Ada semua jenis perangkat mekanis. Beberapa dari mereka akrab bagi kita sejak kecil. Ini, misalnya, jam tangan, sepeda, gasing. Kita belajar tentang orang lain seiring bertambahnya usia. Ini adalah motor mobil, derek derek dan lainnya. Setiap mekanisme bergerak menggunakan beberapa jenis sistem untuk membuat roda berputar dan mesin bekerja. Salah satu yang paling menarik dan populer adalah mekanisme planet. Esensinya terletak pada kenyataan bahwa mesin digerakkan oleh roda atau roda gigi yang berinteraksi satu sama lain secara khusus. Mari kita lihat lebih dekat.
Informasi umum
Perangkat planet dan mekanisme planet dinamai demikian dengan analogi dengan tata surya kita, yang dapat direpresentasikan secara kondisional sebagai berikut: di tengah ada "matahari" (roda pusat dalam mekanisme). "Planet" (roda kecil atau satelit) bergerak di sekitarnya. Semua bagian di planetary gear ini memiliki gigi luar. Tata surya bersyarat memiliki batas dalam diameternya. Peranitu dilakukan dalam mekanisme planet oleh roda besar atau epicycle. Ia juga memiliki gigi, hanya yang internal. Sebagian besar pekerjaan dalam desain ini dilakukan oleh pengangkut, yang merupakan mekanisme tuas. Pergerakan dapat dilakukan dengan berbagai cara: matahari akan berotasi, atau episiklus, tetapi selalu bersama-sama dengan satelit.
Selama pengoperasian mekanisme planet, desain lain dapat digunakan, misalnya, dua matahari, satelit, dan sebuah kapal induk, tetapi tanpa episiklus. Pilihan lain adalah dua epicycles, tetapi tanpa matahari. Operator dan satelit harus selalu ada. Tergantung pada jumlah roda dan lokasi sumbu rotasinya dalam ruang, desainnya bisa sederhana atau kompleks, datar atau spasial.
Untuk sepenuhnya memahami cara kerja sistem seperti itu, Anda perlu memahami detailnya.
Lokasi elemen
Bentuk paling sederhana dari planetary gear mencakup tiga set roda gigi dengan berbagai tingkat kebebasan. Satelit-satelit di atas berputar di sekitar sumbunya dan pada saat yang sama mengelilingi matahari, yang tetap di tempatnya. Epicycle menghubungkan mekanisme planet dari luar dan juga berputar melalui ikatan alternatif gigi (itu dan satelit). Desain ini mampu mengubah torsi (kecepatan sudut) dalam satu bidang.
Dalam mekanisme planet yang sederhana, matahari dan satelit dapat berotasi, sedangkan pusat gempa tetap. Bagaimanapun, kecepatan sudut semua komponen tidak kacau, tetapi memiliki ketergantungan linier satu sama lain. Saat media berputar, ia menyediakanoutput torsi tinggi kecepatan rendah.
Artinya, inti dari planetary gear adalah bahwa desain seperti itu mampu mengubah, memperluas, dan menambah torsi dan kecepatan sudut. Gerakan rotasi dalam hal ini terjadi pada satu sumbu geometrik. Elemen transmisi yang diperlukan dari berbagai kendaraan dan mekanisme dipasang.
Fitur bahan dan skema struktur
Namun, komponen tetap tidak selalu diperlukan. Dalam sistem diferensial, setiap elemen berputar. Roda gigi planet seperti ini memiliki satu output yang digerakkan (mengendalikan) dua input. Misalnya, diferensial yang mengontrol poros di dalam mobil adalah roda gigi yang serupa.
Sistem seperti itu bekerja dengan prinsip yang sama seperti struktur poros paralel. Bahkan planetary gear sederhana memiliki dua input, ring gear tetap adalah input konstan dengan kecepatan sudut nol.
Deskripsi detail perangkat
Struktur planet campuran dapat memiliki jumlah roda yang berbeda, serta roda gigi yang berbeda yang menghubungkannya. Kehadiran detail seperti itu sangat memperluas kemungkinan mekanisme. Struktur planet komposit dapat dirakit sehingga poros platform pembawa bergerak dengan kecepatan tinggi. Hasilnya, beberapa masalah dengan roda gigi reduksi, roda gigi matahari, dan lainnya dapat dihilangkan dalam proses perbaikan perangkat.
Jadi, seperti yang terlihat dariinformasi yang diberikan, mekanisme planet bekerja pada prinsip mentransfer rotasi antara link yang pusat dan mobile. Pada saat yang sama, sistem yang kompleks lebih dibutuhkan daripada yang sederhana.
Opsi Konfigurasi
Dimungkinkan untuk menggunakan roda (roda gigi) dari berbagai konfigurasi dalam mekanisme planet. Standar yang cocok dengan gigi lurus, heliks, cacing, chevron. Jenis keterlibatan tidak akan memengaruhi prinsip umum pengoperasian mekanisme planet. Hal utama adalah bahwa sumbu rotasi pembawa dan roda pusat bertepatan. Tetapi sumbu satelit dapat ditempatkan di bidang lain (berpotongan, paralel, berpotongan). Contoh persilangan adalah diferensial antar roda, di mana roda gigi berbentuk kerucut. Contoh persilangan adalah diferensial self-locking dengan roda gigi cacing (Torsen).
Perangkat sederhana dan kompleks
Seperti disebutkan di atas, skema mekanisme planet selalu mencakup pengangkut dan dua roda pusat. Bisa ada sejumlah satelit. Ini adalah apa yang disebut perangkat sederhana atau dasar. Dalam mekanisme tersebut, desain dapat sebagai berikut: "SVS", "SVE", "EVE", di mana:
- S adalah matahari.
- B - operator.
- E adalah pusat gempa.
Setiap set roda + satelit seperti itu disebut set roda gigi planet. Dalam hal ini, semua roda harus berputar pada bidang yang sama. Mekanisme sederhana adalah baris tunggal dan ganda. Mereka jarang digunakan di berbagai perangkat teknis dan mesin. Sebuah contohdapat berfungsi sebagai mekanisme sepeda planet. Menurut prinsip ini, selongsong berfungsi, berkat gerakan itu dilakukan. Desainnya dibuat sesuai dengan skema "SVE". Satelit di tidak 4 buah. Dalam hal ini, matahari melekat erat pada sumbu roda belakang, dan pusat gempa dapat dipindahkan. Itu dipaksa untuk berputar oleh pengendara sepeda yang menekan pedal. Dalam hal ini, kecepatan transmisi, dan karena itu kecepatan putaran, dapat berubah.
Lebih sering Anda dapat menemukan mekanisme planet roda gigi yang rumit. Skema mereka bisa sangat berbeda, tergantung pada apa desain ini atau itu dimaksudkan. Sebagai aturan, mekanisme kompleks terdiri dari beberapa yang sederhana, dibuat sesuai dengan aturan umum untuk roda gigi planet. Sistem kompleks seperti itu adalah dua, tiga atau empat baris. Secara teoritis, dimungkinkan untuk membuat struktur dengan jumlah baris yang banyak, tetapi dalam praktiknya hal ini tidak terjadi.
Planar dan perangkat spasial
Beberapa orang berpikir bahwa planetary gear yang sederhana harus rata. Ini hanya sebagian benar. Perangkat kompleks juga bisa datar. Ini berarti bahwa roda gigi planet, tidak peduli berapa banyak yang digunakan dalam perangkat, berada dalam satu atau dalam bidang paralel. Mekanisme spasial memiliki roda gigi planet di dua atau lebih bidang. Dalam hal ini, roda itu sendiri mungkin lebih kecil dari pada perwujudan pertama. Perhatikan bahwa mekanisme planet datar sama dengan mekanisme spasial. Perbedaannya hanya pada area yang ditempati oleh perangkat, yaitu dalam kekompakan.
Derajat kebebasan
Ini nama koleksinyakoordinat rotasi, yang memungkinkan Anda menentukan posisi sistem dalam ruang pada waktu tertentu. Faktanya, setiap mekanisme planet memiliki setidaknya dua derajat kebebasan. Artinya, kecepatan sudut rotasi tautan apa pun di perangkat semacam itu tidak terkait secara linier, seperti pada roda gigi lainnya. Ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan kecepatan sudut keluaran yang tidak sama dengan kecepatan sudut pada masukan. Ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa dalam hubungan diferensial dalam mekanisme planet ada tiga elemen di setiap baris, dan sisanya akan terhubung dengannya secara linier, melalui salah satu elemen baris. Secara teoritis, dimungkinkan untuk membuat sistem planet dengan tiga atau lebih derajat kebebasan. Namun dalam praktiknya, mereka tidak dapat dioperasikan.
Rasio Roda Gigi Planet
Ini adalah karakteristik paling penting dari gerak rotasi. Ini memungkinkan Anda untuk menentukan berapa kali momen gaya pada poros yang digerakkan meningkat sehubungan dengan momen poros penggerak. Anda dapat menentukan rasio roda gigi menggunakan rumus:
i=d2/d1=Z2/Z1=M2/M1=W1/W2=n1/n2, dimana:
- 1 - tautan utama.
- 2 - tautan budak.
- d1, d2 - diameter tautan pertama dan kedua.
- Z1, Z2 - jumlah gigi.
- M1, M2 adalah torsi.
- W1 W2 - kecepatan sudut.
- n1 n2 - kecepatan.
Jadi, ketika rasio roda gigi lebih tinggi dari satu pada poros yang digerakkan, momen gaya meningkat, dan frekuensi dan kecepatan sudut berkurang. Ini harus selalu diperhitungkan saat membuat desain, karenarasio roda gigi dalam mekanisme planet tergantung pada berapa banyak gigi yang dimiliki roda, dan elemen baris mana yang terdepan.
Cakupan aplikasi
Di dunia sekarang ini ada banyak mesin yang berbeda. Banyak dari mereka bekerja dengan bantuan roda gigi planet.
Mereka digunakan dalam diferensial mobil, roda gigi planet, dalam skema kinematik peralatan mesin yang kompleks, dalam kotak roda gigi mesin udara pesawat, dalam sepeda, dalam kombinasi dan traktor, dalam tank dan peralatan militer lainnya. Menurut prinsip-prinsip roda gigi planet, banyak kotak roda gigi bekerja di penggerak generator listrik. Pertimbangkan sistem lain seperti itu.
Gigi putar planet
Desain ini digunakan di beberapa traktor, kendaraan pelacak, dan tank. Diagram sederhana perangkat ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Prinsip pengoperasian mekanisme rotasi planet adalah sebagai berikut: pembawa (posisi 1) terhubung ke tromol rem (2) dan roda penggerak terletak di ulat. Epicycle (6) terhubung ke poros transmisi (posisi 5). Matahari (8) terhubung ke cakram kopling (3) dan tromol rem ayun (4). Saat kopling pengunci diaktifkan dan rem pita dimatikan, satelit tidak akan berputar. Mereka akan menjadi seperti tuas, karena mereka terhubung dengan matahari (8) dan epicycle (6) melalui gigi. Oleh karena itu, mereka memaksa mereka dan pembawa untuk secara bersamaan berputar di sekitar sumbu yang sama. Dalam hal ini, kecepatan sudutnya sama.
Saat melepas kopling pengunci dan mengaktifkan remmemutar matahari akan mulai berhenti, dan satelit akan mulai bergerak di sekitar sumbunya. Dengan demikian, mereka menciptakan momen pada pengangkut dan memutar roda penggerak ulat.
Pakai
Dalam hal masa pakai dan redaman, dalam sistem planet linier, distribusi beban terlihat di antara komponen utama.
Kelelahan termal dan siklik dapat meningkat di dalamnya karena distribusi beban yang terbatas dan fakta bahwa roda gigi planet dapat berputar cukup cepat pada sumbunya. Selain itu, pada kecepatan tinggi dan rasio roda gigi planetary gear, gaya sentrifugal dapat sangat meningkatkan jumlah pergerakan. Perlu juga dicatat bahwa ketika akurasi produksi menurun dan jumlah satelit meningkat, kecenderungan ketidakseimbangan meningkat.
Perangkat ini dan sistemnya bahkan dapat mengalami keausan. Beberapa desain akan sensitif bahkan terhadap ketidakseimbangan kecil dan mungkin memerlukan komponen perakitan yang berkualitas dan mahal. Lokasi yang tepat dari pin planetary di sekitar sumbu roda gigi matahari dapat menjadi kunci.
Pengaturan planet lain yang membantu menyeimbangkan beban termasuk penggunaan sub-rakitan mengambang atau dudukan "lunak" untuk menjaga matahari atau pusat gempa bergerak selama mungkin.
Dasar-dasar sintesis perangkat planet
Pengetahuan ini diperlukan saat merancang dan membuat komponen mesin. Konsep "sintesis mekanisme planet" adalah menghitung jumlah gigidi matahari, pusat gempa dan satelit. Dalam hal ini, sejumlah kondisi harus dipenuhi:
- Rasio roda gigi harus sama dengan nilai yang ditetapkan.
- Pengikatan gigi persneling harus benar.
- Hal ini diperlukan untuk memastikan keselarasan poros input dan poros output.
- Lingkungan diperlukan (satelit tidak boleh saling mengganggu).
Juga, saat mendesain, Anda perlu mempertimbangkan dimensi struktur masa depan, bobot dan efisiensinya.
Jika rasio roda gigi (n) diberikan, maka jumlah gigi matahari (S) dan roda gigi planet (P) harus memenuhi persamaan:
n=S/P
Jika kita berasumsi bahwa jumlah gigi di pusat gempa adalah awal (A), maka dengan pembawa terkunci, kesetaraan harus diperhatikan:
n=-S/A
Jika pusat gempa diperbaiki, persamaan berikut akan benar:
n=1+ A/S
Beginilah cara mekanisme planet dihitung.
Kelebihan dan kekurangan
Ada beberapa jenis transmisi yang berhasil digunakan di berbagai perangkat. Planetary di antara mereka menonjol karena keuntungan berikut:
- Memberikan lebih sedikit beban pada setiap gigi roda (baik matahari, pusat gempa, dan satelit) karena fakta bahwa beban pada mereka didistribusikan lebih merata. Ini memiliki efek positif pada masa pakai struktur.
- Dengan kekuatan yang sama, planetary gear memiliki dimensi dan bobot yang lebih kecil dibandingkan jenis transmisi lainnya.
- Kemampuan untuk mencapai rasio roda gigi yang lebih tinggi denganroda lebih sedikit.
- Pastikan lebih sedikit noise.
Kekurangan roda gigi planet:
- Perlu lebih presisi dalam pembuatannya.
- Efisiensi rendah dengan rasio roda gigi yang relatif besar.
