Как работает планетарный редуктор

Составные части планетарные передачи

Если несколько простых планетарных передач конструктивно соединены друг с другом (к примеру, передача Симпсона, рис. 19), такой механизм называют составной планетарной передачей. При грамотном сочетании отдельных элементов коробки передач возникает огромное множество теоретически возможных вариантов передаточных отношений.

Если стоимость составной планетарной передачи снижается за счет:

Объединения водил планетарной передачи;
Использования одинаковых по размеру шестерен;
И/или использования одинаковых по размеру планетарных шестерен, говорят об «урезанной» планетарной передаче (к примеру, передача Равиньо).

Основные принципы регулировки пятна контакта

Правильное пятно контакта (под нагрузкой или без нее) должно располагаться на передней или задней боковой поверхности зубьев ведомой конической шестерни, примерно по центру (относительно общей длины и высоты зуба) (см. рис. В10.13, сегменты А1 и В1).

При неправильном пятне контакта (рис. 13 «Схема проверки пятна контакта на ведомой и Klingelnberg, конической шестерне (при зубчатом зацеплении Gleason)«, сегменты 2-5) необходимо отрегулировать ведущую и ведомую шестерни. Если пятно контакта соответствует:

Сегментам А2/В2 — требуется смещение ведущей шестерни в направлении от оси ведомой шестерни и, возможно, корректировка зазора боковой поверхности зубьев путем смещения ведомой шестерни в направлении к оси ведущей шестерни;
Сегментам АЗ/ВЗ — требуется смещение ведомой шестерни в направлении от оси ведущей шестерни и, возможно, корректировка зазора боковой поверхности зубьев путем смещения ведущей шестерни в направлении к оси ведомой шестерни;
Сегментам А4/В4 — требуется смещение ведущей шестерни в направлении к оси ведомой шестерни и, возможно, корректировка зазора боковой поверхности зубьев путем смещения ведомой шестерни по направлению от оси ведущей шестерни;
Сегментам А5/В5 — требуется смещение ведомой шестерни в направлении к оси ведущей шестерни и, возможно, корректировка зазора боковой поверхности зубьев путем смещения ведущей шестерни в направлении от оси ведомой шестерни.

Пятна контакта сегментов А6/В6 указывают на неправильную регулировку предписанного зазора боковой поверхности зубьев (преимущественно от 0,10 до 0,15 мм). Это можно изменить в первую очередь путем смещения ведомой конической шестерни, при этом пятно контакта должно сместиться в продольном направлении зубьев.

Для смещения ведущей и ведомой шестерен конической главной передачи необходимо изменить толщину регулировочных шайб, расположенных за соответствующими наружными кольцами конических роликоподшипников (рис. 14).

Зазор боковой поверхности зубьев проверяется с помощью специального индикатора часового типа (рис. 15 «Измерение зазора боковой поверхности зубьев шестерен«). На легковых автомобилях зазор боковой поверхности составляет от 0,1 до 0,2 мм в зависимости от производителя, а у грузовых-от 0,15 до 0,30 мм.

Основные причины для установки разрезной шестерни

Специалисты по тюнингу двигателей выделяют две причины, по которым многие устанавливают эту деталь. Стоит учитывать, что спортивный распределительный вал ничего не даст, если дополнительно не будет установлена разрезная шестерня распредвала (ВАЗ быстрее не поедет). При сборочных работах на заводе изготовитель часто отклоняется от данных, указанных в чертежах. Поэтому параметры моторов, предназначенных для одной модели автомобилей, отличаются от исходных. Эти погрешности составляют не более десяти градусов в каждую из сторон. Естественно, что это оказывает влияние на мощностные характеристики моторов. Установив разрезную шестеренку, владелец автомобиля получает возможность по необходимости настраивать и выполнять оптимизацию вращательного момента.

Установка тюнингованых распределительных валов позволяет существенно нарастить крутящий момент силового агрегата. Разрезная шестерня ВАЗ – еще +5% к мощностным характеристикам. Это довольно неплохо.

Метод шлифования CBN для конических шестерен

Современные методы расчета, такие, как «метод конечных элементов» (МКЭ), позволяют с высокой точностью рассчитать параметры зубчатого зацепления в конической главной передаче для обеспечения соответствия самым различным задачам и требованиям. На практике реализация этих требований возможна только при определенных условиях. Причина заключается в том, что при традиционном способе производства спиральных и гипоидных конических шестерен, когда они проходят предварительную и окончательную обработку в мягком состоянии, в результате дополнительной тепловой обработки могут возникать отклонения в геометрии зубьев. Такого рода погрешности только отчасти можно устранить путем прикатки пары шестерен, поэтому конечное качество с точки зрения пятна контакта, плавности хода и нагрузочной способности всегда зависит от этой прикатки. В связи с этим единственным способом обеспечения необходимого качества зубьев конических шестерен является окончательная обработка в твердом состоянии.

Разработанный компаниями Gleason и Zahnradfabrik Passau метод шлифования CBN (CBN — кубический борнитрид) позволяет недорого выполнять шлифование спиральных и гипоидных конических шестерен с дугообразной линией зубьев после твердой обработки.

В результате такой комплексной обработки удаляются следы обработки и вредного окисления на боковых поверхностях и в основании зубьев. Это ведет к значительному улучшению качества зубчатого зацепления, благодаря чему подбор пары из ведущей и ведомой шестерен является необходимостью лишь условно.

Специальная форма шлифовального круга CBN с подачей охлаждающего масла (рис. 18) обеспечивает очень высокую производительность шлифования без отрицательных воздействий на структуру шестерен.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ:

Причина замены ремня ГРМ

Замена ремня ГРМ ВАЗ 2110 8 клапанов инжектор своими руками проводится после пробега автомобиля от 65 до 75 тыс. км. Иногда цифра меняется. Зависит это от условий эксплуатации.

Причины, приводящие к необходимости замены:

работа в условиях резких температурных перепадов;
наличие на изделие машинного масла, которое оказывает разъедающее действие;
проблемы в натяжном ролике;
вышла из строя помпа.
произошел естественный износ изделия;
убыстренный выход из строя элемента в виду повышенных нагрузок;
механическое повреждение во время проведения ремонта;
брак при изготовлении.

У автомобиля ВАЗ нельзя допускать перескока звеньев. Это становится причиной плохой работы газораспределительной системы. Существует опасность обрыва ремешка.

Часто возникает вопрос: как заменить на ВАЗ 2110 8 клапанов ремень ГРМ. Главное, такую процедуру нужно сделать своевременно, потому что при его порыве гнуться клапана. На данной модели заводом изготовителем не заложено специальных проточек на поверхности поршней, которые бы устраняли данную проблему. Допускается возможность изготовления их своими руками. Однако, в такой работе требуется иметь опыт, иначе возможно нарушение компрессии.

На что обратить внимание при разборке механической коробки

состояние следующих комплектующих:

вал;
тяги;
выжимной подшипник;
шестерни, муфты;
шток, вилка переключения передач;
подшипник вала.

Для механических коробок передач характерна такая неисправность, как утечка масла. Она возникает, если забит воздушный (дыхательный) клапан коробки, выработаны уплотнители штока или ослабли крепления.

Ремонт механических коробок опытные водители предпочитают проводить самостоятельно – это выгодно и экономично. Комплектующие к МКПП стоят на порядок ниже, чем аналогичные детали на «автомат», минимальное или полное отсутствие электронных блоков не требует знаний в устройстве ЭБУ.

Видео о работе МКПП:

Источник

Передаточное число планетарных передач

Передаточным называют отношение частоты ведущего вала планетарной передачи к частоте ведомого. Визуально определить его значение не получится. Механизм приводится в движение разными способами, а значит передаточное число в каждом случае различно.

Для расчёта передаточного числа планетарного редуктора учитывают число зубьев и систему закрепления. Допустим, у солнечной шестерни 24 зуба, у сателлита — 12, у короны — 48. Водило закреплено. Ведущим становится солнце.

Сателлиты начнут вращаться со скоростью, передаваемой солнечной шестернёй. Передаточное отношение равно: -24/12 или -2. Результат означает, что планеты вращаются в противоположном направлении от солнца с угловой скоростью 2 оборота. Сателлиты обкатывают корону и заставляют её обернуться на 12/48 или ¼ оборота. Колёса с внутренним закреплением вращаются в одном направлении, поэтому число положительное.

Общее передаточное число равно отношению числа зубьев ведущего колеса к количеству зубьев ведомого: -24/48 или -1/2 оборота делает корона относительно солнца при зафиксированном водиле.

Если водило станет ведомым при ведущем солнце, то передаточное отношение: (1+48/24) или 3. Это самое большое число, какое способна предложить система. Самое маленькое отношение получается при фиксировании короны и подачи момента на водило: (1+/(1+48/24)) или 1/3.

Передаточные числа простой планетарной схемы: 1,25 — 8, многоступенчатой: 30 — 1000. С ростом кинематической характеристики КПД снижается.

Устройство механической коробки передач

Устройство механической КПП Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

ведущий или первичный вал;
ведомый или вторичный вал;
промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
шестерни первичного и вторичного валов;
механизм выбора передач;
муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
картер;
главная передача;
дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Схема двухвальной МКПП Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Нейтральное положение

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

Задний ход

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню – таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Устройство и принцип работы

Планетарный механизм — это конструкция из зубчатых колёс, перемещающихся относительно центра. По центральной оси расположены колёса разного диаметра:

малое солнечное с внешними зубцами;
большое коронное или эпицикл с внутренними зубцами.

Между колёсами передвигаются сателлиты. Их вращение напоминает движение планет Солнечной системы. Оси сателлитов механические соединены на водиле, которое вращается относительно центральной оси.

Устройство простого планетарного блока:

1 эпицикл;
1 солнечное колесо;
1 водило.

Планетарный механизм собирают в каскады из двух и более звеньев на одном валу для получения широкого диапазона передач. Главной кинематической характеристикой зубчатой передачи является передаточное отношение.

Принцип работы планетарной коробки заключается в блокировке одного из основных элементов и передаче вращения через ведущее колесо. Для остановки элемента применяют тормозные ленты, блокировочные муфты, конические шестерни. Передаточное отношение меняется в зависимости от схемы закрепления. Описать принцип действия планетарного механизма удобнее на примере:

Корона блокируется.
Вал подаёт крутящий момент на солнце.
Вращение солнца заставляет планеты обкатываться вместе с ним.
Водило становится ведомым, сообщая пониженную передачу.

Управляя элементами простой «планетарки», получают разные характеристики:

Передача	Как работает планетарная коробка в АКПП
1	Солнце подаёт вращение на водило, корона двигается в противоположную сторону.
2	Корона подаёт вращение на водило, солнце зафиксировано.
3	Ведущее водило передаёт вращение солнцу. Корона заблокирована.
4	Водило двигает корону. Солнце зафиксировано.
Задний ход	Водило заблокировано. Солнечное колесо вращается, планеты обкатывают и двигают корону в противоположную сторону.

Планетарный ряд с одной степенью свободы становится планетарной передачей. Две степени образуют дифференциал. Дифференциал складывает моменты на ведомом колесе, поступающие от основных ведущих звеньев.

Читать

Ресурс автоматической коробки передач, пробег и срок службы АКПП

Применение

Сегодня электродвигатель с планетарным редуктором получили весьма широкое распространение, могут применяться в самых различных случаях. Область применения во многом зависит от конструктивных особенностей устройства и его характеристик. Выделяют следующие варианты исполнения:

Цилиндрические. Это связано с тем, что конструктивные особенности позволяют обеспечить КПД около 95%. Назначение редуктора с планетарной передачей заключается в передаче достаточно большого усилия между параллельными и соосным валами. Передача вращения осуществляется за счет прямозубых, косозубых и шевронных колес. Коэффициент может варьировать в пределе от 1,5 до 600. Достоинством подобного варианта исполнения можно также назвать компактные размеры, а также высокую степень защиты от воздействия окружающей среды.
Конические сегодня также встречаются довольно часто. Конструктивной особенностью можно назвать то, что шестерни имеют коническую форму. За счет подобной формы обеспечивается плавность сцепки, а также высокую степень устойчивости к нагрузкам. В алы в данном случае могут располагаться вертикально или горизонтально.
Могут применяться и волновые устройства. Они характеризуются тем, что имеют гибкое промежуточное число. Основными конструктивными элементами можно назвать эксцентрики и кулачки, которые обеспечивают растяжение гибкого колеса. Подобный вариант исполнения характеризуется высоким передаточным числом, плавностью хода и повышенной степенью герметичности. Выделяют несколько различных разновидностей этого механизма, к примеру, могут применяться различные типы подшипников.

Несмотря на достаточно сложную конструкцию, она получила весьма широкое распространение. Примером можно назвать машиностроительную область, станкостроение и производство различных механизмов. Примером можно назвать автомобильную коробку передач, которая предназначена для передачи вращения и изменения предаваемого усилия или скорости.

Наиболее важными параметрами выбора можно назвать следующие показатели:

Тип передачи, которая применяется для передачи вращения.
Максимально допустимая осевая и консольная нагрузка. На момент эксплуатации редуктора нагрузка, возникающая на момент работы распределяется самым различным образом.
Имеет значение и размер редуктора. Слишком большой показатель определяет отсутствие возможности установки в тех или иных условиях

Однако, нужно уделить внимание тому моменту, что увеличение мощности достигается исключительно за счет увеличения размеров устройства. Поэтому приходится подбирать более оптимальный вариант исполнения.
Диапазон температур, при которых механизм может применяться

Тип применяемого материала при изготовлении корпуса и основных элементов определяет то, в каких условиях устройство может эксплуатироваться. Слишком высокая температура становится причиной повышения пластичности и снижения твердости поверхности, за счет чего есть вероятность деформации и износа изделия. Для обеспечения охлаждения проводится добавление масла. Не все варианты исполнения могут применяться для длительной работы, некоторые могут эксплуатироваться только периодически.
Популярность производителя также имеет значение. Некоторые заводы характеризуются тем, что производят качественные и долговечные механизмы.

Все наиболее важные параметры указываются в инструкции по эксплуатации, что существенно упрощает процесс выбора подходящего варианта исполнения.

Конструкция зубчатого колеса

Встречается просто огромное количество разновидностей шестерен, все они характеризуются своими определенными особенностями. Среди конструкционных особенностей отметим следующие моменты:

При изготовлении цилиндрических и конических шестерен с прямым зубом рабочая часть создается заодно целое с валом. Это связано с тем, что размеры конструкции существенно уменьшаются. За счет создания такой конструкции можно получить деталь с высокой точностью и износостойкостью.
Встречаются и шестерни насадного типа. Они весьма распространены в случае, когда диаметр рабочей части большой. За счет установки насадного варианта исполнения есть возможность проводить обслуживание конструкции.
При диаметре менее 500 мм изделие получается методом ковки и отливки, а также при применении технологии сварки. Вариант исполнения более 500 мм изготавливаются методов отливки и сварки.
Клепанные или свертные колеса могут устанавливаться в случае, если есть необходимости в экономии используемого материала.

Конструктивными особенностями подобного варианта исполнения можно назвать:

В качестве заготовки применяется диск определенной толщины.
В центральной части есть посадочное отверстие с прорезью для шпонки. Как правило, оно имеет достаточно большую кайму.
Рабочая часть представлена зубьями, которые могут быть расположены прямо или под углом. При этом геометрия зуба может существенно отличаться, все зависит от области эксплуатации.

Изготовление цилиндрических зубчатых колес проводится при применении специального оборудования. Примером можно назвать зубонарезные станки, которые работают по методу обкатки. Стоит учитывать, что процесс изготовления конических зубчатых колес существенно отличается.

10-ка лучших статей

Простой и надёжный металлоискатель своими руками — 210 213 просм.
Ремонт микроволновой печи своими руками — 196 115 просм.
Зарядное из компьютерного блока питания. — 193 298 просм.
Простой металлоискатель своими руками — 187 996 просм.
Автомобильные зарядные устройства. Схемы. Принцип работы. — 168 519 просм.
Простая и надёжная схема терморегулятора для инкубатора — 160 841 просм.
Разнообразие простых схем на NE555 — 128 824 просм.
Простое автоматическое зарядное устройство — 125 393 просм.
Простой импульсный металлоискатель «ПИРАТ» — 113 265 просм.
Самогонный аппарат своими руками — 111 511 просм.

Как работает механическая коробка передач

Коробка передач служит для изменения тяговой силы на колесах автомобиля в зависимости от сопротивления движению и дает автомобилю возможность двигаться задним ходом. Коробка передач позволяет, кроме того, при выключении передач отсоединять ведущие колеса автомобиля от двигателя, обеспечивая тем самым возможность запуска двигателя и его работу на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из набора шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях.

Каждое сочетание зацепления шестерен коробки называется ступенью или передачей. Число ступеней (передач) в коробке передач зависит от конструкции автомобиля и обычно бывает от трех до пяти (не считая передачи заднего хода). В соответствии с этим коробки передач называются трехступенчатыми, четырехступенчатыми и пятиступенчатыми.

Зацепление различных пар шестерен осуществляется при помощи кареток (шестерен), передвигаемых вдоль валов коробки. В зависимости от числа подвижных кареток коробки разделяются на двухходовые (две каретки) и трехходовые (три каретки).

Обкатка коробки передач

После ремонта деталей и сборки коробки передач ее обкатывают на стенде для приработки деталей и для определения легкости переключения шестерен, отсутствия шума, стуков, нагрева и течи масла.

Порядок обкатки следующий:

Устанавливают коробку передач на стенд, сообщают ведущему валу 1200—1500 оборотов в минуту и переключают передачи, работая на каждой передаче 2—3 мин.
Заливают в картер коробки передач масло до нормального уровня и проверяют работу коробки на всех передачах с нагрузкой в течение 30—40 мин.
После устранения выявленных дефектов заменяют смазку и промывают картер керосином.

Источник

Подбор чисел зубьев планетарных передач

Число зубьев колёс подбирают на первом этапе расчёта планетарной схемы по заранее установленному передаточному отношению. Особенность проектирования планетарного ряда заключается в соблюдении требований правильной сборки, соосности и соседства механизма:

зубья сателлитов должны совпадать с впадинами солнца и эпицикла;
планеты не должны задевать друг друга зубьями. На практике более 6 сателлитов не используют из-за трудностей равномерного распределения нагрузки;
оси водила, солнечного и коронного колёс должны совпадать.

Основное соотношение подбора зубьев передачи через передаточное число выглядит так:

i = 1+Zкорона/Zсолнце,

Читать

Технические характеристики АКПП, виды и их отличие друг от друга

где i — передаточное число;

Zn — количество зубьев.

Условие соосности соблюдается при равных межосевых расстояниях солнечного колеса, короны и водила. Для простой планетарной зубчатой передачи проверяют межосевые расстояния между центральными колёсами и сателлитами. Равенство должно удовлетворять формуле:

Zкорона= Zсолнце+2×Zсателлит.

Чтобы между планетами оставался зазор, сумма радиусов соседних шестерней не должна превышать осевое расстояние между ними. Условие соседства с солнечным колесом проверяют по формуле:

sin (π/c)> (Zсателлит+2)/(Zсолнце+Zсателлит),

где с — количество сателлитов.