Planetgearkasse: enhed, princip for drift, drift og reparation

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:26

Planetgear er blandt de mest komplekse gearkasser. Med en lille størrelse er designet præget af høj funktionalitet, hvilket forklarer dets udbredte brug i teknologiske maskiner, cykler og larvevogne. Til dato har planetgearkassen flere designversioner, men de grundlæggende principper for driften af dens modifikationer forbliver de samme.

Enhedsenhed

Grundlaget for designet er kun dannet af tre funktionelle dele med én rotationsakse. De er repræsenteret af en transportør og to gearede centrale hjul. Enheden sørger også for en omfattende gruppe af hjælpeled i form af et sæt enkeltformat gear, krone gear og lejer. Ud fra dette kan vi konkludere, at planetgearkassen er en mekanisme fra familien af gear."kasser", men med en fundamental forskel. Den består i den betingede uafhængighed af vinkelhastighederne for hvert af hovedleddene. Nu er det værd at sætte dig ind i aggregatets elementer mere detaljeret:

• Carrier er grundlaget og en obligatorisk del af ethvert planetsystem, inklusive dem med differentialforbindelse. Dette er en løftestangsmekanisme, som er en rumlig gaffel, hvis akse er på linje med transmissionens fælles akse. I dette tilfælde roterer gearakslerne med satellitter rundt i de centrale hjuls planer.
• Gearhjul. Først og fremmest er det nødvendigt at adskille grupperne af store centrale og små centrale hjul af denne type. I det første tilfælde taler vi om store hjul med indre tænder - dette system kaldes epicyklen. Hvad angår de små tandhjul med tænder, er de kendetegnet ved det ydre arrangement af tænderne - også kaldet solgearet.
• Satelitter. Hjulgruppen i en planetgearkasse (mindre ofte et enkelt gearhjul), hvis elementer nødvendigvis har ydre tænder. Satellitter er placeret i koblingen med begge grupper af centrale hjul. Afhængigt af udstyrets funktionalitet og effekt kan antallet af satellitter variere fra 2 til 6, men 3 segmenter bruges oftest, da der i dette tilfælde ikke er behov for yderligere balanceringsenheder.

Principper for drift af planetgearkasser

Transmissionsændring afhænger af layoutkonfigurationen af funktionelle enheder. Værdien vil have elementets mobilitet og drejningsmomentets retning. En af de tre komponenter (bærer,satellitter, soludstyr) er fastgjort i en fast position, og de to andre roterer. For at blokere elementerne i den planetariske gearkasse sørger princippet for drift af mekanismen for tilslutning af et system af båndbremser og koblinger. Medmindre der er bremser og låsekoblinger i differentialeanordninger med vinkelgear.

Nedgearingen kan aktiveres på to måder. I den første version er følgende princip implementeret: epicyklen stopper, mod hvilket arbejdsmomentet fra kraftenheden overføres til bunden af solgearet og fjernes fra bæreren. Som et resultat vil intensiteten af rotation af akslen falde, og solgearet vil stige i driftsfrekvens. I et alternativt skema er enhedens solgear blokeret, og rotationen overføres fra bæreren til epicyklen. Resultatet er ens, men med en lille forskel. Faktum er, at gearforholdet i denne arbejdsmodel vil have en tendens til at hænge sammen.

I processen med at opskifte kan flere arbejdsmodeller også implementeres, og til den samme planetgearkasse. Funktionsprincippet i den enkleste ordning er som følger: epicyklen er blokeret, og rotationsmomentet overføres fra det centrale solgear og transmitteres til satellitterne og bæreren. I denne tilstand fungerer mekanismen som en step-up gearkasse. I en anden konfiguration vil gearet blive blokeret, og drejningsmomentet vil blive overført fra ringgearet til holderen. Driftsprincippet ligner også den første mulighed, men der er forskel i rotationsfrekvensen. Når bakgear er sat i, drejningsmomenttorsion vil blive fjernet fra epicyklen og vil blive overført til soludstyret. I dette tilfælde skal transportøren være i stationær tilstand.

Workflow-funktioner

Den grundlæggende forskel mellem planetmekanismer og andre typer gearkasser er den allerede nævnte uafhængighed af arbejdselementer, som er formuleret som to frihedsgrader. Dette betyder, at på grund af den differentielle afhængighed, for at beregne vinkelhastigheden for en komponent af systemet, er det nødvendigt at tage højde for hastighederne for de to andre gear. Til sammenligning antager andre geartransmissioner et lineært forhold mellem elementerne ved bestemmelse af vinkelhastigheden. Med andre ord kan vinkelhastighederne af den planetariske "kasse" ændre sig ved udgangen, uanset den dynamiske ydeevne ved indgangen. Med faste og stationære gear bliver det muligt at opsummere og fordele kraftstrømme.

I de enkleste mekanismer er der to frihedsgrader for gearforbindelser, men driften af komplekse systemer kan også sørge for tilstedeværelsen af tre grader. For at gøre dette skal mekanismen have mindst fire funktionelle led, som vil være i differentiel forbindelse med hinanden. En anden ting er, at sådan en konfiguration faktisk vil være ineffektiv på grund af lav ydeevne, så i praksis bevarer applikationer og transmissioner med fire links to frihedsgrader.

Enkle og komplekse planetgear

Et af tegnene på opdelingen af planetariske mekanismer i enkle ogkompleks - dette er antallet af fungerende links. Desuden taler vi kun om hovedknuderne, og der tages ikke hensyn til grupper af satellitter. Et simpelt system har norm alt tre led, selvom alle syv er tilladt af kinematik. Som et eksempel på et sådant system kan vi nævne sæt af enkelt- og dobbeltgear, samt parrede sammenlåsende grupper af gear.

Der er mange flere hovedled i komplekse mekanismer end i simple. De giver mindst én bærer, men der kan være mere end tre centrale hjul. Desuden tillader princippet for drift af planetgearkassen brugen af flere simple enheder selv inden for et komplekst system. For eksempel kan en fire-link model have op til tre simple noder, og en fem-link model kan have op til seks. Men den fuldstændige uafhængighed af simple planetsystemer inden for rammerne af komplekse enheder er udelukket. Faktum er, at flere sådanne mekanismer er mere tilbøjelige til at have én fælles transportør.

Mekanismekontrol

Mens du bevarer flere frihedsgrader, kan enheden bruges som den vigtigste selvforsynende funktionalitet. Men hvis en model med et førende og et drevet led er valgt (reduktionstilstand), vil det være nødvendigt at indstille visse hastigheder for dem. Til dette bruges planetgearets styreelementer. Princippet for deres drift er omfordelingen af hastigheder på grund af friktionskoblingen og bremserne. Ekstra frihedsgrader fjernes, og de vigtigste frie noder bliver reference.

Frictions er ansvarlige for at forbinde to gratis links elleret led (også gratis) med en ekstern strømforsyning. Begge konfigurationer af koblinger under blokeringsforhold giver de kontrollerede led en vis vinkelhastighed og ikke nul. Sådanne elementer er designmæssigt flerpladekoblinger, men nogle gange er der også konventionelle koblinger til at overføre drejningsmoment.

Med hensyn til bremsen er dens opgave i planetgearkassens kontrolinfrastruktur at forbinde de frie led til gearkassen. Dette element giver under blokeringsforhold de frie led med nul vinkelhastighed. Ifølge den tekniske enhed ligner sådanne bremser koblinger, men i de enkleste versioner - single-disk, sko og tape.

Anvendelse af planetgearet

For første gang blev denne enhed brugt i Ford T-bilen i form af en to-trins gearkasse med fodskift-princip og båndbremser. I fremtiden gennemgik enheden mange transformationer, og i dag kan den japanske Prius planetgearkasse kaldes den seneste version af mekanismer af denne type. Princippet for driften af denne enhed er at fordele energi mellem kraftværket (som kan være hybrid) og hjulene. Under drift stopper motoren, hvorefter der sendes energi til generatoren, hvorved hjulene begynder at bevæge sig.

I dette tilfælde kan systemet ikke kun være funktionaliteten af en gearkasse alene. I dag bruges denne enhed i gearkasser, differentialer, i kompleksekinematiske diagrammer af industrielt udstyr, i drivsystemer af specialudstyr og fly. Avancerede bilgiganter mestrer også principperne for drift af mekanismen i kombination med elektromagnetiske og elektromekaniske drev. Den samme Prius planetgearkasse er med succes blevet brugt i hybride elbiler. Der er ingen gearkasse i sig selv i traditionel forstand i sådanne designs, men der er et udseende af en variator uden trinskift - et kompleks af planetgear, der sætter hjulene i gang og modtager energi fra motoren, udfører denne funktion.

Planetarisk cykelgearkasse

I traditionel forstand er der ingen gearkasse i cykeltransport forsynet med planetariske mekanismer. Det er bøsninger med samme solgear, som er stift fastgjort til baghjulene på deres aksel. Også en bærer bruges til fiksering, som bestemmer satellitternes bevægelsesretning og ikke tillader dem at sprede sig og låse sammen med hinanden. Og det vigtigste element i den planetariske "kasse" på cyklen er repræsenteret af et epicyklisk gear, hvis rotation opstår på grund af pedalerne. Når der skiftes gear, ændrer navaktuatoren (splined drev) bærerens dynamik, hvilket har den effekt at justere hastigheden.

Det vil sige, vi kan igen konkludere, at planetmodellen fungerer som en gearkasse. I dette system udfører epicyklen funktionen som et drevet led i kæden, solgearet forbliver stationært, og holderen lukker på huset. PåI dette tilfælde vil arbejdsskemaerne for enkle og multi-speed bøsninger være de samme. Den eneste lille forskel er, at hver knude i planetsystemet har sine egne strengt definerede indikatorer for gearforhold.

Driftsproces

Den vigtigste foranst altning i betjeningen af denne mekanisme af brugeren er at holde planetgearsættet i optimal funktionstilstand. Dette opnås gennem periodisk rensning af elementerne og, vigtigst af alt, gennem smøring. Hvad skal smøres i planetkassen? Hovedsageligt glidelejer af reduktionsgear. Olie ledes fra krumtapakslen ind i gearakslens hulrum og fylder satellitternes hulrum med tandhjul. Yderligere, afhængigt af designet, kommer teknisk smøremiddel ind i gearlejerne gennem stifterne og de radiale huller. For maksimal fordeling af olie langs lejernes længde, laves der nogle gange en flad på ydersiden af tapen.

Gears smøres enten ved at dyppe hjultænderne i et væskebad eller ved at lede olie ind i trækområdet gennem specielle dyser. Det vil sige, at strålesmøring eller dypsmøring realiseres. Men den mest effektive måde er spredning af olietåge, som bruges i forhold til elementerne indgreb og lejer. Denne metode til smøring implementeres ved at sprøjte fra en speciel sprøjtepistol.

Med hensyn til selve smøremidlet anbefales ulegerede petroleumsolier til planetgear. For eksempel er generelle industrielle formuleringer egnede til brug. Til høj hastighedmekanismer, er det ønskeligt at bruge specielle turbine- og luftfartsfaciliteter.

Fejl og reparationsmekanisme

Det mest almindelige symptom på et planetgearsvigt er tilstedeværelsen af vibrationer i kasseområdet. Chauffører bemærker også uvedkommende lyde, stød og trækninger. Tilstedeværelsen af visse symptomer afhænger af arten af fejlen, som der kan være flere årsager til:

• Mekanisme overophedning.
• Aggressiv kørestil med kraftig opbremsning og acceleration.
• Mangel på olie, lavt niveau eller utilstrækkelig kvalitet.
• Utilstrækkelig opvarmning af transmissionen før kørsel.
• Glidning på is.
• Bil, der rammer sne eller mudder.
• Slid af planetgearelementer.

For at reparere en planetgearkasse skal du kende den specifikke årsag til dens fejl. Til dette er mekanismen adskilt. Norm alt er kassen boltet inde i drivakslen. Det er nødvendigt at fjerne hastighedsbeslagene fra en af siderne (afhængigt af designet) og derefter skrue bolten af gennem hullet i drivakslen. Derefter renses eller udskiftes elementet. Disse er typisk forurening af metalspåner, knækkede tænder, slidte aksler og gear.

Konklusion

Planetariske mekanismer adskiller sig i kompleksiteten af enheden, som har sine fordele og ulemper. Den første er balancenservicerede elementer med en forholdsvis nøjagtig fordeling af kræfter. Denne faktor gør det muligt at udvikle gearskifteenheder af beskeden størrelse, som giver mulighed for et optimeret layout. I tilfælde af cyklens "planetariske" bemærkes også ergonomiske fordele, herunder muligheden for at skifte i stående stilling. Når du kører rundt i byen, er dette en særlig nyttig kvalitet, da du ret ofte skal skifte hastighedstilstand. Hvis vi taler om manglerne ved planetsystemer, så er de med store gearforhold stadig præget af beskeden ydeevne. Desuden kræver systemet præcis montering, da de mindste afvigelser øger risikoen for samme slid på dele.