Аналоги мировых брендов. Подробнее>>
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:
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.
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.
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.
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.
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
Сайт использует cookies для вашего удобства. Политика конфидинциальности и Правила использования. Принять
Кинематический расчёт зубчатых механизмов заключается в определении угловых скоростей и передаточных отношений по заданным числам зубьев колёс. Передаточное отношение – соотношение угловых скоростей. Передаточное число – соотношение числа зубьев. В простых (рядовых) передачах: - передаточное отношение. («-» - при внешнем зацеплении, «+» - при внутреннем).. В дифференциально-планетарных механизмах:,. Формула Виллиса (при):,.
,,,,,, где- момент движущих сил скорости,- момент сил сопротивления..
Эвольвентой круга называется плоская кривая, которую вычерчивает точка, лежащая на прямой, перекатываемой без скольжения по неподвижной окружности.
Основные свойства:
- Эвольвента не имеет точек внутри основной окружности.
- Нормаль, проведённая в любую точку эвольвенты проходит по касательной к основной окружности. .
- Точки касания нормалей с основной окружностью образуют центр кривизны эвольвенты. То есть основная окружность представляет собой геометрическое место центров кривизны эвольвенты.
- Любая ветвь эвольвенты вполне определяется величиной радиуса основной окружности () и положением начала отсчёта эвольвентного угла ().
,,,,,, где- момент движущих сил скорости,- момент сил сопротивления..
Существует 2 основных метода нарезания зубчатых колёс:
- Метод копирования, при котором режущие кромки инструмента соответствуют форме впадины зубчатого колеса. Модульная фреза, кольцевая, пальцевая, протяжка (этот метод применяется редко, так как имеет ряд недостатков, в частности не технологичен, требует содержание больших складских помещений).
- Более прогрессивным и технологичным является метод огибания, или метод обкатки. Он заключается в том, что в процессе изготовления режущи инструмент и заготовка получают точно такие же относительные движения, как в процессе зацепления, только режущий инструмент получает дополнительное движение – резание. Процесс идёт непрерывно. Эвольвентный профиль зуба образуется как огибающая ряда последовательных положений режущей кромки инструмента.
При методе огибания одним и тем же инструментом можно изготовить зубчатые колёса с разным числом зубьев. Можно производить исправления зубчатых колёс, то есть смещать инструмент в процессе изготовления. Инструмент- долбяк, зубчатая рейка (гребёнка), червячная фреза.
Линия станочного зацепления – траектория движения точки контактирования эвольвентных профилей инструмента и нарезаемого колеса.
Цели смещения исходного контура:
- Устранение подреза ножки зуба.
- Обеспечение заданного межосевого расстояния.
- Улучшение качественных показателей зацепления: повышение плавности, бесшумности работы механизма, повешение износостойкости профилей зубьев, повышение контактной прочности, повышение изгибной прочности.
| Скачать эту статью в формате .PDF Этот тип файла включает в себя графику и схемы высокого разрешения, если это применимо. |
Например, определенные типы планетарных редукторов:
• Круглосуточная работа семь дней в неделю в течение более 30 000 часов при картонной упаковке. Редукторы со смазкой на весь срок службы не требуют технического обслуживания, а высокое отношение крутящего момента к размеру обеспечивает компактность и малую площадь основания машины.
• Помогает достичь точности в пределах нескольких десятитысячных дюйма на станках плазменной резки благодаря исключительно малому люфту. Винтовая зубчатая передача обеспечивает быстрое позиционирование и плавное движение, а герметичные редукторы защищают от абразивной пыли, образующейся во время резки.
• Ограничьте шум и вибрацию и соблюдайте строгие требования по люфтам в сканирующих столах для пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
• Оборудование для пищевой промышленности позволяет нарезать мясо, хлеб и замороженные продукты со скоростью до четырех кусочков в секунду. Также доступны тонкие прямоугольные конструкции, которые помещаются в корпус машины и обеспечивают тихую и плавную работу.
Планетарный редуктор получает высокоскоростную передачу с низким крутящим моментом, например, от электродвигателя, затем увеличивает крутящий момент и снижает скорость на выходе редуктора соотношение. Это позволяет двигателям работать на более высоких и эффективных оборотах в оборудовании, работающем на низких скоростях. Это также снижает инерцию, отражающуюся обратно на двигатель, повышая стабильность. А использование планетарного редуктора часто позволяет машиностроителям уменьшить размер и стоимость оборудования для управления движением.
Планетарные передачи с косозубыми зубчатыми колесами, а не прямозубыми, имеют большее передаточное отношение. Коэффициент контакта — это количество зубьев в зацеплении в любой момент времени. В то время как типичная прямозубая передача имеет коэффициент контакта 1,5, косозубая передача увеличивает его более чем вдвое до 3,3. Преимущества более высоких коэффициентов контакта:
Редуктор Micron EverTrue предназначен для непрерывной работы. Он может работать без остановок, не превышая 140 ° F, и прослужит более 30 000 часов. • На 30–50 % больше крутящего момента, чем у эквивалентной цилиндрической планетарной передачи.
• Лучшее распределение нагрузки, что увеличивает срок службы.
• Более плавная и тихая работа.
• Люфт уменьшен на целых 2 угловых минуты.
Угол наклона зубчатой рейки также оказывает существенное влияние на производительность, поскольку чем больше угол, тем больше зубьев одновременно находится в зацеплении. Таким образом, увеличение угла наклона винтовой линии с типичных 12° до 15° повышает крутящий момент на 17–20%; и на целых 40% по сравнению с прямозубыми цилиндрическими зубчатыми колесами. Шестерни с углом подъема спирали 15° также издают меньше шума.
Зубья косозубых шестерен создают осевые нагрузки на вал двигателя. Подшипники редуктора должны компенсировать эти нагрузки. Цилиндрические редукторы, в которых используются шарикоподшипники с незначительной осевой нагрузкой или вообще без нее, могут привести к преждевременному выходу из строя подшипника двигателя или шестерни. Лучше использовать конические роликовые подшипники, например, в винтовых редукторах Micron, чтобы полностью компенсировать осевые нагрузки.
Передаточные числа одноступенчатых планетарных редукторов варьируются от 3:1 до 10:1. Передаточное отношение не может превышать 10:1, потому что шестерни могут быть сделаны очень маленькими. Передаточное число больше 10:1 возможно при использовании дополнительной планетарной ступени, хотя обычно это увеличивает длину и стоимость. Планетарные конструкции также не могут иметь передаточное число менее 3:1, потому что тогда шестерня и внешнее зубчатое колесо должны быть почти одинакового размера, не оставляя места для планетарных шестерен.
Передаточные числа от 4:1 до 8:1 обеспечивают наилучшее сочетание размера шестерни и планетарной передачи, производительности и срока службы.
Выпуклость включает небольшое изменение профиля зуба шестерни для улучшения выравнивания зубчатого зацепления, увеличения допустимого крутящего момента и снижения шума. Это также улучшает распределение нагрузки на боковую поверхность зуба, тем самым сводя к минимуму зоны высокого напряжения, которые могут вызвать питтинг на поверхности.
Планетарные передачи преобразуют высокоскоростные входные сигналы с низким крутящим моментом в низкоскоростные выходные сигналы с высоким крутящим моментом. Для эффективной работы планетарного редуктора необходим некоторый зазор. Зазор предотвращает чрезмерный нагрев и износ шестерен, а также обеспечивает хорошую смазку. Но небольшой зазор между зубьями шестерни приводит к холостому ходу. Редукторы реального мира также не могут иметь бесконечную жесткость на кручение, поэтому закручивание (изгиб) в редукторе создает дополнительные потери движения.
При выборе редуктора важно знать, как разные производители измеряют люфт. Строгих стандартов, регламентирующих, как измерять люфт, не существует. Это может привести к путанице и заблуждениям. Некоторые производители измеряют и усредняют четыре или более точек на выходном валу, чтобы получить спецификацию люфта. Используя этот метод, устройство с измерениями люфта 4, 6, 10 и 12 угловых минут будет иметь рейтинг 8 угловых минут. Инженеры Thomson считают, что люфт должен основываться на наибольшем измерении на выходном валу, поэтому приведенный выше пример дает оценку 12 угловых минут.
Кроме того, некоторые производители применяют 2 % от номинального крутящего момента для создания рейтинга люфта, в то время как другие применяют меньшее значение. Последний дает более низкие измерения люфта и не дает истинных оценок люфта в течение всего срока службы продукта.
Люфт со временем будет увеличиваться. Планетарный редуктор может иметь 8 угловых минут люфта из коробки, но, например, 15 угловых минут после шести месяцев использования. Поэтому то, насколько хорошо планетарный редуктор сохраняет точность в течение всего срока службы, является важным фактором для большинства пользователей.
Правильный выбор редуктора и его точный размер имеют решающее значение для обеспечения длительного и надежного срока службы. В качестве отправной точки конструкторы могут приблизить требуемый размер редуктора из:
T r = T m × r × e
, где T r = крутящий момент приложения, T м = непрерывный крутящий момент, r = передаточное отношение и e = эффективность.
Однако для точного определения размера редуктора инженеры должны учитывать полный профиль движения, включая скорость, крутящий момент, ускорение, замедление и частоту циклов. И они должны применять понижающий коэффициент для условий высокой цикличности. (Типичные значения показаны в таблице.)
Для безостановочных приложений с длительным режимом работы коэффициенты снижения номинальных характеристик не требуются. В этих случаях наиболее распространенной проблемой является перегрев, который разрушает смазку и приводит к выходу из строя шестерни. Высокопроизводительные редукторы, такие как Micron EverTrue, рассчитаны на работу в режиме 24/7, работу при температуре до 140°F и срок службы более 30 000 часов.
Онлайн-инструменты для выбора и определения размеров могут сэкономить время, позволяя инженерам найти и сравнить планетарные редукторы, подходящие для конкретного применения. (Подробнее см. на боковой панели.)
Некоторые проблемы могут возникнуть в редукторах, которые не подобраны по размеру и не установлены должным образом.
Несоответствующая входная скорость, передаточное число редуктора, выходной крутящий момент, радиальные и осевые нагрузки, а также ошибки монтажа могут способствовать возникновению шума редуктора. Но правильный монтаж имеет решающее значение для минимизации шума и максимизации производительности. Многие редукторы необходимо устанавливать на серводвигатель в вертикальном положении. Это позволяет валу двигателя центрировать редуктор. После установки на двигатель редуктор можно использовать в любом положении.
Избыточное количество смазки, компоненты с недопустимыми допусками и плохое качество шестерни или подшипника могут вызвать чрезмерное трение и сопротивление. Ищите производителей редукторов, которые проверяют каждый редуктор на входное сопротивление перед отправкой. Каждый размер и соотношение имеют приемлемый диапазон сопротивления, и пиковые уровни следует измерять в обоих направлениях.
Если требуется защита от пыли, грязи и воды, имейте в виду, что сочетание двигателя IP65 и редуктора IP65 не всегда обеспечивает степень защиты IP65. Посмотрите внимательно, как герметизирован интерфейс между двигателем и редуктором. Наилучшим подходом является использование уплотнительных колец между всеми корпусами для защиты IP65 на всей сборке.
Новый тип планетарного редуктора, Micron AquaTrue, соответствует требованиям IP67 для обработки, упаковки и розлива пищевых продуктов и напитков благодаря круглому корпусу из нержавеющей стали без внешних швов. Такие редукторы могут выдерживать воздействие едких чистящих химикатов и промывки под высоким давлением, что дает инженерам возможность гибкого монтажа без дополнительных затрат и сложности компонентов, таких как кожухи, экраны и механические трансмиссии.
Масло или смазка могут эффективно смазывать планетарные редукторы. Преимущество консистентной смазки состоит в том, что она обеспечивает смазку на весь срок службы редуктора, что устраняет потребность в техническом обслуживании. Смазка позволяет производить монтаж в любом положении и устраняет опасения по поводу утечек.
Масло требует технического обслуживания и повторной смазки, обычно каждые несколько тысяч часов. Утечки всегда являются проблемой при смазке маслом. Ориентация с масляной смазкой обычно ограничена, должна быть указана при заказе и, как правило, не может быть изменена. Распространенным заблуждением является то, что маслонаполненные узлы всегда работают холоднее, чем шестерни с консистентной смазкой. На самом деле, уплотнение, необходимое для маслонаполненного редуктора, часто выделяет больше тепла, чем масло сохраняет.
Онлайн-выбор и определение размера — попробуйте один вариант Онлайн-инструменты для определения размеров и выбора редуктора упрощают процесс поиска нужного редуктора для применения. Одним из комплексных инструментов для определения размеров является Micron Motioneering. Его режим Sizing and Selection позволяет пользователям вводить параметры приложения, такие как скорость, выходной крутящий момент, радиальные и осевые нагрузки, и инструмент рекомендует редукторы, которые подходят для конкретного применения. На первом экране определения размера и выбора инженеры должны ввести четыре важных элемента информации: 1. Тип или ориентация редуктора (в линию или под прямым углом). Угловые редукторы предлагаются в трех вариантах: стандартный вал, двойной вал и полый вал. 2. Тип приложения. Пользователи выбирают между «Циклической работой» и «Непрерывной работой». Любая работа, выполняемая в одном направлении в течение 4 часов и более без остановки или изменения скорости, считается непрерывной. Все другие приложения, включая машины, которые работают более 4 часов, но меняют направление, считаются циклическими. 3. Требования к люфту делятся на три класса: 4. Соотношение. В этот момент инструмент показывает пользователям доступные коэффициенты для указанных комбинаций. Например, если выбрать линейную ориентацию, соотношения 1:1 и 2:1 будут выделены серым цветом, поскольку они доступны только в прямоугольных версиях. Далее у пользователей есть два способа ввести требования к крутящему моменту и скорости. Первый вариант — ввести их как максимальный крутящий момент и число оборотов в минуту. Можно ввести либо входную, либо выходную скорость вращения, и инструмент рассчитает другую. Для более сложных приложений пользователи могут создать полный профиль движения. Для каждого сегмента профиля движения требуются: скорость в начале и конце сегмента, продолжительность и крутящий момент во время сегмента. После указания этих параметров пользователи могут ввести радиальные или осевые нагрузки, которые могут присутствовать. Выбор опоры двигателя является последним шагом. Крепления доступны от более чем 300 производителей. Пользователи просто выбирают двигатель из раскрывающегося меню, и инструмент генерирует номер детали крепления двигателя. Размеры двигателя также будут отображаться на экране для справки. Если требуемый двигатель отсутствует в списке, инструмент имеет возможность вручную ввести размеры двигателя. Критические размеры, такие как диаметр и длина вала, окружность болта и диаметр направляющей втулки, используются для определения номера комплекта крепления двигателя, необходимого для редуктора. Пользователи могут вводить размеры в английских или метрических единицах. После ввода всех параметров применения инструмент суммирует доступные редукторы, соответствующие критериям применения, отсортированные по цене от самых экономичных до самых дорогих. В нем также указан коэффициент безопасности между требуемым крутящим моментом и номинальным крутящим моментом каждого редуктора. Режим «Выбор редуктора по номеру модели» является опцией, когда требуемый редуктор уже известен. Он позволяет пользователям просматривать цены, спецификации каталогов и сроки выполнения заказов, а также загружать модели САПР. Дизайнеры нажимают на семейство редукторов и выбирают тип продукта, размер рамы, передаточное число и комплект крепления двигателя. Если комплект крепления двигателя неизвестен, пользователи могут ввести размеры, как описано выше. |
© 2012 Penton Media, Inc.
Мне часто задают вопрос, как рассчитать планетарную передачу с помощью Генератор зубчатых колес
Расчет числа зубьев планетарных шестерен на самом деле не так уж и сложен, поэтому я изначально забыл упомянуть, как это сделать.Для удобства обозначим R, S и P как количество зубьев на шестернях.
| R | Количество зубьев в зубчатом венце |
| S | Число зубьев солнечной (средней) шестерни |
| P | Количество зубьев планетарных шестерен |
Второе ограничение:
Р = 2 × П + С
То есть количество зубьев в зубчатом венце равно количеству зубов в средней солнечной шестерне плюс удвоенное число зубьев планетарной шестерни.
В шестерне слева это будет 30 = 2 × 9 + 12.
Это можно сделать более ясным, если представить «шестерни», которые просто катятся (без зубьев), и представить себе четное число планетарных шестерен. На иллюстрации слева видно, что диаметры солнечной шестерни плюс две планетарные шестерни должны быть равны размеру зубчатого венца.
Теперь представьте, что мы вынимаем одно из зеленых планетарных колес и переставляем остальные. быть равномерно распределены. Еще тот же размер шестерни.
Теперь представьте, что у колес есть зубья. Зубы будут торчать за линию колеса на сколько они отступают, чтобы линия шага шестерен была линией вокруг шестерни. Геометрия работает так же. Если вы войдете в шестеренчатый генератор и выберите «показать диаметр шага», вы можете увидеть, что диаметр шага - это просто круг чтобы зубы располагались по центру.
Делительный диаметр шестерни - это просто количество зубьев, деленное на диаметральный шаг. (большие значения «диаметрального шага» означают меньшие зубья). Программа генератора шестерен, как правило, относится к расстоянию между зубьями. Диаметр шага также можно рассчитать как расстояние между зубьями * количество зубьев / (2 * π), где 2*π = 6,283
Вот еще один планетарный редуктор. Средняя часть удалена...
... и вот он вставлен.
В этом случае планетарные шестерни имеют 12 зубьев, солнечная шестерня - 18, а коронная шестерня - 42 зуба.
Итак, применяя
Р = 2×П + С
Получаем
42 = 2 × 12 + 18
Эти фотографии являются частью удивительно сложной планетарная передача Рональда Уолтерса.
| T r | Обороты зубчатого венца |
| T s | Обороты солнечной шестерни |
| T y | Обороты водила планетарной передачи (Y-образная штука на предыдущем фото) |
| Р | Зубья зубчатого венца |
| S | Зубья солнечной шестерни |
| P | Зубья сателлита |
( R + S ) × T y = R × T r + T с × S
( R + S ) × T y = T с × S
Теперь, если мы ведем солнечную шестерню, мы можем изменить формулу для определения оборотов водила Y:
| Т г = Т с × | | | | |
С / (Р+С)
Если вы хотите, чтобы они были равномерно распределены, но не нужно, чтобы все они находились в одной фазе по отношению к их зубьям, то сумма зубьев зубчатого венца и солнца количество зубьев шестерни должно быть без остатка кратно числу сателлитов. То есть:
( R + S ) делится без остатка на количество планет.
Однако, если вы хотите разместить планеты неравномерно, это ограничение не действует. применять. Однако угол между планетарными шестернями относительно солнечной шестерни по-прежнему ограничивается:
| Угол p2p = | | ×N | | Где N — целое число | | | |
Наконец, вот еще одно классное расположение шестерен, хотя и не совсем «планетарное».
Если вы поместите шестерню внутри другой шестерни, при этом внутренняя шестерня имеет количество зубьев половина числа зубьев зубчатого венца, любая точка на делительном диаметре внутренней шестерни будет двигаться вперед и назад по прямой линии.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
