Планетарна скоростна кутия: устройство, принцип на действие, работа и ремонт

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:30

Планетарните зъбни колела са сред най-сложните скоростни кутии. С малки размери, дизайнът се характеризира с висока функционалност, което обяснява широкото му използване в технологични машини, велосипеди и превозни средства с гъсеница. Към днешна дата планетарната скоростна кутия има няколко дизайнерски версии, но основните принципи на работа на нейните модификации остават същите.

Едиично устройство

В основата на дизайна са само три функционални части с една ос на въртене. Те са представени от носач и две централни колела. Устройството също така осигурява обширна група от спомагателни връзки под формата на набор от едноформатни зъбни колела, коронни зъбни колела и лагери. От това можем да заключим, че планетарната скоростна кутия е механизъм от семейството на зъбните колела."кутии", но с принципна разлика. Състои се в условната независимост на ъгловите скорости на всяко от основните звена. Сега си струва да се запознаете по-подробно с елементите на агрегата:

• Носител е основа и задължителна част от всяка планетарна система, включително и тези с диференциална връзка. Това е лостов механизъм, който представлява пространствена вилка, чиято ос е подравнена с общата ос на трансмисията. В този случай зъбните оси със сателити се въртят около него в равнините на централните колела.
• Зъбни колела. На първо място е необходимо да се разделят групите от големи централни и малки централни колела от този тип. В първия случай говорим за големи колела с вътрешни зъби - тази система се нарича епицикъл. Що се отнася до малките зъбни колела със зъби, те се отличават с външното разположение на зъбите - наричани още слънчеви зъбни колела.
• Сателити. Колелата на планетарна скоростна кутия (по-рядко едно зъбно колело), елементите на която задължително имат външни зъби. Сателитите са разположени в съединителя с двете групи централни колела. В зависимост от функционалността и мощността на оборудването, броят на сателитите може да варира от 2 до 6, но най-често се използват 3 сегмента, тъй като в този случай няма нужда от допълнителни балансиращи устройства.

Принципи на работа на планетарните скоростни кутии

Промяната на трансмисията зависи от конфигурацията на оформлението на функционалните възли. Стойността ще има подвижността на елемента и посоката на въртящия момент. Един от трите компонента (носител,сателити, слънчева предавка) е фиксирана във фиксирана позиция, а другите две се въртят. За блокиране на елементите на планетарната скоростна кутия принципът на действие на механизма предвижда свързване на система от лентови спирачки и съединители. Освен ако няма спирачки и блокиращи съединители в диференциални устройства със скосени предавки.

Понижаването може да се активира по два начина. В първата версия се прилага следният принцип: епицикълът спира, срещу който работният момент от силовия агрегат се прехвърля към основата на слънчевата предавка и се отстранява от носача. В резултат на това интензивността на въртене на вала ще намалее и честотата на работа на слънчевата предавка ще се увеличи. При алтернативна схема слънчевата предавка на устройството е блокирана и въртенето се прехвърля от носача към епицикъла. Резултатът е подобен, но с малка разлика. Факт е, че предавателното отношение в този работещ модел ще клони към единство.

В процеса на превключване на по-висока предавка могат да бъдат внедрени и няколко работещи модела и за една и съща планетарна скоростна кутия. Принципът на действие в най-простата схема е следният: епицикълът е блокиран, а моментът на въртене се прехвърля от централната слънчева предавка и се предава на сателитите и носача. В този режим механизмът работи като покачваща скоростна кутия. При друга конфигурация предавката ще бъде блокирана и въртящият момент ще бъде прехвърлен от пръстена към носача. Също така, принципът на работа е подобен на първия вариант, но има разлика в честотата на въртене. Когато е включена задна предавка, въртящ моментусукването ще бъде премахнато от епицикъла и ще бъде предадено на слънчевата предавка. В този случай носачът трябва да е в неподвижно състояние.

Функции на работния процес

Основната разлика между планетарните механизми и другите видове скоростни кутии е вече споменатата независимост на работните елементи, която е формулирана като две степени на свобода. Това означава, че поради диференциалната зависимост, за да се изчисли ъгловата скорост на един компонент на системата, е необходимо да се вземат предвид скоростите на другите два редуктора. За сравнение, други зъбни предавки приемат линейна връзка между елементите при определяне на ъгловата скорост. С други думи, ъгловите скорости на планетарната "кутия" могат да се променят на изхода, независимо от динамичните характеристики на входа. С фиксирани и стационарни предавки става възможно да се обобщават и разпределят потоците на мощност.

В най-простите механизми има две степени на свобода на зъбните връзки, но работата на сложни системи може да осигури и три степени. За да направите това, механизмът трябва да има поне четири функционални връзки, които ще бъдат в диференциална връзка помежду си. Друго нещо е, че такава конфигурация всъщност ще бъде неефективна поради ниска производителност, така че на практика приложенията и предаванията с четири връзки запазват две степени на свобода.

Прости и сложни планетарни зъбни колела

Един от признаците на разделянето на планетарните механизми на прости икомплекс - това е броят на работещите връзки. Освен това говорим само за основните възли, а групите спътници не се вземат предвид. Една проста система обикновено има три връзки, въпреки че всичките седем са разрешени от кинематиката. Като пример за такава система можем да цитираме комплекти от единични и двойни предавки, както и сдвоени взаимосвързани групи от предавки.

В сложните механизми има много повече основни връзки, отколкото в простите. Те осигуряват поне един носач, но може да има повече от три централни колела. Освен това принципът на действие на планетарната скоростна кутия позволява използването на няколко прости агрегата дори в рамките на една сложна система. Например, модел с четири връзки може да има до три прости възела, а модел с пет връзки може да има до шест. Пълната независимост на простите планетни системи в рамките на сложни устройства обаче е изключена. Факт е, че е по-вероятно няколко такива механизма да имат един общ носител.

Управление на механизма

При запазване на няколко степени на свобода, устройството може да се използва като основна самодостатъчна функционалност. Но ако е избран модел с една водеща и една задвижвана връзка (режим на редуктор), тогава ще е необходимо да зададете определени скорости за тях. За това се използват елементите за управление на планетарната скоростна кутия. Принципът на тяхното действие е преразпределението на скоростите поради фрикционния съединител и спирачките. Допълнителните степени на свобода се премахват и основните свободни възли стават референтни.

Триенето е отговорно за свързването на две безплатни връзки илиедна връзка (също безплатна) с външно захранване. И двете конфигурации на съединители в условия на блокиране осигуряват на контролираните връзки с определена ъглова скорост, а не нула. По дизайн такива елементи са многопластови съединители, но понякога има и конвенционални съединители за предаване на въртящ момент.

Що се отнася до спирачката, нейната задача в инфраструктурата за управление на планетарната скоростна кутия е да свърже свободните връзки към кутията на скоростната кутия. Този елемент, при условия на блокиране, дава свободните връзки с нулева ъглова скорост. Според техническото устройство такива спирачки са подобни на съединители, но в най-простите версии - еднодискова, челюстна и лента.

Прилагане на планетарната предавка

За първи път това устройство беше използвано в автомобила Ford T под формата на двустепенна скоростна кутия с принцип на крачно превключване и лентови спирачки. В бъдеще устройството премина през много трансформации и днес японската планетарна скоростна кутия Prius може да се нарече най-новата версия на механизми от този тип. Принципът на действие на това устройство е да разпределя енергията между електроцентралата (която може да бъде хибридна) и колелата. По време на работа двигателят спира, след което енергията се изпраща към генератора, в резултат на което колелата започват да се движат.

В този случай системата може да бъде не само функционалността на скоростната кутия. Днес това устройство се използва в скоростни кутии, диференциали, в комплекскинематични диаграми на промишлено оборудване, в задвижващи системи на специално оборудване и самолети. Напредналите автогиганти също овладяват принципите на работа на механизма в комбинация с електромагнитни и електромеханични задвижвания. Същата планетарна скоростна кутия на Prius се използва успешно в хибридни електрически превозни средства. В такива дизайни няма сама скоростна кутия в традиционния смисъл, но има подобие на вариатор без стъпално превключване - комплекс от планетарни предавки, които привеждат колелата в движение и получават енергия от двигателя, изпълнява тази функция.

планетарна скоростна кутия за велосипед

В традиционния смисъл няма скоростна кутия в велосипедния транспорт, снабдена с планетарни механизми. Това са втулки със същата слънчева предавка, която е здраво закрепена към задните колела на тяхната ос. Също така за фиксиране се използва носител, който определя посоката на движение на сателитите и не им позволява да се разпръснат и да се блокират един с друг. И най-важният елемент от планетарната "кутия" на велосипеда е представен от епициклична предавка, чието въртене се осъществява поради въртенето на педалите. При смяна на предавката задвижващият механизъм на главината (шлицово задвижване) променя динамиката на носача, което има ефект на регулиране на скоростта.

Тоест отново можем да заключим, че планетарният модел работи като скоростна кутия. В тази система епицикълът изпълнява функцията на задвижвана връзка във веригата, слънчевата предавка остава неподвижна, а носачът се затваря върху корпуса. ВВ този случай работните схеми на прости и многоскоростни втулки ще бъдат еднакви. Единствената малка разлика е, че всеки възел на планетарната система има свои собствени строго определени показатели за предавателни числа.

Оперативен процес

Основната мярка при работата на този механизъм от потребителя е поддържането на планетарната предавка в оптимално работно състояние. Това се постига чрез периодично почистване на елементите и най-важното чрез смазване. Какво трябва да се смазва в планетарната кутия? Основно плъзгащи лагери на редуктора. Маслото се насочва от коляновия вал в кухината на зъбния вал, запълвайки кухините на сателитите със зъбни колела. Освен това, в зависимост от конструкцията, техническата смазка влиза в лагерите на зъбните колела през щифтовете и радиалните отвори. За максимално разпределение на маслото по дължината на лагерите понякога се прави плоска част от външната страна на цапфата.

Предавките се смазват или чрез потапяне на зъбите на колелата в течна вана, или чрез насочване на масло в зоната на теглича през специални дюзи. Тоест се реализира струйно смазване или смазване с потапяне. Но най-ефективният начин е разпространението на маслена мъгла, която се използва по отношение на елементите на зацепване и лагери. Този метод на смазване се осъществява чрез пръскане от специален пистолет за пръскане.

Що се отнася до самата смазка, нелегираните петролни масла се препоръчват за планетарни предавки. Например, промишлените формулировки с общо предназначение са подходящи за употреба. За висока скоростмеханизми е желателно да се използват специални турбинни и авиационни съоръжения.

Неизправности и механизъм за ремонт

Най-честият симптом за повреда на планетарната предавка е наличието на вибрации в областта на кутията. Шофьорите също така отбелязват външни шумове, удари и потрепвания. Наличието на определени симптоми зависи от естеството на неизправността, за която може да има няколко причини:

• Прегряване на механизма.
• Агресивен стил на шофиране с силно спиране и ускорение.
• Липса на масло, ниско ниво или недостатъчно качество.
• Недостатъчно загряване на трансмисията преди шофиране.
• Плъзгане на лед.
• Кола се удря в сняг или кал.
• Износване на елементите на планетарната предавка.

За да ремонтирате планетарна скоростна кутия, трябва да знаете конкретната причина за нейната повреда. За това механизмът се разглобява. Обикновено кутията е закрепена с болтове вътре в задвижващия вал. Необходимо е да премахнете скоростните скоби от една от страните (в зависимост от дизайна) и след това да развиете болта през отвора в задвижващия вал. След това елементът се почиства или заменя. Обикновено това са замърсяване с метални стърготини, счупени зъби, износени оси и зъбни колела.

Заключение

Планетарните механизми се различават по сложността на устройството, което има своите плюсове и минуси. Първият е балансътобслужвани елементи с относително точно разпределение на силите. Този фактор позволява разработването на блокове за превключване на предавките със скромни размери, които позволяват оптимизирано оформление. В случай на „планетарност“на велосипеда се отбелязват и ергономични предимства, включително възможността за превключване в изправено положение. Когато шофирате из града, това е особено полезно качество, тъй като трябва да сменяте скоростните режими доста често. Ако говорим за недостатъците на планетарните системи, тогава с големи предавателни числа те все още се характеризират със скромна производителност. Също така системата изисква прецизен монтаж, тъй като най-малките отклонения увеличават риска от същото износване на частите.