Planetová převodovka: zařízení, princip činnosti, provoz a opravy

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:02

Planetové převody patří mezi nejsložitější převodovky. Při malých rozměrech se design vyznačuje vysokou funkčností, což vysvětluje jeho široké použití v technologických strojích, jízdních kolech a pásových vozidlech. K dnešnímu dni má planetová převodovka několik konstrukčních verzí, ale základní principy fungování jejích modifikací zůstávají stejné.

Zařízení jednotky

Základ konstrukce tvoří pouze tři funkční díly s jednou osou otáčení. Představují je nosič a dvě ozubená centrální kola. Zařízení dále zajišťuje rozsáhlou skupinu pomocných článků v podobě sady jednoformátových ozubených kol, korunových kol a ložisek. Z toho můžeme usoudit, že planetová převodovka je mechanismus z rodiny ozubených kol.„krabice“, ovšem se zásadním rozdílem. Spočívá v podmíněné nezávislosti na úhlových rychlostech každého z hlavních článků. Nyní stojí za to se podrobněji seznámit s prvky agregátu:

• Nosič je základem a povinnou součástí každého planetárního systému, včetně těch s diferenciálním připojením. Jedná se o pákový mechanismus, což je prostorová vidlice, jejíž osa je zarovnaná se společnou osou převodu. V tomto případě se kolem něj otáčejí ozubené nápravy se satelity v rovinách centrálních kol.
• Ozubená kola. Nejprve je nutné oddělit skupiny velkých středových a malých středových kol tohoto typu. V prvním případě mluvíme o velkých kolech s vnitřními zuby – tento systém se nazývá epicyklus. Pokud jde o malá ozubená kola, vyznačují se vnějším uspořádáním zubů - nazývané také centrální kolo.
• Satelity. Skupina kol planetové převodovky (méně často jediné ozubené kolo), jejíž prvky mají nutně vnější zuby. Satelity jsou umístěny ve spojce s oběma skupinami centrálních kol. V závislosti na funkčnosti a výkonu zařízení se může počet satelitů lišit od 2 do 6, ale nejčastěji se používají 3 segmenty, protože v tomto případě nejsou potřeba další vyvažovací zařízení.

Principy činnosti planetových převodovek

Změna převodovky závisí na konfiguraci uspořádání funkčních jednotek. Hodnota bude mít pohyblivost prvku a směr točivého momentu. Jedna ze tří součástí (nosič,satelity, sluneční kolo) je upevněn v pevné poloze a další dva se otáčejí. Pro zablokování prvků planetové převodovky zajišťuje princip fungování mechanismu připojení systému pásových brzd a spojek. Pokud nejsou v diferenciálech s kuželovými převody brzdy a uzavírací spojky.

Řazení dolů lze aktivovat dvěma způsoby. V první verzi je implementován následující princip: epicykl se zastaví, proti kterému je pracovní moment z pohonné jednotky přenesen na základnu centrálního kola a odstraněn z nosiče. V důsledku toho se sníží intenzita otáčení hřídele a frekvence provozu centrálního kola se zvýší. V alternativním schématu je centrální kolo zařízení zablokováno a rotace je přenesena z nosiče na planetovou planetu. Výsledek je podobný, ale s drobným rozdílem. Faktem je, že převodový poměr v tomto pracovním modelu bude mít tendenci k jednotě.

V procesu řazení nahoru lze také implementovat několik pracovních modelů a pro stejnou planetovou převodovku. Princip činnosti v nejjednodušším schématu je následující: epicyklus je zablokován a moment otáčení je přenášen z centrálního centrálního kola a přenášen na satelity a nosič. V tomto režimu funguje mechanismus jako stupňovitá převodovka. V jiné konfiguraci bude ozubené kolo zablokováno a krouticí moment se přenese z ozubeného věnce na unašeč. Také princip fungování je podobný první možnosti, ale existuje rozdíl ve frekvenci otáčení. Když je zařazena zpátečka, točivý momentkroucení bude odstraněno z epicyklu a bude přeneseno na centrální kolo. V tomto případě musí být nosič ve stacionárním stavu.

Funkce pracovního postupu

Zásadním rozdílem mezi planetovými mechanismy a ostatními typy převodovek je již zmíněná nezávislost pracovních prvků, která je formulována jako dva stupně volnosti. To znamená, že kvůli diferenciální závislosti je pro výpočet úhlové rychlosti jedné součásti systému nutné vzít v úvahu otáčky dalších dvou převodovek. Pro srovnání, jiné ozubené převody předpokládají lineární vztah mezi prvky při určování úhlové rychlosti. Jinými slovy, úhlové rychlosti planetární "krabice" se mohou na výstupu měnit bez ohledu na dynamický výkon na vstupu. S pevnými a stacionárními převody je možné shrnout a rozdělit toky energie.

U nejjednodušších mechanismů existují dva stupně volnosti převodových článků, ale provoz složitých systémů může také zajistit přítomnost tří stupňů. K tomu musí mít mechanismus alespoň čtyři funkční články, které budou vzájemně diferenciálně propojeny. Další věcí je, že taková konfigurace bude ve skutečnosti kvůli nízkému výkonu neefektivní, takže v praxi si aplikace a přenosy se čtyřmi linkami zachovávají dva stupně volnosti.

Jednoduché a složité planetové převody

Jedním ze znaků rozdělení planetárních mechanismů na jednoduché akomplexní - to je počet pracovních odkazů. Navíc mluvíme pouze o hlavních uzlech a skupiny satelitů se neberou v úvahu. Jednoduchý systém má obvykle tři články, ačkoliv kinematika umožňuje všech sedm. Jako příklad takového systému můžeme uvést sady jednoduchých a dvojitých ozubených kol a také párové do sebe zapadající skupiny ozubených kol.

Ve složitých mechanismech je mnohem více hlavních vazeb než v jednoduchých. Poskytují alespoň jeden nosič, ale centrálních kol může být více než tři. Princip činnosti planetové převodovky navíc umožňuje použití několika jednoduchých jednotek i v rámci jednoho komplexního systému. Například čtyřčlánkový model může mít až tři jednoduché uzly a pětičlánkový model může mít až šest. Úplná nezávislost jednoduchých planetárních systémů v rámci složitých zařízení však nepřipadá v úvahu. Faktem je, že několik takových mechanismů bude mít s větší pravděpodobností jeden společný přenašeč.

Ovládací mechanismy

Při zachování několika stupňů volnosti může být zařízení používáno jako hlavní soběstačná funkce. Pokud je však vybrán model s jedním předním a jedním poháněným článkem (režim redukce), bude pro ně nutné nastavit určité rychlosti. K tomu slouží ovládací prvky planetové převodovky. Principem jejich činnosti je přerozdělení otáček díky třecí spojce a brzdám. Extra stupně volnosti jsou odstraněny a hlavní volné uzly se stanou referenčními.

Frictions jsou zodpovědné za spojení dvou volných odkazů respjeden odkaz (také zdarma) s externím napájením. Obě konfigurace spojek v podmínkách blokování poskytují řízeným spojům určitou úhlovou rychlost, nikoli nulovou. Konstrukčně jsou takovými prvky vícelamelové spojky, ale někdy existují i konvenční spojky pro přenos točivého momentu.

Pokud jde o brzdu, jejím úkolem v řídicí infrastruktuře planetové převodovky je připojit volné spoje ke skříni převodovky. Tento prvek za podmínek blokování uděluje volným spojům nulovou úhlovou rychlost. Podle technického zařízení jsou takové brzdy podobné spojkám, ale v nejjednodušších verzích - jednokotoučové, čelistové a páskové.

Použití planetového převodu

Poprvé byla tato jednotka použita ve voze Ford T ve formě dvourychlostní převodovky s principem nožního řazení a pásovými brzdami. V budoucnu prošlo zařízení mnoha transformacemi a dnes lze japonskou planetovou převodovku Prius nazvat nejnovější verzí mechanismů tohoto typu. Principem činnosti této jednotky je distribuce energie mezi elektrocentrálu (která může být hybridní) a kola. Během provozu se motor zastaví, načež je energie odeslána do generátoru, v důsledku čehož se kola začnou pohybovat.

V tomto případě může být systém nejen funkcí samotné převodovky. Dnes se toto zařízení používá v převodovkách, diferenciálech, v komplexukinematická schémata průmyslových zařízení, v pohonných systémech speciálních zařízení a letadel. Pokročilí automobiloví giganti ovládají také principy fungování mechanismu v kombinaci s elektromagnetickým a elektromechanickým pohonem. Stejná planetová převodovka Prius byla úspěšně použita v hybridních elektrických vozidlech. V takových konstrukcích není žádná převodovka samotná v tradičním slova smyslu, ale existuje zdání variátoru bez stupňového řazení - tuto funkci plní komplex planetových převodů, které uvádí kola do pohybu a přijímá energii z motoru.

Převodovka na planetární kolo

V tradičním smyslu neexistuje v cyklistické dopravě žádná převodovka vybavená planetovými mechanismy. Jedná se o pouzdra se stejným centrálním kolem, které je pevně uchyceno k zadním kolům na jejich nápravě. K fixaci se také používá nosič, který určuje směr pohybu satelitů a neumožňuje jejich vzájemné rozptýlení a vzájemné provázání. A nejdůležitější prvek planetové „krabice“jízdního kola představuje planetové kolo, k jehož otáčení dochází díky šlapání. Při změně převodového stupně mění akční člen náboje (drážkový pohon) dynamiku nosiče, což má vliv na úpravu rychlosti.

To znamená, že opět můžeme dojít k závěru, že planetový model funguje jako převodovka. V tomto systému epicykl plní funkci hnaného článku řetězu, centrální kolo zůstává nehybné a unašeč se uzavírá na skříni. VV tomto případě budou pracovní schémata jednoduchých a vícerychlostních pouzder stejná. Jediný nepatrný rozdíl je v tom, že každý uzel planetového systému má své vlastní přesně definované ukazatele převodových poměrů.

Provozní proces

Hlavním opatřením při provozu tohoto mechanismu uživatelem je udržování planetového soukolí v optimálním provozním stavu. Toho je dosaženo pravidelným čištěním prvků a především mazáním. Co by se mělo mazat v planetární skříni? Hlavně kluzná ložiska reduktoru. Olej je nasměrován z klikového hřídele do dutiny ozubeného hřídele a plní dutiny satelitů ozubenými koly. Dále, v závislosti na konstrukci, technické mazivo vstupuje do ložisek ozubených kol přes čepy a radiální otvory. Pro maximální distribuci oleje po délce ložisek je někdy na vnější straně čepu vytvořena plocha.

Ozubení se maže buď ponořením zubů kol do kapalné lázně, nebo nasměrováním oleje do oblasti závěsu speciálními tryskami. To znamená, že se provádí tryskové mazání nebo mazání ponorem. Nejúčinnějším způsobem je ale šíření olejové mlhy, které se používá ve vztahu k prvkům záběru a ložisek. Tento způsob mazání se provádí nástřikem ze speciální stříkací pistole.

Pokud jde o samotné mazivo, pro planetová soukolí se doporučují nelegované ropné oleje. Pro použití jsou například vhodné průmyslové formulace pro všeobecné použití. Pro vysokou rychlostmechanismy, je žádoucí používat speciální turbíny a letecké zařízení.

Poruchy a mechanismus oprav

Nejčastějším příznakem poruchy planetového převodu je přítomnost vibrací v oblasti skříně. Řidiči také zaznamenávají cizí zvuky, otřesy a škubání. Přítomnost určitých příznaků závisí na povaze poruchy, pro kterou může být několik důvodů:

• Přehřátí mechanismu.
• Agresivní styl jízdy s prudkým brzděním a zrychlováním.
• Nedostatek oleje, nízká hladina nebo nedostatečná kvalita.
• Nedostatečné zahřátí převodovky před jízdou.
• Uklouznutí na ledu.
• Auto naráží do sněhu nebo bláta.
• Opotřebení prvků planetové převodovky.

Abyste mohli opravit planetovou převodovku, musíte znát konkrétní příčinu její poruchy. Za tímto účelem je mechanismus demontován. Obvykle je skříň přišroubována uvnitř hnací hřídele. Z jedné ze stran je nutné demontovat držáky otáček (v závislosti na provedení) a poté vyšroubovat šroub otvorem v hnací hřídeli. Dále se prvek vyčistí nebo vymění. Obvykle se jedná o znečištění kovovými třískami, zlomené zuby, opotřebené nápravy a ozubená kola.

Závěr

Planetární mechanismy se liší ve složitosti zařízení, což má své klady i zápory. První z nich je rovnováhaobsluhované prvky s poměrně přesným rozložením sil. Tento faktor umožňuje vývoj skromně dimenzovaných řadicích jednotek, které umožňují optimalizované uspořádání. V případě „planetárního“jízdního kola jsou také zaznamenány ergonomické výhody, včetně možnosti přepínání ve stoje. Při jízdě po městě je to zvláště užitečná vlastnost, protože musíte poměrně často měnit rychlostní režimy. Pokud mluvíme o nedostatcích planetových systémů, pak se s velkými převodovými poměry stále vyznačují skromným výkonem. Systém také vyžaduje přesnou montáž, protože sebemenší odchylky zvyšují riziko stejného opotřebení dílů.