Planetarni menjalnik: naprava, princip delovanja, delovanje in popravilo

2024 Avtor: Erin Ralphs | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-19 18:25

Planetarni zobniki so med najbolj zapletenimi menjalniki. Z majhno velikostjo je zasnovo značilna visoka funkcionalnost, kar pojasnjuje njeno široko uporabo v tehnoloških strojih, kolesih in goseničarskih vozilih. Do danes ima planetarni menjalnik več oblikovnih različic, vendar osnovna načela delovanja njegovih modifikacij ostajajo enaka.

Naprava enote

Osnovo dizajna tvorijo le trije funkcionalni deli z eno osjo vrtenja. Predstavljajo jih nosilec in dve zobati osrednji kolesi. Naprava predvideva tudi obsežno skupino pomožnih členov v obliki nabora enoformatnih zobnikov, kronskih zobnikov in ležajev. Iz tega lahko sklepamo, da je planetarni menjalnik mehanizem iz družine zobnikov."škatle", vendar s temeljno razliko. Sestoji iz pogojne neodvisnosti kotnih hitrosti vsake od glavnih povezav. Zdaj se je vredno podrobneje seznaniti z elementi agregata:

• Nosilec je osnova in obvezen del vsakega planetarnega sistema, tudi tistih z diferencialno povezavo. To je vzvodni mehanizem, ki je prostorska vilica, katere os je poravnana s skupno osjo menjalnika. V tem primeru se zobniške osi s sateliti vrtijo okoli njega v ravninah osrednjih koles.
• Zobniki. Najprej je treba ločiti skupine velikih osrednjih in majhnih osrednjih koles te vrste. V prvem primeru govorimo o velikih kolesih z notranjimi zobmi - ta sistem se imenuje epicikel. Kar zadeva majhne zobnike z zobmi, jih odlikuje zunanja razporeditev zob - imenovana tudi sončna prestava.
• Sateliti. Kolesna skupina planetarnega menjalnika (redkeje eno zobniško kolo), katere elementi imajo nujno zunanje zobe. Sateliti se nahajajo v sklopki z obema skupinama osrednjih koles. Glede na funkcionalnost in moč opreme se lahko število satelitov razlikuje od 2 do 6, vendar se najpogosteje uporabljajo 3 segmenti, saj v tem primeru niso potrebne dodatne naprave za uravnoteženje.

Načela delovanja planetarnih menjalnikov

Sprememba menjalnika je odvisna od konfiguracije postavitve funkcionalnih enot. Vrednost bo imela mobilnost elementa in smer navora. Ena od treh komponent (nosilec,sateliti, sončna oprema) je pritrjena v fiksnem položaju, druga dva pa se vrtita. Za blokiranje elementov planetarnega menjalnika načelo delovanja mehanizma predvideva povezavo sistema tračnih zavor in sklopk. Razen če so v diferencialnih napravah s stožčastimi zobniki zavore in blokirne sklopke.

Prestavljanje navzdol je mogoče aktivirati na dva načina. V prvi različici se izvaja naslednje načelo: epicikel se ustavi, proti kateremu se delovni moment iz pogonske enote prenese na osnovo sončnega orodja in odstrani iz nosilca. Posledično se bo intenzivnost vrtenja gredi zmanjšala, sončna prestava pa se bo povečala pogostost delovanja. V alternativni shemi je sončna prestava naprave blokirana, vrtenje pa se prenese z nosilca na epicikel. Rezultat je podoben, vendar z majhno razliko. Dejstvo je, da bo prestavno razmerje v tem delujočem modelu nagnjeno k enotnosti.

V procesu prestavljanja v višje prestave je mogoče implementirati tudi več delujočih modelov in to za isti planetarni menjalnik. Načelo delovanja v najpreprostejši shemi je naslednje: epicikel je blokiran, moment vrtenja pa se prenese iz osrednje sončne prestave in se prenese na satelite in nosilec. V tem načinu deluje mehanizem kot pospeševalni menjalnik. V drugi konfiguraciji bo zobnik blokiran in navor se bo prenesel z obročnega zobnika na nosilec. Tudi načelo delovanja je podobno prvi možnosti, vendar je razlika v pogostosti vrtenja. Ko je vklopljena vzvratna prestava, navortorzija bo odstranjena iz epicikla in se bo prenesla na sončno orodje. V tem primeru mora biti nosilec v mirujočem stanju.

Funkcije delovnega poteka

Temeljna razlika med planetarnimi mehanizmi in drugimi vrstami menjalnikov je že omenjena neodvisnost delovnih elementov, ki je formulirana kot dve stopnji svobode. To pomeni, da je treba zaradi diferencialne odvisnosti za izračun kotne hitrosti enega sestavnega dela sistema upoštevati hitrosti drugih dveh gonil. Za primerjavo, drugi zobniški menjalniki predpostavljajo linearno razmerje med elementi pri določanju kotne hitrosti. Z drugimi besedami, kotne hitrosti planetarne "škatle" se lahko spremenijo na izhodu, ne glede na dinamično zmogljivost na vhodu. S fiksnimi in stacionarnimi prestavami je mogoče povzeti in porazdeliti tokove moči.

V najpreprostejših mehanizmih obstajata dve stopnji svobode zobnikov, vendar lahko delovanje kompleksnih sistemov zagotavlja tudi prisotnost treh stopinj. Za to mora imeti mehanizem vsaj štiri funkcionalne povezave, ki bodo med seboj v diferencialni povezavi. Druga stvar je, da bo takšna konfiguracija zaradi nizke zmogljivosti dejansko neučinkovita, zato v praksi aplikacije in prenosi s štirimi povezavami ohranijo dve stopnji svobode.

Preprosti in zapleteni planetarni zobniki

Eden od znakov delitve planetarnih mehanizmov na preproste inkompleksno - to je število delujočih povezav. Poleg tega govorimo le o glavnih vozliščih, skupine satelitov pa se ne upoštevajo. Preprost sistem ima običajno tri povezave, čeprav jih kinematika dovoljuje vseh sedem. Kot primer takega sistema lahko navedemo sklope enojnih in dvojnih prestav ter parne prepletene skupine prestav.

V zapletenih mehanizmih je veliko več glavnih povezav kot v preprostih. Zagotavljajo vsaj en nosilec, lahko pa so več kot tri osrednja kolesa. Poleg tega načelo delovanja planetarnega menjalnika omogoča uporabo več preprostih enot tudi znotraj enega zapletenega sistema. Na primer, model s štirimi povezavami ima lahko do tri preprosta vozlišča, model s petimi povezavami pa do šest. Vendar popolna neodvisnost preprostih planetarnih sistemov v okviru kompleksnih naprav ne pride v poštev. Dejstvo je, da je več takšnih mehanizmov bolj verjetno, da ima en skupni nosilec.

Nadzor mehanizma

Ob ohranjanju več stopenj svobode se lahko naprava uporablja kot glavna samozadostna funkcionalnost. Če pa je izbran model z eno vodilno in eno gnano povezavo (način reduktorja), bo zanje treba nastaviti določene hitrosti. Za to se uporabljajo krmilni elementi planetnega menjalnika. Načelo njihovega delovanja je prerazporeditev hitrosti zaradi torne sklopke in zavor. Dodatne stopnje svobode so odstranjene in glavna prosta vozlišča postanejo referenca.

Frikcije so odgovorne za povezovanje dveh brezplačnih povezav ozena povezava (tudi brezplačna) z zunanjim napajalnikom. Obe konfiguraciji sklopk v pogojih blokade zagotavljata nadzorovanim členom določeno kotno hitrost in ne nič. Takšni elementi so po zasnovi večploščne sklopke, včasih pa obstajajo tudi običajne sklopke za prenos navora.

Kar zadeva zavoro, je njena naloga v krmilni infrastrukturi planetarnega menjalnika povezovanje prostih členov z ohišjem menjalnika. Ta element pod pogoji blokiranja daje prostim povezavam ničelno kotno hitrost. Po tehnični napravi so takšne zavore podobne sklopkam, vendar v najpreprostejših različicah - z enim diskom, čevljem in trakom.

Uporaba planetarne prestave

Prvič je bila ta enota uporabljena v avtomobilu Ford T v obliki dvostopenjskega menjalnika z nožnim principom prestavljanja in tračnimi zavorami. V prihodnosti je naprava doživela številne preobrazbe, danes pa lahko japonski planetarni menjalnik Prius imenujemo najnovejša različica mehanizmov te vrste. Načelo delovanja te enote je porazdelitev energije med elektrarno (ki je lahko hibridna) in kolesi. Med delovanjem se motor ustavi, nato pa se energija pošlje v generator, zaradi česar se kolesa začnejo premikati.

V tem primeru sistem ni lahko samo funkcionalnost menjalnika. Danes se ta naprava uporablja v menjalnikih, diferencialih, v kompleksukinematski diagrami industrijske opreme, v pogonskih sistemih posebne opreme in letal. Napredni avtomobilski velikani obvladujejo tudi principe delovanja mehanizma v kombinaciji z elektromagnetnimi in elektromehanskimi pogoni. Isti planetarni menjalnik Prius je bil uspešno uporabljen v hibridnih električnih vozilih. V takih zasnovah ni menjalnika v tradicionalnem smislu, vendar je podoba variatorja brez stopenjskega prestavljanja - to funkcijo opravlja kompleks planetarnih prestav, ki poganja kolesa in prejema energijo iz motorja.

Planetarni menjalnik za kolesa

V tradicionalnem smislu v kolesarskem transportu ni menjalnika, opremljenega s planetarnimi mehanizmi. To so puše z enako sončno prestavo, ki je togo pritrjena na zadnja kolesa na njihovi osi. Za pritrditev se uporablja tudi nosilec, ki določa smer gibanja satelitov in jim ne omogoča, da se razpršijo in zaprejo med seboj. In najpomembnejši element planetarne "škatle" kolesa predstavlja epiciklična prestava, katere vrtenje se pojavi zaradi vrtenja pedal. Pri menjavi prestave aktuator pesta (zgibni pogon) spremeni dinamiko nosilca, kar vpliva na prilagajanje hitrosti.

Se pravi, spet lahko sklepamo, da planetarni model deluje kot menjalnik. V tem sistemu epicikel opravlja funkcijo gnanega člena v verigi, sončni zobnik ostane nepremičen, nosilec pa se zapre na ohišje. PriV tem primeru bodo delovne sheme preprostih in večstopenjskih puš enake. Edina majhna razlika je v tem, da ima vsako vozlišče planetarnega sistema svoje strogo določene kazalnike prestavnih razmerij.

Operativni proces

Glavni ukrep pri delovanju tega mehanizma s strani uporabnika je vzdrževanje planetne opreme v optimalnem delovnem stanju. To dosežemo s periodičnim čiščenjem elementov in, kar je najpomembneje, z mazanjem. Kaj je treba mazati v planetarni škatli? Predvsem drsni ležaji reduktorja. Olje je usmerjeno iz ročične gredi v votlino zobniške gredi, ki napolni votline satelitov z zobniki. Nadalje, odvisno od zasnove, tehnično mazivo vstopi v ležaje zobnikov skozi zatiče in radialne luknje. Za maksimalno porazdelitev olja po dolžini ležajev je včasih na zunanji strani zobnika narejena plošča.

Zobniki se mažejo s potapljanjem zob kolesa v tekočo kopel ali z usmerjanjem olja v območje priklopa skozi posebne šobe. To pomeni, da se izvede mazanje z curkom ali potapljanje. Toda najučinkovitejši način je širjenje oljne meglice, ki se uporablja v zvezi z elementi vpetja in ležajev. Ta način mazanja se izvaja z brizganjem iz posebne brizgalne pištole.

Kar se tiče samega maziva, se za planetne menjalnike priporočajo nelegirana naftna olja. Na primer, za uporabo so primerne splošne industrijske formulacije. Za visoko hitrostmehanizmov je zaželeno uporabljati posebne turbinske in letalske naprave.

Napake in mehanizem za popravilo

Najpogostejši simptom okvare planetne prestave je prisotnost vibracij v območju škatle. Vozniki opazijo tudi tuje zvoke, udarce in trzanje. Prisotnost določenih simptomov je odvisna od narave okvare, za kar je lahko več razlogov:

• Pregrevanje mehanizma.
• Agresiven stil vožnje z močnim zaviranjem in pospeševanjem.
• Pomanjkanje olja, nizka raven ali nezadostna kakovost.
• Nezadostno ogret menjalnik pred vožnjo.
• zdrs na ledu.
• Avto zaletava v sneg ali blato.
• Obraba elementov planetarnih prestav.

Za popravilo planetarnega menjalnika morate poznati natančen vzrok njegove okvare. Za to je mehanizem razstavljen. Običajno je škatla privita znotraj pogonske gredi. Potrebno je odstraniti nosilce hitrosti z ene od strani (odvisno od izvedbe) in nato odviti vijak skozi luknjo v pogonski gredi. Nato se element očisti ali zamenja. Običajno so to onesnaženje s kovinskimi odrezki, zlomljeni zobje, obrabljene osi in zobniki.

Sklep

Planetarni mehanizmi se razlikujejo po kompleksnosti naprave, ki ima svoje prednosti in slabosti. Prvi je ravnovesjeservisirani elementi z relativno natančno porazdelitvijo sil. Ta dejavnik omogoča razvoj skromnih prestavnih enot, ki omogočajo optimizirano postavitev. V primeru "planetarnega" kolesa so opažene tudi ergonomske prednosti, vključno z možnostjo preklopa v stoječem položaju. Pri vožnji po mestu je to še posebej uporabna kakovost, saj morate precej pogosto menjati hitrostne načine. Če govorimo o pomanjkljivostih planetarnih sistemov, potem jih z velikimi prestavnimi razmerji še vedno odlikuje skromna zmogljivost. Poleg tega sistem zahteva natančno montažo, saj najmanjša odstopanja povečajo tveganje enake obrabe delov.