Was ist ein Planetengetriebe?

Planeten  Züge

Ein Planetengetriebe ist eine bemerkenswerte Anordnung. Es besteht aus einer zentralen Sonnenschnecke, mehreren umlaufenden Planetenrädern und einem äußeren Ringrad. Die Planetenräder sind auf einem Träger montiert. Sein Design ermöglicht ein hohes Leistungsgewicht und effizienten Drehmomentübertragung. Es kann verschiedene Übersetzungen bieten. Mit der Sonnenschnecke als Eingang, dem Ringrad oder dem Planetenträger als Ausgang, je nach Komponenten, sind verschiedene Übersetzungen möglich. In Automatikgetrieben ist es entscheidend für einen glatten Gangwechsel. Es ist kompakt und geeignet für raumbeschränkte Anwendungen wie in modernen Maschinenantrieben.

Kapitel Eins: Was ist ein Planetengetriebe?

Ein Planetengetriebe ist ein Epizykloidengetriebe l das aus einer zentralen Schnecke besteht, die als Sonnenschnecke bezeichnet wird und als Eingangsschnecke dient, welche drei oder mehr Räder hat, die darum rotieren und als Planeten bezeichnet werden. Die Planetenräder verbinden sich mit einem Ringrad, das  umgibt die Sonnen- und Planetenräder und hat die Form eines Innerradrades. Das Design von Planetenrädern macht sie außergewöhnlich robust und einfach umwandelbar in verschiedene Übersetzungen.

 

Kapitel Zwei: Wie Planetenräder hergestellt werden

Planetenradanordnungen sind eine Methode, umhubende Bewegung in Drehbewegung umzuwandeln. Sie wurden von William Murdoch  im Jahr 1781 zur Verwendung mit Dampfmaschinen entwickelt, als Ersatz für Kurbeln, die zur Erzeugung von Drehbewegung verwendet wurden. Eine übliche Anwendung für Planetengetriebe ist die Reduktion der Geschwindigkeit in einem begrenzten Raum.

Die wichtigsten und wesentlichen Komponenten eines Planetengetriebes sind das Sonnrad oder Zentralrad, mehrere andere Räder, bekannt als Planeten, ein  äußeres Ringrad und ein Planetenträger r ier. Die vier Komponenten eines Planetengetriebes bieten Stab i ilität aufgrund von  die gleichmäßige Verteilung v f masse und Drehsteifigkeit. Drehmoment wird radial auf die Zahnräder angewendet und radial übertragen, ohne Druck auf die Zahnflanken auszuüben.

Sonnrad

Die Sonnenträger ist das zentrale Rad in einem Planetengetriebe, das die Eingabe für das Getriebe erhält. Während das Sonnrad vom Eingangsschaft angetrieben wird,  werden die Planetenräder befähigt, das Ringrad zu treiben. Die Struktur eines Planetengetriebes ist so konfiguriert, dass die Naben des Trägers, der mit den Planetenrädern verbunden ist, mit dem Sonnrad verknüpft sind.

Planetenräder

Die Planetenräder sind auf einem Träger montiert und bewegen sich im Einklang mit der Bewegung von dem Sonnenrad. Während sie sich gegen das sonnenrad drehen, verbeißen sich ihre Zähne mit den Zähnen des Ringrads. Während die Planetenräder sich bewegen, rotieren sie um das Sonnen- und Ringrad. Planetengetriebe haben ein oder mehrere Planetenräder und steuern die Geschwindigkeit der Übertragung von Kraft.

Ringgetriebe

Der äußere Ring eines Planetengetriebes ist das Ringrad oder Annulusrad. Es hat Zähne an seinem Innenumfang und ist glatt. an seiner äußeren Kante. Die Zähne eines Planetenringrads sind nach innen gerichtet, um mit den Planetenrädern zu verbinden. Das Trägerwerk und die Planetenräder  sind verbunden und umgeben vom Ringrad, das in seiner Position fixiert ist. Alle Zähne der Planetenräder verbinden sich sowohl mit dem Sonnenrad  als auch mit dem Ringrad. Während die Planetenräder um das Sonnenrad rotieren, wird das Ringrad gezwungen, in dieselbe Richtung wie das  sonnenrad zu rotieren.

 

Träger

Die Planetenräder sind an einem Träger befestigt, der ihre Mittelpunkte mit dem Sonnenrad verbindet und sicherstellt, dass sie so vermeshen, dass ir scheiben rollen ab  ohne Slip. Normalerweise ist der Träger beweglich und dreht sich relativ zur Sonnenschaltung. Es ist mit dem verbunden  zentren jedes der Planetenräder zur Unterstützung. Die einfachste Form des Planetenrades hat eine Sonne, einen Planeten, ein Zahnrad  und einen Träger. Zusammengesetzte Planetenräder haben mehrere von den verschiedenen Rädern, die komplexer werden, je nachdem

die Anzahl der Planetenräder zunimmt.

 

Planetengetriebebau

Planetenräder er q fordern die Definition von mehreren Eingaben, um eine bestimmte Ausgabe zu erhalten. Das Sonnrad ist im Zentrum der Anordnung und  verknüpft sich mit den Zähnen der Planetenräder, die klein sind und mit dem Trägergerüst verbunden sind, das aus Aluminium, Gusseisen oder Stahl hergestellt wird. Der Träger hat eine Welle für jedes der Planetenräder, die das Sonnrad umgeben und von dem Ring umgeben sind gang.

Die Konstruktion eines Planetengetriebes kann Spurgaben oder Schräggebisse einschließen. Der Unterschied zwischen den beiden Gebissen liegt in ihrer Helix  winkel, wobei Spurbänder einen Null-Helixwinkel haben, während Schräggebisse einen Helixwinkel von 10 bis 30 Grad aufweisen. Bei beiden Formen des Gebisses spielen  lager eine wichtige Rolle bei der Drehmomentübertragung im Planetengetriebe. Nadelrollenlager haben die richtige Größe, können jedoch keine Axialkräfte aushalten.  das ideale Lager sind Kegelrollenlager für Axialkräfte und sie sind größer als Nadelrollenlager.  bearings.

 

Kapitel Drei: Arten von Planetengetrieben

Die verschiedenen Typen von Planetengetriebe werden durch ihre Leistung, Effizienz und Vielseitigkeit voneinander abgegrenzt. Jeder Typ hat die Fähigkeit, zwei Eingaben in eine einzige Ausgabe umzuwandeln, ein Faktor, der sie kompliziert macht zu entwerfen und zu analysieren. Die am häufigsten verwendete Form von planetengetriebe ist ein einzelner Sonnrad und ein einzelner Planetenträger mit einem äußeren Zahnkranz.

Planetengetriebe verhalten sich gegenintuitiv, ein Faktor, der ihre Analyse schwie f rig, aber faszinierend und interessant macht. Sie bieten ausgezeichnetes Drehmoment bei angemessener Steifigkeit und wenig Geräusch in einem kompakten Ausmaß. Planetengetriebe kommen in einer Vielzahl  von Formen und Designs, was einer der Gründe für ihre breite Verwendung ist.

Eine kurze Liste von Planetengetrieben enthält:

Einzelfortschritt

Mehrstufig

Inline

Verzögerung

Kohäxial

Rechter Winkel

Harmonic Drive

Differenzial

Simpson

Ravigneau x

Diese zehn Planetengetriebe stellen eine sehr kleine Auswahl der vollständigen Liste der Planetengetriebe dar, die auch Spezialgetriebe für einzigartige und ungewöhnliche Anwendungen umfassen. Es ist wichtig zu beachten, dass jedes Typs von Planetengetriebe Vorteile und Nachteile hat. Ihre Verwendung wird dadurch bestimmt, wie sie die Anforderungen einer Anwendung erfüllen.

Einstufiges Planetengetriebe

Ein einstufiges Planetengetriebe besteht aus einer Sonnenschneide, drei Planetenrädern, einem Träger und dem Zahnkranz. Die Welle dreht die Sonnenschneide, was dazu führt, dass die Planetenräder den Träger und die Ausgangswelle drehen. Verschieden große Räder mit unterschiedlich vielen Zähnen verändern die Geschwindigkeit und das Drehmoment am Ausgang. Einstufige Planetengetriebe werden in schwerer Maschinenbau-, industrieller Ausrüstung und Automatikgetrieben eingesetzt. Wie die meisten Planetengetriebe werden einstufige Getriebe aufgrund ihrer kompakten Gestaltung und Gewicht bevorzugt.

Mehrstufiges Planetengetriebe

Mehrstufige Planetengetriebe verfügen über zwei oder mehr Planetenräder, um die erforderliche Geschwindigkeit und Drehmoment zu erreichen. Sie haben denselben Aufbau wie einstufige Planetengetriebe, aber es werden mehrere zusätzliche Räder an der Eingangswelle des ersten Satzes angebracht, die mit dem Sonnrad des ersten Satzes verbunden sind. Der Träger des ersten Satzes ist mit dem Sonnrad des zweiten Satzes verbunden, ein Muster, das auf alle Planetenräder im mehrstufigen Planetengetriebe fortgesetzt wird. Mehrstufige Planetengetriebe werden in Anwendungen eingesetzt, die hohes Drehmoment und mehrere Ausgabegeschwindigkeiten erfordern. Sie erreichen hohe Übersetzungsverhältnisse in einem kompakten und leichten Gehäuse.

 

In-Line-Planetengetriebe

Mit einem in-line-Planetengetriebe liegen die Wellen für Eingang und Ausgang auf einer Geraden und bestehen aus einer Sonnenschnecke und mehreren Planetenrädern, die in einem Ringrad enthalten sind. Die Planetenräder sind auf einem Träger montiert, der um die Sonne rotiert. Die Eingangswelle dreht die zentrale Sonnenschnecke, die die mit dem Ringrad verschränkten Planetenräder antreibt. Die Rotation um die zentrale Achse leitet die Kraft zur Ausgangswelle weiter. In-line-Planetengetriebe werden wegen ihrer Effizienz, Drehmomentdichte und geringem Spiel verwendet.

Versetzte Planetengetriebe

Versetzte Planetengetriebe werden als Parallelwellen-Planetengetriebe bezeichnet. Sie haben Eingangs- und Ausgangswellen, die in einer versetzten oder parallelen Position angeordnet sind. Wie bei In-Line-Planetengetrieben haben auch versetzte Planetengetriebe eine Sonnenschneide mit mehreren Planetenrädern, die auf einem Träger montiert sind und mit dem äußeren Ringrad vermeshen. Anstatt dass die Ausgabe in einer Geraden mit der Eingabe liegt, ist sie anders im Verhältnis zur Eingangswelle ausgerichtet. Durch die richtige Auswahl des Durchmessers und der Zähnezahl des Leerlaufrades können Eingangs- und Ausgangswelle auf einer gemeinsamen Achse liegen.

Rechter-Winkel-Planetengetriebe

Bei Rechter-Winkel-Planetengetrieben sind Eingangs- und Ausgangswelle so angeordnet, dass sie senkrecht zueinander stehen. Die Sonnenschneide, die Planetenräder, der Träger und der äußere Ring sind alle in derselben Konfiguration montiert wie bei den anderen Getrieben. Die Rotation der Planetenräder überträgt Leistung auf ein rechtwinkliges Kegelradgetriebe, das mit der Ausgangswelle verbunden ist.

 

Harmonic Drive Planetengetriebe

Harmonic Drive Planetengetriebe werden auch als Dehnwellengetriebe und Wellengeneratorgetriebe bezeichnet. Sie verwenden eine flexible Metalltasse und ein Kreisradsplinesystem, um Drehmoment zu übertragen. Die Komponenten eines Harmonic Drive Planetengetriebes sind das Kreisradspline und die flexible Tasse, die als Wellengenerator bezeichnet wird. Darüber hinaus verfügt das Getriebe über elliptische oder kreisförmige Zähne, die als Flexspline bezeichnet werden.

Die Eingangswelle treibt den Wellengenerator an, der dadurch deformiert wird und Wellen erzeugt, die sich entlang des Umfangs der Tasse bewegen. Die erzeugten Wellen greifen in die Zähne des Flexsplines ein, der sich um die zentrale Achse des Harmonic Drive Getriebes dreht. Der Flexspline verknüpft sich mit dem äußeren Ringzahnrad, das die Kraft auf die Ausgangswelle überträgt. Harmonic Drive Planetengetriebe haben null Spiel, hohe Präzision und eine hohe Drehmomentsdichte, was sie für Anwendungen ideal macht, in denen Genauigkeit und Wiederholbarkeit von

bedeutung sind, wie bei Robotik- und Automatisierungsanwendungen.

Simpson-Planetengetriebe

Ein Simpson-Planetengetriebe hat ein einzelnes Sonnenschiff und zwei oder drei Satellitenträger-Sätze, die in Serie verbunden sind. Die Struktur eines Simpson-Planetengetriebes hat drei Vorwärts-Gänge, einen Rückwärtsgang, eine Neutralstellung und wird in einer dreigliedrigen oder vierstufigen Automatik verwendet. Das Getriebe ist nach Howard Simpson benannt, einem bekannten Innovator von Designs für die Automobilindustrie.

Die beiden Sätze von Planetenrädern sind aufgrund eines gemeinsamen Sonnenschiffs voneinander abhängig. Der erste Zahnradsatz ist näher am Eingangswelle und synchronisiert mit dem Ring des zweiten Zahnradsatzes.

Ravigneaux-Planetengetriebe

Ein Ravigneaux-Planetengetriebe ist eine Weiterentwicklung des Simpson-Planetengetriebes und besteht aus zwei Sonnenschiffen, zwei Stirnradzähnen und zwei Sätzen von Planetenrädern auf einem einzigen Träger, was das Ravigneaux-Planetengetriebe kleiner, leichter und kostengünstiger macht. Die beiden Sonnenschiffe sind entlang einer gemeinsamen Rotationsachse zentral positioniert und haben unterschiedliche Größen.

Der Prozess für ein Ravigneaux-Planetengetriebe besteht darin, dass die kleinere der Sonnenträger ihr Satellitenradgesetz betätigt, das mit dem äußeren Zahnkranz in Verbindung steht. Der größere äußere Zahnkranz ist mit den Planetenräder beider Getriebe verbunden und engagiert die größere der beiden Sonnenräder. Ein Träger, mit einem anderen Radius, hält die Sätze der Planetenräder an ihrem Platz und ist mit der Antriebswelle verbunden. Er dreht sich als Einheit im Verhältnis zu den Sonnen- und Zahnkranzrädern.

Differential-Planetengetriebe

Bei einem Differential-Planetengetriebe rotiert jede Zahnradscheibe, was ein Schlüsselfaktor im Getriebe zur Antriebskraft der Räder eines Autos ist. Anfangs waren Automobile so eingerichtet, dass eines der Räder angetrieben wurde, während das andere Rad frei montiert war. Obwohl es eine effektive Fahrweise war, war es unsicher, weshalb eine Methode gesucht wurde, um beide Räder anzutreiben.

Die Entwicklung des Differentialplanetengetriebes erforderte, dass jede Radspeiche ihre eigene Antriebswelle hat. Mehrere Kegelräder mit einem Träger werden verwendet, um die Richtung der Drehung der Antriebswelle zu ändern. Das Getriebe besitzt ein großes Ringrad, einen Träger, zwei Planetenräder und ein Sonnrad. Das Ringrad ist an der Welle einer der Räder verbunden, während das Sonnrad an der anderen Radspeiche befestigt ist, was es ermöglicht, die Drehung der Antriebswelle zu verändern, um die Räder anzutreiben.

 

Planetengetriebe

Planetengetriebe werden von Hydraulikmotoren, Elektromotoren oder Verbrennungsmotoren angetrieben. Sie sind die gebräuchlichste Form von Getriebe und sind direkt an einen Präzisionsmotor angeschlossen oder integriert. Planetengetriebe übertragen Energie von einem Motor auf eine Ausgabe besonders effizient.

Radantrieb

Eine Nabengetriebeplanetenumsetzung ist die einfachste Form eines Getriebes und kann direkt mit einer Nabe verbunden werden, wobei Naben über das Gehäuse des Systems kombiniert werden. Der Träger für ein Nabengetriebeplanetenumsetzung befindet sich im Getriebe. Die direkte Verbindung des Getriebes zu den Naben hilft, die Größe des Getriebes zu reduzieren.

Wellen Ausgang

Wie bei anderen Planetenumsetzungen dreht die Sonnrad die Planetenräder, die in einem Träger innerhalb des Wellengetriebes untergebracht sind. Das Ringrad ist fixiert, während der Träger die Welle dreht. Das Gehäuse des Getriebes ist direkt an die Maschine befestigt, wobei die Ausgabe die drehende Welle ist.

Spindelausgang

Spindelausgang-Getriebe sind genau wie Wellenausgang-Getriebe, mit dem Hauptunterschied, dass die Ausgabe durch eine Flansch erfolgt.