Коронная шестерня планетарного редуктора: Планетарный редуктор: устройство, принцип работы, виды

Планетарный редуктор: устройство, принцип работы, виды

Аналоги мировых брендов. Подробнее>>

Из чего состоит планетарная передача

Планетарным редуктором называется один из типов механических редукторов. Этот широко распространённый во многих отраслях тип редукторов основан на планетарной передаче. Планетарная передача представляет собой зубчатый механизм, характерной особенностью которого является то что оси некоторых зубчатых колёс являются подвижными.

Наиболее популярная разновидность планетарной передачи состоит из следующих элементов:

• Солнечная шестерня – малое зубчатое колесо с внешними зубьями, располагающееся в центре механизма
• Коронная шестерня (эпицикл) – большое зубчатое колесо с внутренними зубьями
• Водило – эта деталь планетарной передачи механически соединяет все сателлиты. Именно на водиле установлены оси вращения сателлитов.
• Сателлиты – малые зубчатые колёса с внешними зубьями, располагающиеся между солнечной и коронной шестернёй. Сателлиты находятся в одновременном зацеплении и с солнечной и с коронной шестернёй.

Преимущества планетарных редукторов

Планетарные редукторы имеют ряд существенных преимуществ перед традиционными, при этом, многие свойства у них такие же, как у цилиндрического варианта исполнения за счет применения шестерней.

Среди них:

1. Возможность создания высоких передаточных отношений скоростей при невысоком количестве шестеренок;
2. Компактность редуктора, благодаря количеству шестерней, имеющих небольшой размер;
3. Небольшая масса;
4. За счет меньшего размера колес и замыкания сил в механизме, планетарные передачи работают с меньшим шумом, чем зубчатые;
5. Симметричная конструкция передач обеспечивает меньшие нагрузки на опоры. Это упрощает конструкцию опор и снижает потери в них, а также дает возможность выбирать подшипники меньших типоразмеров.
6. Длительный эксплуатационный срок, который достигается конструкцией с особым расположением сателлитов, которое позволяет взаимно компенсировать оказываемые друг на друга силы.

Перечисленные выше преимущества предъявляют определенные требования к изготовлению планетарных редукторов. Вся производственная цепочка от расчета, проектирования и до изготовления должна быть организована с высокой точностью.

Недостатки планетарных редукторов

1. Большая дороговизна изготовления по сравнению с другими видами редукторов;
2. Высокое теплоотделение за счет компактности и высоких передаваемых мощностей;
3. Снижение КПД с повышением передаточного отношения;
4. Сложность в ремонте, поскольку необходимо специализированное оборудование;

Нужно отметить, что при регулярном обслуживании по регламенту планетарные редукторы отличаются стабильностью, надежностью и долговечностью.

Как работает планетарный редуктор

Работа планетарной передачи простейшей конструкции в случае остановленного эпицикла происходит следующим образом.

Во вращение приводится солнечная шестерня. Вместе с ней начинают поворачиваться сцепленные с ней сателлиты. По мере того как сателлиты поворачиваются, они перекатываются по солнечной шестерне и по эпициклу. Тем самым они перемещаются вокруг солнечной шестерни, приводя во вращение водило, на котором закреплены оси сателлитов.

Конструкция планетарного механизма позволяет работать не только с остановленным эпициклом, используя в качестве входа солнечную шестерню, а в качестве выхода – водило. Из трёх перечисленных элементов: солнечная шестерня – водило – эпицикл любые два можно использовать как вход или как выход, а оставшийся третий – затормозить. Планетарная передача при таких способах включения всё равно будет работать, изменится лишь передаточное отношение как по величине, так и по знаку. Всего возможно шесть подобных способов включения, но наиболее широко применяется описанный выше: вход – солнечная шестерня, выход – водило, эпицикл – неподвижен. Такое включение имеет самое большое передаточное отношение из всех имеющихся способов.

Если в планетарном механизме вращаются, и солнечная шестерня и водило и эпицикл, то механизм начинает работать как дифференциал, позволяя производить сложение угловых скоростей на разных входах или их разложение угловой скорости на два различных выхода.

От планетарной передачи к планетарному редуктору

На практике планетарная передача используется как основной элемент для построения планетарных редукторов. В состав редуктора помимо самой передачи входят корпус, опорные подшипники, входной и выходной вал (или иные элементы для подключения вала двигателя и вала нагрузки).

Поскольку передаточное отношение планетарной передачи описанной конструкции чаще всего находится в диапазоне от 3 до 7, то для получения более высоких передаточных отношений применяют последовательное соединение нескольких планетарных механизмов. Получившийся в результате многоступенчатый редуктор может иметь передаточное отношение до нескольких тысяч и даже десятков тысяч.

Варианты планетарного редуктора: отличия друг от друга

Планетарные редукторы имеют большое количество разновидностей, отличающихся друг от друга по самым различным признакам. Отличия могут заключаться в конструктивной схеме – несколько солнечных шестерён, водил или эпициклов, вместо одной солнечной шестерни, одного водила и одного эпицикла в простейшем варианте редуктора. В некоторых вариантах редукторов плоскости вращения различных планетарных колёс могут быть не параллельны друг другу (пространственные планетарные механизмы).

Для построения планетарного редуктора могут быть использованы различные виды зубчатых колёс: прямозубые, косозубые, шевронные, конические. Использование каждого из этих видов зубчатых колёс может придать редуктору особенные свойства. Например, косозубые зубчатые колёса могут быть использованы для построения малошумных редукторов.

Количество сателлитов также может изменяться. Обычно используется от трёх (наиболее распространённый вариант) до шести сателлитов (выходные ступени компактных высоконагруженных редукторов). Форма сателлитов также может быть различной – например двухвенцовые зубчатые колёса в планетарных редукторах, построенных по сложным конструктивным схемам или разрезные подпружиненные зубчатые колёса в редукторах с пониженным люфтом.

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

Планетарный редуктор имеет небольшой диаметр если сравнивать редукторы разных типов, рассчитанные на одинаковый номинальный момент. При этом осевая длина планетарных таких редукторов как правило больше чем у других типов редукторов.

В стандартных конструкциях планетарных редукторов доступен широкий ассортимент передаточных чисел (например, до шести тысяч в случае планетарных редукторов maxon motor) в отличие, например, от волновых редукторов (от 30 до 160 в стандартных моделях).

Среди планетарных редукторов можно найти модели с самым разным люфтом: от нескольких градусов для моделей стандартного исполнения до особо низколюфтовых редукторов специальной конструкции (например, планетарные редукторы Harmonic Drive). С одной стороны, это позволяет им быть более точными чем распространённые модели рядных редукторов, с другой стороны они не достигают точности волновых редукторов.

Сферы применения

Благодаря широкому спектру преимуществ планетарные редукторы находят применение во многих отраслях, таких как:

1. Приборостроение;
2. Станкостроение;
3. Промышленная робототехника;
4. Машиностроение;
5. Технологическое оборудование,
6. Медицина;
7. Авиация.

Поделиться:

Нельзя добавить товар к сравнению. Вы уже добавили к сравнению товар из категории « XXX». Очистите список сравнения и попробуйте ещё раз.

Товар успешно добавлен в корзину

Планетарный редуктор: устройство и принцип работы

Одним из механизмов, который применяется для передачи и преобразования вращающего момента является планетарный редуктор. Это одна из разновидностей механических устройств, ее отличительная особенность – в применении планетарной передачи, которая и передает нужную энергию.

Такие агрегаты можно встретить в различных станках, приборах и силовых передачах. Они часто используются в коробках перемены передачи, в дифференциалах в автомобилях, в различной строительной технике. Особенно эффективно применение подобных узлов вместе с электродвигателем. Разберемся, что такое планетарный редуктор и в чем его отличия от других типов устройств.

Навигация по статье

Из чего состоит планетарная передача

Как работает планетарный редуктор

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

Из чего состоит планетарная передача

Как мы уже отметили, агрегат имеет в своей основе планетарную передачу. Она строится на основе зубчатого механизма, в котором оси некоторых колес являются подвижными и вращаются вокруг определенной оси. Во многом это напоминает движение планет, из-за чего такая передача и получила свое характерное название.

Планетарная передача может состоять из различных элементов. Мы рассмотрим ее на примере наиболее универсальной и популярной схемы. В состав входят следующие детали:

• Солнечная шестерня. Представляет небольшое зубчатое колесо, имеющее внешние зубья. Располагается в самом центре механизма.
• Коронная шестерня (эпицикл). Зубчатое колесо большого диаметра, которое имеет уже внутренние зубья.
• Сателлиты. Это – небольшие зубчатые колеса, имеющие внешние зубья. Они находятся между двумя шестернями и одновременно зацеплены с каждой из них.
• Водило. Небольшая деталь, которая служит для механического соединения всех сателлитов. На водиле располагаются основные оси вращения сателлитов.

В качестве входного элемента в узле может использоваться как солнечная или коронная шестерня, так и водило. Аналогично, в качестве выходного элемента передачи служит один из трех компонентов системы. Схема планетарного редуктора часто предполагает неподвижность третьего элемента, тогда передача работает по принципу повышающего или понижающего редуктора. Если узел является движущимся, то передача чаще выступает в роли дифференциала.

Планетарная передача обычно применяется в приводах малой мощности в составе планетарных редукторов. Такой механизм может включать сразу несколько передач, которые собираются последовательно, то есть представляют отдельные ступени механизма. Первая ступень устанавливается непосредственно на вал, далее на водило первой передачи устанавливается солнечная шестерня второй передачи и т. д.

Как работает планетарный редуктор

Работа и показатели агрегата во многом зависят от кинематической схемы привода. При простейшей конструкции планетарной передачи работа всего агрегата происходит по следующему принципу. Солнечная шестерня приводится во вращение. Одновременно с ней начинают двигаться сцепленные сателлиты. По мере всего движения сателлиты перекатываются по солнечной и коронной шестерне, приводя в движение водило. Такой принцип работы планетарного редуктора характерен для агрегатов с остановленным эпициклом.

Также в качестве входа часто используется солнечная шестерня, а в качестве выхода – водило. Как мы уже отметили, для входа и выхода может применяться один из трех элементов передачи. Оставшийся третий – затормаживается. Изменение входа и выхода влияет на величину и знак передаточного числа. Всего возможно шесть различных способов включения передачи.

В некоторых случаях возможно одновременное вращение и солнечной шестерни, и эпицикла, и водила. В этом случае механизм будет работать в качестве дифференциала, что позволит сложить угловые скорости на разных входах или разложить – на выходах.

В классическом исполнении планетарный редуктор включает в себя червячные или зубчатые пары, различные уплотнения, сальники и т. д. Частным примером такого устройства служит шариковый подшипник, корпус которого состоит из двух компонентов – крышки и основания.

Мощность устройств тоже различается в зависимости типоразмеров и конструктивных особенностей. Например, в линейке FLENDER представлены узлы горизонтального и вертикального исполнения с мощностью от 30 до 13000 кВт.

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

На практике основой для редуктора планетарного типа становится именно планетарная передача. Помимо нее, в состав механизма входит корпус, опорные подшипники и два вала (входной и выходной). Также в конструкцию могут включаться различные детали для подключения двигателя, вала нагрузки и т. д.

Мы уже отметили, что очень часто используется принцип последовательного подключения нескольких планетарных передач. Связано это с тем, что передаточное число узлов находится в диапазоне 25–400, тогда как на практике нередко требуются более высокие значения. В результате можно увеличить показатели до нескольких десятков тысяч.

Планетарный редуктор, как правило, имеет маленький диаметр, особенно, если сравнивать его с устройствами с похожим номинальным моментом.

Существует множество разновидностей редукторов такого типа, которые различаются по конструкции и своим характеристикам. Например, некоторые виды планетарных редукторов имеют несколько солнечных шестерен, эпициклов и водил. Также нередко плоскости вращения элементов не параллельны друг другу (в так называемых пространственных механизмах), а располагаются под углом.

При построении устройства с использованием зубчатых колес (например, косозубых), удается придать агрегату новые свойства. Например, сделать его малошумным или более надежным.

Изменению нередко подвергается и количество сателлитов. В стандартном агрегате применяется от трех до шести компонентов (в среднем эта цифра составляет 3–4). Форма сателлитов также может быть самой разной: популярностью пользуются двухвенцовые зубчатые колеса и подпружиненные элементы.

Также можно найти механизмы с различным люфтом. Он может составлять от нескольких градусов (в стандартных вариантах) или быть практически нулевым (в низколюфтовых редукторах, имеющих специальную конструкцию).

В целом же устройство и принцип работы планетарных редукторов схож с агрегатами другого типа. Как показывает практика, такие механизмы обеспечивают оптимальное распределение нагрузки и высокую точность работы приводов. При необходимости специалисты «Ф и Ф» готовы ответить на оставшиеся вопросы и помочь вам с выбором агрегата такого типа!

Другие статьи

Предохранительные муфты

Предохранительные муфты входят в число наиболее ответственных узлов привода, обеспечивающих не только передачу крутящего момента, но и защиту оборудования от чрезмерных нагрузок и др. нештатных ситуаций. Компания «Ф и Ф», в качестве официального представителя в России, предлагает большой выбор муфт одного из ведущих мировых производителей –  компании  FLENDER.

Привод для конвейера

В организации ритмичной работы технологической цепочки промышленных предприятий конвейер играет одну из главных, если не главную роль. При правильном проектировании и использовании надежного оборудования конвейер будет приносить огромную прибыль, при недочётах и непродуманном выборе производителя и поставщика – простои и материальные убытки.

Типы редукторов для химической промышленности

Разберемся, чем должны отличаться редукторы для химической промышленности и что следует учесть при выборе устройств.

Основы планетарных зубчатых передач

На первый взгляд планетарные зубчатые передачи, также известные как планетарные зубчатые передачи, кажутся довольно сложными. Безусловно, требуется опытный инженер-редуктор, чтобы овладеть всеми сложными аспектами конструирования этого типа зубчатой ​​передачи. Если вы продвинутый инженер по редукторам, этот пост не для вас. Но если вы ищете более общее представление о планетарных передачах, вы попали в нужное место.

Что такое планетарные передачи?

Планетарная передача состоит из трех типов шестерен: солнечной шестерни, планетарной шестерни и зубчатого венца. Солнечная шестерня расположена в центре (желтая) и передает крутящий момент на планетарные шестерни (синие), которые обычно устанавливаются на подвижном водиле (зеленые). Планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни и входят в зацепление с внешним зубчатым венцом (розовый). Планетарные зубчатые передачи могут различаться по сложности от очень простых до сложных составных систем, в зависимости от области применения.

Изображение предоставлено Википедией

Где используются системы планетарной передачи?

Планетарные передачи часто используются, когда важны пространство и вес, но требуется значительное снижение скорости и крутящего момента. Это требование относится к различным отраслям, включая тракторы и строительную технику, где для привода колес требуется большой крутящий момент. Другие места, где вы найдете планетарные редукторы, включают турбинные двигатели, автоматические коробки передач и даже электрические шуруповерты.

Планетарные передачи способны создавать большой крутящий момент, поскольку нагрузка распределяется между несколькими планетарными передачами. Такое расположение также создает больше контактных поверхностей и большую площадь контакта между шестернями, чем традиционная система зубчатых колес с параллельными осями. Благодаря этому в нем более равномерно распределяется нагрузка и поэтому шестерни более устойчивы к повреждениям.

Производство планетарных шестерен

Навыки, необходимые для производства планетарных шестерен, такие же, как и для любого другого типа производства прецизионных шестерен. Gear Motions — ведущий производитель прецизионных зубчатых колес, специализирующийся на поставке нарезных и шлифованных зубчатых колес на заказ. У нас есть обширный портфель возможностей производства зубчатых колес, который включает в себя возможность производить все отдельные зубчатые колеса, составляющие систему планетарных передач. Чтобы узнать о конкретных производственных возможностях, таких как минимальный и максимальный диаметр, средний диаметр и ширина торца, посетите нашу страницу возможностей производства зубчатых колес. Обратите внимание, что мы не производим редукторы.

Компания Gear Motions также имеет большой опыт в разработке и проектировании зубчатых передач. Независимо от того, нужно ли вам спроектировать систему зубчатых передач с нуля или вам нужна помощь в изменении конструкции, мы будем работать с вами на протяжении всего процесса, чтобы гарантировать, что ваши шестерни спроектированы и изготовлены с точностью. Инженерные услуги включают обратное проектирование, проектирование для технологичности, прототипирование и модернизацию.

Дополнительная информация

Для получения более подробной информации о планетарных передачах мы рекомендуем следующие ресурсы:

• Американская ассоциация производителей зубчатых колес (AGMA)

AGMA часто предлагает образовательные курсы, поддерживающие профессиональное развитие работников зубообрабатывающей промышленности. Один из недавно предложенных курсов посвящен проектированию планетарных передач. Посетите веб-сайт AGMA, чтобы узнать о текущих предложениях курсов.

• Gear Talk с Чаком

Gear Talk with Chuck — блог, написанный Чарльзом Д. Шульцем для Gear Technology. Если вы активно работаете в индустрии передач, вы, вероятно, уже знакомы с ней. Gear Talk недавно опубликовал серию сообщений в блоге о планетарных передачах. Содержание основано на многолетнем опыте Шульца в зубообрабатывающей промышленности и содержит значительный объем технических знаний. Если вы ищете информацию о планетарных передачах с уникальной точки зрения, обязательно ознакомьтесь с серией.

У вас есть конкретные вопросы по проектированию или производству планетарной передачи? Свяжитесь с Gear Motions! Наши инженеры по продажам будут работать с вами от начала до конца, чтобы убедиться, что ваш проект выполнен в соответствии с вашими требованиями.

См. Возможности Gear

Планетарная зубчатая передача — Rohloff AG

Планетарная трансмиссионная система (или планетарная система, как она также известна) обычно состоит из центральной солнечной шестерни, зубчатого венца и нескольких планетарных шестерен, которые вращаются между ними.

Эта концепция сборки объясняет термин планетарная передача, так как планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни, как в астрономическом смысле планеты вращаются вокруг нашего солнца.

Преимущество планетарной передачи определяется распределением нагрузки между несколькими планетарными шестернями. Таким образом, можно передавать высокие крутящие моменты, используя компактную конструкцию.

Узел шестерни 1 и узел шестерни 2 Rohloff SPEEDHUB 500/14 имеют две выбираемые солнечные шестерни. Первая ступень ступенчатой ​​планетарной шестерни входит в зацепление с солнечной шестерней №1. Вторая ступень шестерни входит в зацепление с солнечной шестерней №2. При соединении солнечной шестерни 1 или 2 с осью или при соединении солнечной шестерни 1 с зубчатым венцом возможны три варианта передаточного числа для каждого зубчатого колеса в сборе.

Пример шестерни в сборе (1) и (2)

Если в шестерне в сборе (1) или (2) выбрана прямая передача, солнечная шестерня 1 соединена с зубчатым венцом в шестерне в сборе (1) или шестерне в сборе (2) ) соответственно. Солнечная шестерня 1 и зубчатый венец затем вращаются вместе с одинаковой скоростью. Ступенчатые планетарные шестерни не раскручиваются. Таким образом, передаточное число составляет 1:1.

Шестерня в сборе (3) требует прямой передачи по тому же принципу. Солнечная шестерня 3 и зубчатый венец 3 соединены напрямую.

Пример узла шестерни №1

Входной сигнал от узла шестерни (1) передается через зубчатый венец. Когда солнечная шестерня 1 соединена с осью, первая ступень ступенчатой ​​планетарной шестерни проходит между неподвижной солнечной шестерней 1 и вращающимся зубчатым венцом. Один оборот зубчатого венца (зеленая стрелка) соответствует 0,682 оборота водила планетарной передачи (красная стрелка).

Пример узла шестерни № 2

В этом случае узла шестерни № 2 вход передается через водило планетарной передачи, а выход передается через зубчатый венец. Таким образом, соотношение вращения меняется на противоположное по сравнению с шестерней в сборе №1.