Данный вид передачи даёт возможность увеличивать наклонный угол зубьев, до 40 градусов. Недостаток вида – его дороговизна.
Выход из строя
Износ – это основная причина поломки планетарной передачи, которая происходит в основном из-за плохой смазки. Изношенные передачи имеют в зацеплениях увеличенные зазоры, что приводит к усилению шума, вибрации и в конечном итоге уменьшению прочности зуба.
Заедание – поломка высокоскоростных передач. Происходит заедание, так как масленая плёнка выдавливается между зубьями при высоких скоростях.
Излом – вызывается напряжением изгиба. Излом может разрушить вал, подшипники и весь механизм.
Планетарный редуктор применяется там, где нужна точность среднего уровня, и отсутствует необходимость в полном вале. Основная отрасль использования планетарного редуктора – машиностроение, кроме того они применяются в медицинской технике и измерительной аппаратуре.
голоса
Рейтинг статьи