Ir visādas mehāniskās ierīces. Dažas no tām mums ir pazīstamas no bērnības. Tie ir, piemēram, pulksteņi, velosipēdi, spiningi. Mēs uzzinām par citiem, kad kļūstam vecāki. Tie ir automašīnu motori, celtņu vinčas un citi. Katrs kustīgais mehānisms izmanto kaut kādu sistēmu, lai riteņi grieztos un mašīna darbotos. Viens no interesantākajiem un populārākajiem ir planētu mehānisms. Tās būtība slēpjas faktā, ka mašīnu darbina riteņi vai zobrati, kas savā starpā mijiedarbojas. Apskatīsim to tuvāk.
Vispārīga informācija
Planētu pārnesums un planētu mehānisms ir nosaukti pēc analoģijas ar mūsu Saules sistēmu, ko nosacīti var attēlot šādi: centrā ir "saule" (mehānisma centrālais ritenis). Ap to pārvietojas "planētas" (mazie riteņi vai satelīti). Visām šīm planētu pārnesuma daļām ir ārējie zobi. Nosacītajai Saules sistēmai ir robeža tās diametrā. Lomato planetārajā mehānismā veic liels ritenis vai epicikls. Tam ir arī zobi, tikai iekšējie. Lielāko daļu darba šajā konstrukcijā veic nesējs, kas ir sviras mehānisms. Kustību var veikt dažādos veidos: vai nu griezīsies saule, vai epicikls, bet vienmēr kopā ar satelītiem.
Planētu mehānisma darbības laikā var izmantot citu dizainu, piemēram, divas saules, pavadoņus un nesēju, bet bez epicikla. Vēl viena iespēja ir divi epicikli, bet bez saules. Mobilo sakaru operatoram un satelītiem vienmēr jābūt klāt. Atkarībā no riteņu skaita un to rotācijas asu atrašanās vietas telpā, dizains var būt vienkāršs vai sarežģīts, plakans vai telpisks.
Lai pilnībā saprastu, kā šāda sistēma darbojas, jums ir jāsaprot detaļas.
Elementu atrašanās vieta
Visvienkāršākā planetārā zobrata forma ietver trīs pārnesumu komplektus ar atšķirīgu brīvības pakāpi. Iepriekš minētie satelīti griežas ap savām asīm un tajā pašā laikā ap sauli, kas paliek savā vietā. Epicikls savieno planētu mehānismu no ārpuses un arī griežas, izmantojot alternatīvu zobu (to un satelītu) piesaisti. Šis dizains spēj mainīt griezes momentu (leņķiskos ātrumus) vienā plaknē.
Vienkāršā planētu mehānismā saule un satelīti var griezties, bet epicentrs paliek fiksēts. Jebkurā gadījumā visu komponentu leņķiskie ātrumi nav haotiski, bet tiem ir lineāra atkarība vienam no otra. Kad medijs griežas, tas nodrošinazema ātruma liela griezes momenta izvade.
Tas ir, planetārā pārnesuma būtība ir tāda, ka šāds dizains spēj mainīt, paplašināt un pievienot griezes momentu un leņķisko ātrumu. Rotācijas kustības šajā gadījumā notiek vienā ģeometriskā asī. Ir uzstādīts nepieciešamais dažādu transportlīdzekļu un mehānismu transmisijas elements.
Strukturālo materiālu un shēmu iezīmes
Tomēr fiksēta sastāvdaļa ne vienmēr ir nepieciešama. Diferenciālajās sistēmās katrs elements griežas. Planetārajiem zobratiem, piemēram, šim, ir viens izejas piedziņas (vadības) divas ieejas. Piemēram, diferenciālis, kas kontrolē asi automašīnā, ir līdzīgs pārnesums.
Šādas sistēmas darbojas pēc tāda paša principa kā paralēlās vārpstas konstrukcijas. Pat vienkāršam planetārajam zobratam ir divas ieejas, fiksētais gredzenveida zobrats ir nemainīga nulles leņķiskā ātruma ievade.
Detalizēts ierīču apraksts
Jauktām planētu konstrukcijām var būt atšķirīgs riteņu skaits, kā arī dažādi pārnesumi, caur kuriem tās ir savienotas. Šādu detaļu klātbūtne ievērojami paplašina mehānisma iespējas. Kompozītmateriālu planētu konstrukcijas var montēt tā, lai nesējplatformas vārpsta kustētos lielā ātrumā. Tā rezultātā dažas problēmas ar reduktora, saules pārnesuma un citām var novērst ierīces uzlabošanas procesā.
Tādējādi, kā redzams noņemot vērā informāciju, planētu mehānisms darbojas pēc rotācijas pārnešanas principa starp centrālajām un mobilajām saitēm. Tajā pašā laikā sarežģītas sistēmas ir vairāk pieprasītas nekā vienkāršas.
Konfigurācijas opcijas
Planētu mehānismā iespējams izmantot dažādas konfigurācijas riteņus (zobratus). Piemērots standarts ar taisniem zobiem, spirālveida, tārpu, ševronu. Iesaistīšanās veids neietekmēs vispārējo planētu mehānisma darbības principu. Galvenais, lai nesēja un centrālo riteņu griešanās asis sakrīt. Bet pavadoņu asis var atrasties citās plaknēs (šķērsojot, paralēli, krustojas). Šķērsošanas piemērs ir starpriteņu diferenciālis, kurā zobrati ir koniski. Šķērsošanas piemērs ir pašbloķējošs diferenciālis ar gliemežpārvadu (Torsen).
Vienkāršas un sarežģītas ierīces
Kā minēts iepriekš, planētu mehānisma shēmā vienmēr ir ietverts turētājs un divi centrālie riteņi. Var būt jebkurš satelītu skaits. Šī ir tā sauktā vienkāršā jeb elementārā ierīce. Šādos mehānismos dizaini var būt šādi: "SVS", "SVE", "EVE", kur:
- S ir saule.
- B - pārvadātājs.
- E ir epicentrs.
Katru šādu riteņu un satelītu komplektu sauc par planētu pārnesumu komplektu. Šajā gadījumā visiem riteņiem jāgriežas vienā plaknē. Vienkārši mehānismi ir vienas un divu rindu. Tos reti izmanto dažādās tehniskajās ierīcēs un iekārtās. Piemērsvar kalpot kā planetārais velosipēda mehānisms. Pēc šī principa darbojas uzmava, pateicoties kurai tiek veikta kustība. Tās dizains tika izveidots pēc "SVE" shēmas. Satelīti ne 4 gabalos. Šajā gadījumā saule ir stingri piestiprināta pie aizmugurējā riteņa ass, un epicentrs ir kustīgs. To piespiež griezties velosipēdists, spiežot pedāļus. Šādā gadījumā pārraides ātrums un līdz ar to arī griešanās ātrums var mainīties.
Biežāk var atrast sarežģītus zobratu planētu mehānismus. To shēmas var būt ļoti dažādas, un tas ir atkarīgs no tā, kam tas vai cits dizains ir paredzēts. Parasti sarežģīti mehānismi sastāv no vairākiem vienkāršiem mehānismiem, kas izveidoti saskaņā ar vispārējiem planētu pārnesuma noteikumiem. Šādas sarežģītas sistēmas ir divu, trīs vai četru rindu. Teorētiski ir iespējams izveidot struktūras ar lielu rindu skaitu, bet praksē tas nenotiek.
Planāras un telpiskās ierīces
Daži cilvēki domā, ka vienkāršam planetāram zobratam ir jābūt plakanam. Tas ir tikai daļēji taisnība. Sarežģītas ierīces var būt arī plakanas. Tas nozīmē, ka planētu zobrati neatkarīgi no tā, cik daudz no tiem tiek izmantoti ierīcē, atrodas vienā vai paralēlās plaknēs. Telpiskajiem mehānismiem ir planētu zobrati divās vai vairākās plaknēs. Šajā gadījumā paši riteņi var būt mazāki nekā pirmajā iemiesojumā. Ņemiet vērā, ka plakanais planētu mehānisms ir tāds pats kā telpiskais. Atšķirība ir tikai ierīces aizņemtajā laukumā, tas ir, kompaktumā.
Brīvības pakāpes
Šis ir kolekcijas nosaukumsrotācijas koordinātas, kas ļauj noteikt sistēmas pozīciju telpā noteiktā laikā. Faktiski katram planētu mehānismam ir vismaz divas brīvības pakāpes. Tas ir, jebkuras saites griešanās leņķiskie ātrumi šādās ierīcēs nav lineāri saistīti, tāpat kā citos pārnesumos. Tas ļauj iegūt izejas leņķiskos ātrumus, kas nav tādi paši kā ieejas ātrumi. Tas izskaidrojams ar to, ka diferenciālajā savienojumā planetārajā mehānismā ir trīs elementi jebkurā rindā, un pārējie būs saistīti ar to lineāri, caur jebkuru rindas elementu. Teorētiski ir iespējams izveidot planētu sistēmas ar trīs vai vairāk brīvības pakāpēm. Taču praksē tie nav izmantojami.
Planētu pārnesumu attiecība
Šī ir vissvarīgākā rotācijas kustības īpašība. Tas ļauj noteikt, cik reizes piedziņas vārpstas spēka moments ir palielinājies attiecībā pret piedziņas vārpstas momentu. Pārnesuma attiecību var noteikt, izmantojot šādas formulas:
i=d2/d1=Z2/Z1=M2/M1=W1/W2=n1/n2, kur:
- 1 - vadošā saite.
- 2 - vergu saite.
- d1, d2 - pirmās un otrās saites diametri.
- Z1, Z2 - zobu skaits.
- M1, M2 ir griezes momenti.
- W1 W2 - leņķiskie ātrumi.
- n1 n2 - ātrums.
Tādējādi, kad piedziņas vārpstas pārnesumskaitlis ir lielāks par vienu, spēka moments palielinās un frekvence un leņķiskais ātrums samazinās. Tas vienmēr jāņem vērā, veidojot dizainu, jopārnesuma attiecība planētu mehānismos ir atkarīga no tā, cik zobu ir riteņiem un kurš rindas elements ir vadošais.
Lietošanas joma
Mūsdienu pasaulē ir daudz dažādu iekārtu. Daudzi no tiem darbojas ar planētu zobratu palīdzību.
Tās tiek izmantotas automobiļu diferenciāļos, planētu pārnesumos, sarežģītu darbgaldu kinemātiskajās shēmās, lidmašīnu gaisa dzinēju pārnesumkārbās, velosipēdos, kombainos un traktoros, tankos un citā militārajā aprīkojumā. Saskaņā ar planētu pārnesuma principiem daudzas pārnesumkārbas darbojas elektrisko ģeneratoru piedziņās. Apsveriet citu šādu sistēmu.
Planētu pagrieziena pārnesums
Šis dizains tiek izmantots dažos traktoros, kāpurķēžu transportlīdzekļos un cisternās. Vienkārša ierīces diagramma ir parādīta zemāk esošajā attēlā.
Planētu rotācijas mehānisma darbības princips ir šāds: turētājs (1. pozīcija) ir savienots ar bremžu trumuli (2) un piedziņas riteni, kas atrodas kāpurķēdē. Epicikls (6) ir savienots ar transmisijas vārpstu (5. pozīcija). Saule (8) ir savienota ar sajūga disku (3) un bremžu trumuli (4). Kad bloķēšanas sajūgs ir ieslēgts un joslas bremzes ir izslēgtas, satelīti negriezīsies. Tie kļūs kā sviras, jo ar zobu palīdzību ir savienotas ar sauli (8) un epiciklu (6). Tāpēc tie piespiež tos un nesēju vienlaikus griezties ap kopīgu asi. Šajā gadījumā leņķiskais ātrums ir vienāds.
Atslēdzot bloķēšanas sajūgu un nospiežot bremzesSaules pagriešana sāks apstāties, un satelīti sāks kustēties ap savām asīm. Tādējādi tie rada brīdi uz turētāja un pagriež kāpurķēdes piedziņas riteni.
Valkāt
Attiecībā uz kalpošanas laiku un amortizāciju lineārās planētu sistēmās slodzes sadalījums starp galvenajām sastāvdaļām ir pamanāms.
Terminālais un cikliskais nogurums tajos var palielināties ierobežotā slodzes sadalījuma un tāpēc, ka planētu zobrati var diezgan ātri griezties uz savām asīm. Turklāt pie lieliem planētu pārnesuma ātrumiem un pārnesuma skaitļiem centrbēdzes spēki var ievērojami palielināt kustības apjomu. Jāņem vērā arī tas, ka, samazinoties ražošanas precizitātei un palielinoties satelītu skaitam, palielinās nelīdzsvarotības tendence.
Šīs ierīces un to sistēmas var būt pat pakļautas nolietojumam. Dažas konstrukcijas būs jutīgas pret pat nelielām nelīdzsvarotībām, un tām var būt nepieciešami kvalitatīvi un dārgi montāžas komponenti. Precīza planētu tapu atrašanās vieta ap saules zobrata asi var būt svarīga.
Citi planētu izvietojumi, kas palīdz līdzsvarot slodzi, ietver peldošu mezglu vai "mīksto" stiprinājumu izmantošanu, lai saglabātu saules vai epicentra kustību pēc iespējas ilgāk.
Planētu ierīču sintēzes pamati
Šīs zināšanas ir nepieciešamas, projektējot un veidojot mašīnu komponentus. Jēdziens "planētu mehānismu sintēze" ir zobu skaita aprēķināšanasaulē, epicentrā un satelītos. Šajā gadījumā ir jāievēro vairāki nosacījumi:
- Pārnesumskaitlim ir jābūt vienādam ar iestatīto vērtību.
- Zāļu zobratu ieslēgšanās ir jābūt pareizai.
- Ir jānodrošina ieejas vārpstas un izejas vārpstas izlīdzināšana.
- Nepieciešama apkārtne (satelīti nedrīkst traucēt viens otram).
Tāpat, projektējot, jāņem vērā topošās konstrukcijas izmēri, tās svars un efektivitāte.
Ja ir norādīts pārnesumskaitlis (n), tad zobu skaitam uz saules (S) un planētu zobratiem (P) jāatbilst vienādojumam:
n=S/P
Ja pieņemam, ka zobu skaits epicentrā ir agrs (A), tad ar bloķētu nesēju jāievēro vienlīdzība:
n=-S/A
Ja epicentrs ir fiksēts, tad būs patiesa šāda vienlīdzība:
n=1+ A/S
Tā tiek aprēķināts planētu mehānisms.
Priekšrocības un trūkumi
Ir vairāki pārraides veidi, kurus veiksmīgi izmanto dažādās ierīcēs. Planetary starp tiem izceļas ar šādām priekšrocībām:
- Nodrošina mazāku slodzi uz katru riteņu zobu (gan sauli, gan epicentru, gan satelītus), jo slodze uz tiem tiek sadalīta vienmērīgāk. Tas pozitīvi ietekmē konstrukcijas kalpošanas laiku.
- Ar tādu pašu jaudu planetārajam zobratam ir mazāki izmēri un svars nekā citiem transmisijas veidiem.
- Spēja sasniegt lielāku pārnesumu attiecību armazāk riteņu.
- Nodrošiniet mazāk trokšņa.
Planētu zobratu trūkumi:
- To ražošanā nepieciešama lielāka precizitāte.
- Zema efektivitāte ar salīdzinoši lielu pārnesumu attiecību.
