چیست گیر دنده ای سیار؟

سیاره‌ای  چرخ چرخ

یک سیستم دندانه سیار، تنظیمی شگفت‌انگیز است. این سیستم شامل یک دندانه مرکزی (خورشیدی)، تعدادی دندانه سیار که دور آن می‌چرخند و یک دندانه حلقه‌ای خارجی است. دندانه‌های سیار بر روی یک نقاله قرار دارند. طراحی آن به نسبت قدرت به وزن بالا و منتقل کردن گشتاور به صورت کارآمد اجازه می‌دهد. می‌تواند نسبت‌های گیر مختلفی را فراهم کند. با در نظر گرفتن دندانه خورشیدی به عنوان ورودی و دندانه حلقه‌ای یا نقاله دندانه‌های سیار به عنوان خروجی، بسته به مؤلفه‌ها، نسبت‌های مختلفی ممکن هستند. در جعبه‌های دنده خودرو، برای تغییر دنده بدون ارتعاش نقش کلیدی دارد. این سیستم فشرده است و مناسب کاربردهایی است که محدودیت فضا دارند، مانند در سیستم‌های پیشران ماشین‌های مدرن.

فصل اول: چیست دندانه سیار؟

یک دندانه سیار نوعی دندانه اپیسیکل است... لیتر gear ای سی که از یک گیر مرکزی تشکیل شده است، به آن گیر خورشیدی گفته می شود و به عنوان گیر ورودی عمل می کند، که سه یا بیشتر گیر دارای دوران حول آن وجود دارد که به آنها گیر های سیار گفته می شود. گیر های سیار با یک گیر حلقه ای در تعامل هستند که  حلقه‌ای است که گیر دهانه خورشید و گیرهای سیار را در بر می‌گیرد و شکل یک گیر داخلی دندانه دارد. طراحی گیرهای سیار آنها را به شکل استثنایی محکم و ساده برای تبدیل به نسبت‌های گیر مختلف می‌سازد.

 

فصل دوم: گیرهای سیار چگونه ساخته می‌شوند

مجموعه‌های گیر سیار روشی برای تبدیل حرکت متقابل به حرکت چرخشی هستند. این گیرها توسط ویلیام مردوخ در سال ۱۷۸۱ برای استفاده با موتورهای بخار توسعه یافتند تا جای کرک‌ها که برای تولید حرکت چرخشی استفاده می‌شدند، جایگزین شوند.  یک کاربرد رایج برای گیر های سیار، کاهش سرعت در فضاى محدود است.

مؤلفه های اصلی و ضروری یک گیر سیار شامل گیر خورشیدی یا گیر مرکزی، چندین گیر دیگر که به عنوان سیارات شناخته می شوند، یک  گیر حلقه ای خارجی و یک ماشین سیار هستند ر یر. چهار مولفه یک گیربکس سیار استقرار را فراهم می کند من به دلیل  توزیع مساوی f جرم و سختی چرخشی. گشتاور به دنده‌ها از جهت شعاعی اعمال می‌شود و بدون ایجاد فشار روی دندان‌های دنده به صورت شعاعی منتقل می‌شود.

دنده خورشیدی

دنده خورشیدی دنده مرکزی در مجموعه دنده‌های سیار است که ورودی را دریافت می‌کند. هنگامی که دنده خورشیدی توسط ورودی در حال چرخش است  دانه‌های دنده قدرت گرفتن را برای چرخاندن دنده حلقه‌ای به دست می‌آورند. ساختار مجموعه دنده‌های سیار به گونه‌ای تنظیم شده است که پینیون‌ها از حامل، که به گیرهای سیار متصل است، با گیر خورشیدی درگیر هستند.

گیرهای سیار

گیرهای سیار بر روی حامل نصب شده اند و با حرکت حامل درگیر می شوند دندانه‌های خورشید. هنگامی که آنها در برابر چرخش می‌کنند، دندانه‌های آنها با دندانه‌های دنده حلقه اتصال می‌یابد. هنگامی که دنده‌های سیار حرکت می‌کنند، دور دنده خورشید و حلقه چرخیده می‌شوند دنده‌های سیار شامل یک یا چند دنده سیار هستند و سرعت انتقال قدرت را کنترل می‌کنند.

Ring gear

حلقه بیرونی سیستم دنده سیار، دنده حلقه یا دنده انولوس است. این دنده دندانه‌هایی روی محیط داخلی خود دارد و بر روی لبه بیرونی خود滑است دندانه‌های دنده حلقه سیار به سمت داخل شتاب می‌دهند تا با دنده‌های سیار درهم و برهم شوند. بردار و سیار  دندانه‌ها به وسیله دندهٔ حلقه که در موقعیت خود ثابت است، محصور شده‌اند. تمام دندان‌های دنده‌های سیار با دنده خورشیدی  و دنده حلقه همپوشانی می‌کنند. هنگامی که دنده‌های سیار دور دنده خورشیدی چرخیده‌اند، دنده حلقه مجبور می‌شود در همان جهت دنده خورشیدی چرخه.  دنده حلقه.

 

برنده‌کننده

دنده‌های سیار به یک باریکه متصل شده‌اند که مرکز آنها را به دنده خورشیدی متصل می‌کند و اطمینان می‌دهد که آنها به گونه‌ای همپوشانی کنند که دایره‌های دندانه‌ای لغزش نداشته باشند هوا و چرخش داشته باشند  بدون لغزش. معمولاً، حامل قابل حرکت بوده و نسبت به گیر دهنده خورشیدی回 می‌چرخد. این حامل به  مرکز هر یک از گیرهای سیار متصل است تا پشتیبانی ارائه دهد. ساده‌ترین شکل گیر سیار شامل یک خورشید، یک سیار، یک گیر حلقه‌ای  و یک حامل است. گیرهای سیار مرکب بیش از یکی از هر یک از این گیرها را دارا هستند که با افزایش تعداد گیرهای سیار پیچیده‌تر می‌شوند.

با افزایش تعداد گیرهای سیار، ساختار پیچیده‌تر می‌شود.

 

ساختار گیر سیار

دندانه‌های سیار نیاز به تعریف ورودی‌های متعددی دارند تا یک خروجی مشخص بدست آید، دندانه خورشید در مرکز مجموعه قرار دارد و q با دندانه‌های دندانه‌های سیار هم‌چرخه می‌شود، که کوچک هستند و به چارچوب باربر متصل شده‌اند که از آلومینیوم، فلز ریزگر یا فولاد ساخته شده است. باربر یک محور برای هر کدام از دندانه‌های سیار دارد که حول دندانه خورشید قرار دارند و  توسط دندانه حلقه احاطه شده‌اند. دندانه خورشید دندانه حلقه

ساختار یک مجموعه دنده سیار می‌تواند شامل دنده‌های درد یا پیچی باشد. تفاوت بین این دو نوع دنده، زاویه پیچش آنهاست  دنده‌های درد دارای زاویه پیچش صفر هستند در حالی که دنده‌های پیچی زاویه پیچش بین ۱۰ تا ۳۰ درجه دارند. با هر یک از این نوع دنده‌ها  میله‌های گلوله‌ای نقش مهمی در انتقال گشتاور مجموعه دنده سیار ایفا می‌کنند. میله‌های گلوله‌ای اندازه مناسبی دارند اما نمی‌توانند  نیروهای محوری را تحمل کنند. بهترین نوع میله‌ها، میله‌های برشی استوانه‌ای هستند که برای نیروهای محوری مناسب هستند و بزرگتر از میله‌های گلوله‌ای هستند.  میله‌های برشی استوانه‌ای.

 

فصل سوم: انواع گیرهای سیار

انواع مختلف گیرهای سیار بر اساس عملکرد، کارایی و انعطاف پذیری آنها تفکیک می‌شوند. هر نوع دارای توانایی تبدیل دو ورودی به یک خروجی است، عاملی که باعث می‌شود طراحی و تحلیل آنها پیچیده باشد. شکل رایج‌ترین گیرهای سیار مجموعه‌ای از یک خورشید واحد و یک سیاره واحد با حامل و گیر حلقه بیرونی است.

مجموعه‌های گیر سیار به صورت غیر直觉ی رفتار می‌کنند، عاملی که تحلیل آنها را دشوار می‌سازد f دشوار، اما جالب و علی رغم مشکلات خود، جذاب هستند. آنها گشتاور ممتازی فراهم می‌کنند با سختی مناسب و صداهای کم در اندازه کوچک. دنده‌های سیار در انواع مختلفی موجود هستند.  تعداد زیادی از طرح‌ها و طراحی‌ها دارند که یکی از دلایل استفاده گسترده از آنهاست.

فهرست کوتاهی از دنده‌های سیار شامل:

تک مرحله‌ای

چند مرحله‌ای

خطی

عدم تقارن

Coaxial

زاویه قائمه

دندانه هارمونیک

تفاضلی

سیمپسون

راوینیو ایکس

این ده مجموعه گیر دهانه‌ای تنها نمونه کوچکی از فهرست کامل گیرهای دهانه‌ای است، که شامل گیرهای تخصصی طراحی شده برای کاربردهای منحصر به فرد و غیرمعمول می‌شود. لازم است توجه داشته باشید که هر نوع از مجموعه گیر دهانه‌ای دارای نقاط قوت و ضعف خاص خود است. استفاده از آن‌ها بستگی به نحوه برآوردن نیازهای یک کاربرد دارد.

مجموعه گیر دهانه‌ای تک مرحله‌ای

مجموعه دنده‌ی یک مرحله‌ای سیار شامل دنده خورشیدی، سه دنده سیار، حامل و دنده حلقه است. در این سیستم، محور ورودی باعث چرخش دنده خورشیدی می‌شود که این به نوبه خود باعث چرخش دنده‌های سیار، حامل و محور خروجی می‌شود. دنده‌هایی با اندازه‌ها و تعداد دندان‌های مختلف سرعت و گشتاور خروجی را تغییر می‌دهند. مجموعه‌های دنده‌ی سیار یک مرحله‌ای در ماشین‌آلات سنگین، تجهیزات صنعتی و جعبه‌های دنده خودرو استفاده می‌شوند. همانطور که در بیشتر دنده‌های سیار مشاهده می‌شود، دنده‌های سیار یک مرحله‌ای به دلیل طراحی فشرده و وزن کم آنها استفاده می‌شوند.

مجموعه دنده‌ی چندمرحله‌ای سیار

مجموعه‌های دنده‌ی سیار چندمرحله‌ای دارای دو یا بیشتر دنده‌های سیار هستند تا سرعت و گشتاور مورد نیاز را به دست آورند. این مجموعه‌ها از نظر ساختاری مثل مجموعه‌های دنده‌ی سیار تک‌مرحله‌ای هستند، اما شامل تعداد بیشتری دنده در محور ورودی مجموعه اول هستند که به دنده خورشیدی مجموعه اول متصل می‌شوند. برگردان مجموعه اول به دنده خورشیدی مجموعه دوم متصل است، الگویی که به تمام دنده‌های سیار در مجموعه‌ی دنده‌ی سیار چندمرحله‌ای ادامه می‌یابد. مجموعه‌های دنده‌ی سیار چندمرحله‌ای در کاربردهایی که نیاز به گشتاور بالا و چندین سرعت خروجی دارند استفاده می‌شوند. آنها نسبت‌های گیربکس بالا را در بسته‌ای فشرده و سبک وزن به دست می‌آورند.

 

مجموعه‌ی دنده‌ی سیار خطی

با استفاده از مجموعه دنده‌های سیار درون‌خطی، محور ورودی و خروجی در یک خط مستقیم قرار دارند و شامل یک دنده خورشیدی و چندین دنده سیار در داخل یک دنده حلقه‌ای هستند. دنده‌های سیار بر روی یک نگه‌دار نصب شده‌اند که دور خورشید چرخیده می‌شوند. محور ورودی دنده خورشیدی مرکزی را چرخانده، این دنده دنده‌های سیار را که با دنده حلقه‌ای در تماس هستند، به چرخش در می‌آورد. چرخش حول محور مرکزی قدرت را به محور خروجی منتقل می‌کند. مجموعه دنده‌های سیار درون‌خطی به دلیل کارایی، 密度 گشتاور و بازتاب کم استفاده می‌شوند.

مجموعه دنده‌های سیار افست

مجموعه‌های دنده‌ی سیار افست به عنوان دنده‌های سیار با محورهای موازی شناخته می‌شوند. آنها دارای محور ورودی و خروجی قرار گرفته در موقعیت افست یا موازی هستند. همانطور که در مجموعه‌های دنده‌ی سیار خطی، مجموعه‌های دنده‌ی سیار افست دارای یک دنده خورشیدی با چندین دنده سیار که بر روی حامل نصب شده‌اند و با دنده حلقه‌ی بیرونی درهم‌گیری دارند. به جای اینکه خروجی در یک خط مستقیم با ورودی قرار بگیرد، به صورت متفاوتی نسبت به محور ورودی تنظیم می‌شود. انتخاب قطر و تعداد دندان‌های مناسب دنده خالی، امکان قرار گرفتن محورهای ورودی و خروجی بر روی یک محور مشترک را فراهم می‌کند.

مجموعه‌های دنده‌ی سیار زاویه‌ی راست

در مجموعه‌های دنده‌ی سیار زاویه‌ی راست، محورهای ورودی و خروجی به صورت عمود بر یکدیگر تنظیم شده‌اند. دنده خورشیدی، دنده‌های سیار، حامل و حلقه بیرونی همه به یک ترتیب مشابه مجموعه‌های دنده دیگر نصب شده‌اند. چرخش دنده‌های سیار قدرت را به یک مجموعه دنده‌ی زاویه‌ی راست منتقل می‌کند که به محور خروجی متصل است.

 

مجموعه‌ی دنده‌ی سیار هارمونیک

مجموعه‌ی گیر دنده‌ی هارمونیک که به آن جعبه‌دنده‌ی موج تنش و جعبه‌دنده‌ی تولیدکننده موج نیز می‌گویند، از یک فنجان فلزی انعطاف‌پذیر و دندانه‌ی دایره‌ای برای منتقل کردن گشتاور استفاده می‌کند. بخش‌هایی که در یک مجموعه‌ی گیر دنده‌ی هارمونیک وجود دارد شامل دندانه‌ی دایره‌ای و فنجان انعطاف‌پذیر است که به آن تولیدکننده موج گفته می‌شود. علاوه بر این، این مجموعه دارای دنده‌های بیضی‌وار یا دایره‌ای به نام فلکسپلاین است.

محور ورودی باعث حرکت تولیدکننده موج می‌شود که باعث تغییر شکل آن و ایجاد موج‌ها در طول محیط فنجان می‌شود. موج‌های ایجاد شده دندان‌های فلکسپلاین را درگیر می‌کنند که دور محور مرکزی مجموعه‌ی گیر دنده‌ی هارمونیک چرخیده می‌شوند. فلکسپلاین با دنده‌ی حلقه‌ای خارجی درهم‌افتاده و قدرت را به محور خروجی منتقل می‌کند. مجموعه‌های گیر دنده‌ی هارمونیک دارای صفر بازنه، دقت بالا و چگالی گشتاور بالا هستند که آن‌ها را مناسب جهت کاربردهایی که در آن‌ها دقت و تکرارپذیری ضروری است

مانند کاربردهای رباتیک و خودکارسازی

Simpson Planetary Gear Set

مجموعه ی دنده‌های سیمپسون شامل یک دنده ی خورشیدی و دو یا سه مجموعه از حامل‌های دنده‌های سیار است که به صورت سری به هم متصل شده‌اند. ساختار مجموعه ی دنده‌های سیمپسون شامل سه دنده ی جلو، یک دنده ی عقب، حالت نوترال و برای استفاده در تراسمیسیون خودکار سه یا چهار نسبتی است. این مجموعه دنده به نام هوارد سیمپسون، یک نوآور معروف در طراحی‌های صنعت خودرو، نامگذاری شده است.

دو مجموعه از دنده‌های سیار به دلیل داشتن یک خورشید مشترک، به هم وابسته هستند. اولین مجموعه دنده نزدیک‌تر به محور ورودی است و با حلقه مجموعه دنده دوم هماهنگ است.

مجموعه ی دنده‌های سیار راوینو

مجموعه ی دنده‌های سیار راوینو یک بهبود مجموعه ی دنده‌های سیمپسون است و شامل دو دنده ی خورشیدی، دو حلقه و دو مجموعه از دنده‌های سیار روی یک حامل واحد است که باعث می‌شود مجموعه ی دنده‌های سیار راوینو کوچک‌تر، سبک‌تر و ارزان‌تر باشد. دو دنده ی خورشیدی در طول یک محور چرخش مشترک قرار دارند و اندازه‌های مختلفی دارند.

فرآیند یک مجموعه دنده‌ی سیار راویگنو شامل این است که کوچکترین دنده خورشیدی به مجموعه دنده‌های سیار متصل شود که با دنده خارجی بزرگ تعامل دارند. دنده خارجی بزرگتر به دنده‌های سیار هر دو مجموعه دنده سیار متصل است و با بزرگترین دنده خورشیدی تعامل دارد. حامل، که شعاع مختلفی دارد، مجموعه دنده‌های سیار را نگهداری می‌کند و به محور راننده متصل است. این حامل در ارتباط با دنده‌های خورشیدی و خارجی دور می‌زند.

مجموعه دنده‌ی سیار دیفرانسیل

در یک مجموعه دنده‌ی سیار دیفرانسیل، تمام دنده‌ها چرخیده می‌شوند، که عامل کلیدی در مجموعه دنده برای راندن چرخ‌های ماشین است. ابتدا، ماشین‌ها طراحی شده بودند تا یکی از چرخ‌ها رانده شود در حالی که چرخ دیگر آزاد بود. هرچند این روش راندن موثر بود، اما نامطمئن بود و نیاز به پیدا کردن راهی برای راندن هر دو چرخ داشت.

توسعه دستگاه گیر دیفرانسیل سیار نیاز به این داشت که هر چرخ دارای محور خود باشد. چندین گیر مخروطی با حامل استفاده می‌شود تا جهت چرخش محور را تغییر دهد. مجموعه گیر شامل یک گیر بزرگ، حامل، دو گیر سیار و یک گیر خورشیدی است. گیر بزرگ به محور یکی از چرخ‌ها متصل است در حالی که گیر خورشیدی به چرخ دیگر متصل است، که این امکان را فراهم می‌کند تا جهت چرخش محور را برای حرکت چرخ‌ها تغییر دهد.

 

جعبه‌های گیر سیار

جعبه‌های گیر سیار توسط موتورهای هیدرولیک، الکتریکی یا موتورهای سوزش داخلی تغذیه می‌شوند. آنها شکل رایج‌ترین جعبه‌گیر هستند و مستقیماً به یک موتور دقیق متصل می‌شوند یا ادغام می‌شوند. جعبه‌های گیر سیار در انتقال انرژی از موتور به خروجی بسیار کارآمد هستند.

محور چرخ

گیربکس محرک چرخ، ساده‌ترین نوع گیربکس است و می‌تواند به صورت مستقیم به چرخ متصل شود، که در آن چرخ‌ها از طریق خود جعبه سیستم ترکیب می‌شوند. برای گیربکس محرک چرخ، حامل در داخل گیربکس قرار دارد. اتصال مستقیم گیربکس به چرخ‌ها کمک می‌کند تا اندازه گیربکس کاهش یابد.

خروجی محور

مانند سایر گیربکس‌های سیار، دنده مرکزی (خورشیدی) دنده‌های سیار را چرخانده که درون حامل قرار دارند که خود در گیربکس با محور قرار دارد. دنده حلقه‌ای ثابت است در حالی که حامل محور را چرخانده می‌شود. خود جعبه‌دنده به صورت مستقیم به ماشین متصل است و خروجی آن محور چرخان است.

خروجی اسپیندل

گیربکس خروجی اسپیندل شبیه گیربکس خروجی محور است، تفاوت اصلی در این است که خروجی توسط فلنج ارائه می‌شود.