Hộp số hành tinh là gì?

Hành tinh  Máy gia tốc

Hệ thống bánh răng hành tinh là một thiết lập đáng kinh ngạc. Nó có một bánh răng trung tâm, nhiều bánh răng hành tinh quay xung quanh nó và một bánh răng ngoài. Các bánh răng hành tinh được gắn trên khung đỡ. Thiết kế của nó cho phép tỷ lệ công suất-trọng lượng cao và truyền mô-men xoắn hiệu quả. Nó có thể cung cấp các tỷ số truyền khác nhau. Với bánh răng mặt trời làm đầu vào, bánh răng vành hoặc khung đỡ hành tinh làm đầu ra, tùy thuộc vào các thành phần, các tỷ số khác nhau là có thể. Trong hộp số tự động, nó rất quan trọng để chuyển số mượt mà. Nó nhỏ gọn, phù hợp cho các ứng dụng có giới hạn không gian như trong hệ dẫn động máy móc hiện đại.

Chương Một: Bánh răng hành tinh là gì?

Một bánh răng hành tinh là một bánh răng epicyclic l gồm một bánh răng trung tâm, được gọi là bánh răng mặt trời và hoạt động như bánh răng đầu vào, mà có ba hoặc nhiều bánh răng hơn quay xung quanh nó được gọi là các hành tinh. Các bánh răng hành tinh kết nối với một bánh răng vành  bao quanh các bánh răng mặt trời và hành tinh và có hình dạng của một bánh răng côn nội bộ. Thiết kế của các bánh răng hành tinh khiến chúng đặc biệt vững chắc và dễ dàng chuyển đổi thành các tỷ số truyền khác nhau.

 

Chương Hai: Cách Tạo Ra Bánh Răng Hành Tinh

Bộ bánh răng hành tinh là một phương pháp để chuyển đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay. Chúng được phát triển bởi William Murdoch  vào năm 1781 để sử dụng với động cơ hơi nước như một sự thay thế cho trục khuỷu được dùng để tạo ra chuyển động quay. Một ứng dụng phổ biến cho hộp số hành tinh là việc giảm tốc độ trong không gian giới hạn.

Các thành phần chính và thiết yếu của hộp số hành tinh là bánh răng mặt trời hoặc bánh răng trung tâm, một số bánh răng khác được gọi là các hành tinh, một  bánh răng vành ngoài, và khung hành tinh r ier. Bốn thành phần của hộp số hành tinh cung cấp sự ổn định do tôi đó  sự phân bố đều f khối lượng và độ cứng xoay. Mô-men xoắn được áp dụng theo hướng bán kính đến các bánh răng và được truyền đi theo hướng bán kính mà không tạo áp lực lên các răng bánh răng.

Mặt trời

Bánh răng mặt trời là bánh răng trung tâm trong bộ bánh răng hành tinh nhận đầu vào cho bộ bánh răng. Khi bánh răng mặt trời được dẫn động bởi trục đầu vào  các bánh răng vệ tinh được trao quyền để dẫn động bánh răng vành. Cấu trúc của bộ bánh răng hành tinh được cấu hình sao cho các bánh răng nhỏ của giá đỡ, được gắn với các bánh răng vệ tinh, được kết nối với bánh răng mặt trời.

Bánh răng hành tinh

Các bánh răng hành tinh được gắn trên trục và di chuyển theo chuyển động của bánh răng mặt trời. Khi chúng quay ngược với bánh răng mặt trời, các răng của chúng cắn vào các răng của bánh răng vành đai. Khi các bánh răng hành tinh di chuyển, chúng quay xung quanh bánh răng mặt trời và bánh răng vành đai Bộ bánh răng hành tinh có một hoặc nhiều hơn một bánh răng hành tinh và điều khiển tốc độ truyền lực.

Răng cưa

Vành ngoài của hệ thống bánh răng hành tinh là bánh răng vành đai hoặc bánh răng annulus. Nó có răng ở chu vi trong và bề mặt nhẵn ở cạnh ngoài. Các răng của bánh răng hành tinh được hướng vào trong để khớp với các bánh răng hành tinh. Trục đỡ và bánh răng  hành tinh được gắn kết và bao quanh bởi bánh răng vành đai được cố định ở vị trí của nó. Tất cả các răng của bánh răng hành tinh đều khớp với bánh răng mặt trời  và bánh răng vành đai. Khi các bánh răng hành tinh quay xung quanh bánh răng mặt trời, bánh răng vành đai bị ép phải quay theo cùng hướng với  bánh răng mặt trời.

 

Chất mang

Các bánh răng hành tinh được cố định trên trục đỡ nối các tâm của chúng với bánh răng mặt trời và đảm bảo rằng chúng khớp sao cho ir các đường tròn bánh xe quay  mà không bị trượt. Thông thường, giá đỡ có thể di chuyển và quay tương đối so với bánh răng mặt trời. Nó được kết nối với  trung tâm của mỗi bánh răng hành tinh để cung cấp sự hỗ trợ. Hình thức đơn giản nhất của bánh răng hành tinh có một mặt trời, một hành tinh, một bánh răng vành đai  và một giá đỡ. Bánh răng hành tinh phức hợp có nhiều hơn một số loại bánh răng khác nhau, trở nên phức tạp hơn khi

số lượng bánh răng hành tinh tăng lên.

 

Cấu trúc bánh răng hành tinh

Bánh răng hành tinh cần q phải xác định nhiều đầu vào để có được một đầu ra cụ thể, bánh răng mặt trời nằm ở trung tâm của bộ phận và  kết nối với các răng của các bánh răng hành tinh, những bánh răng này nhỏ và được kết nối với khung giá đỡ được làm từ nhôm, gang hoặc thép. Khung giá đỡ có một trục cho mỗi bánh răng hành tinh bao quanh bánh răng mặt trời và bị bao quanh bởi vành đai thiết bị.

Cấu trúc của một bộ bánh răng hành tinh có thể bao gồm các bánh răng thẳng hoặc bánh răng xiên. Sự khác biệt giữa hai loại bánh răng là góc xoắn  với bánh răng thẳng có góc xoắn bằng không trong khi bánh răng xiên có góc xoắn từ 10 đến 30 độ. Dù ở dạng bánh răng nào  thì bạc đạn đóng vai trò quan trọng trong việc truyền moment của bộ bánh răng hành tinh. Bạc đạn bi cầu có kích thước phù hợp nhưng không thể  chịu được lực dọc trục. Loại bạc đạn lý tưởng là bạc đạn hình nón để chịu lực dọc trục và chúng lớn hơn bạc đạn bi cầu  .

 

Chương Ba: Các loại bánh răng hành tinh

Các loại bánh răng hành tinh được phân loại dựa trên hiệu suất, độ hiệu quả và khả năng thích ứng. Mỗi loại có khả năng chuyển đổi hai đầu vào thành một đầu ra duy nhất, đây là yếu tố khiến chúng phức tạp trong việc thiết kế và phân tích. Hình thức phổ biến nhất của bộ bánh răng hành tinh là một mặt trời đơn và một hành tinh đơn với khung đỡ và bánh răng vòng ngoài.

Bộ bánh răng hành tinh hoạt động ngược với trực giác, đây là yếu tố khiến việc phân tích chúng trở nên khó khăn f khó, nhưng vẫn thu hút và thú vị. Chúng cung cấp mô-men xoắn tuyệt vời với độ cứng phù hợp và ít tiếng ồn trong một kích thước nhỏ gọn. Các bánh răng hành tinh có nhiều dạng khác nhau.  các dạng và thiết kế đa dạng là một trong những lý do khiến chúng được sử dụng rộng rãi.

Danh sách ngắn về các bánh răng hành tinh bao gồm:

Đơn cấp

Nhiều giai đoạn

Trong dòng

Trục xuất

Đồng trục

Góc vuông

Bộ truyền động hài hòa

Độ chênh lệch

Simpson

Ravigneau x

Mười bộ bánh răng hành tinh này là một mẫu rất nhỏ từ danh sách đầy đủ các bộ bánh răng hành tinh, bao gồm cả các loại bánh răng chuyên dụng được thiết kế cho các ứng dụng độc đáo và khác thường. Điều quan trọng cần lưu ý là mỗi loại bộ bánh răng hành tinh đều có ưu điểm và nhược điểm của nó. Việc sử dụng chúng được xác định bởi cách chúng đáp ứng nhu cầu của một ứng dụng.

Bộ bánh răng hành tinh một cấp

Một bộ thiết bị hành tinh một giai đoạn bao gồm một thiết bị mặt trời, ba thiết bị hành tinh, một máy mang và thiết bị vòng. Cánh vào xoay bánh răng mặt trời, khiến bánh răng hành tinh xoay tàu sân bay và trục đầu ra. Các bánh răng có kích thước khác nhau với số lượng răng khác nhau thay đổi tốc độ và mô-men xoắn của đầu ra, Các bộ bánh răng hành tinh một giai đoạn được sử dụng với máy móc nặng, thiết bị công nghiệp và hộp số ô tô. Giống như hầu hết các bánh răng hành tinh, bánh răng hành tinh một giai đoạn được sử dụng vì thiết kế và trọng lượng nhỏ gọn của chúng.

Bộ thiết bị hành tinh đa giai đoạn

Bộ bánh răng hành tinh nhiều giai đoạn có hai hoặc nhiều bánh răng hành tinh để đạt được tốc độ và mô-men xoắn yêu cầu. Chúng có cấu trúc giống như bộ bánh răng hành tinh một giai đoạn nhưng có thêm một số bánh răng vào trục đầu vào trong bộ đầu tiên, được kết nối với bánh răng mặt trời của bộ đầu tiên. Máy mang cho bộ đầu tiên được kết nối với bánh răng mặt trời của bộ thứ hai, một mô hình tiếp tục với tất cả các bánh răng hành tinh trong bộ bánh răng hành tinh nhiều giai đoạn. Chúng đạt được tỷ lệ chuyển động cao trong một gói nhỏ gọn nhẹ.

 

Bộ thiết bị hành tinh trực tuyến

Với bộ bánh răng hành tinh trực tuyến, trục đầu vào và đầu ra nằm trong một đường thẳng và bao gồm một bánh răng mặt trời duy nhất và nhiều bánh răng hành tinh chứa trong một bánh răng vòng. Các bánh răng hành tinh được gắn trên một tàu sân bay, quay xung quanh mặt trời. Cánh vào xoay bánh răng mặt trời trung tâm, xoay bánh răng hành tinh được kết nối với bánh răng vòng, quay xung quanh trục trung tâm gửi điện đến trục đầu ra. Các bộ bánh răng hành tinh trực tuyến được sử dụng cho hiệu quả, mật độ mô-men xoắn và phản ứng thấp.

Hộp số hành tinh lệch tâm

Hộp số hành tinh lệch tâm còn được gọi là hộp số hành tinh trục song song. Chúng có trục đầu vào và đầu ra được đặt ở vị trí lệch tâm hoặc song song. Giống như hộp số hành tinh thẳng hàng, hộp số hành tinh lệch tâm có một bánh răng mặt trời với nhiều bánh răng hành tinh gắn trên khung đỡ mà kết hợp với bánh răng vành ngoài. Thay vì đầu ra nằm thẳng hàng với đầu vào, nó được căn chỉnh khác biệt liên quan đến trục đầu vào. Việc chọn đúng đường kính và số răng của bánh răng không tải cho phép trục đầu vào và đầu ra nằm trên cùng một trục.

Hộp số hành tinh góc vuông

Với hộp số hành tinh góc vuông, trục đầu vào và đầu ra được bố trí vuông góc với nhau. Bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh, khung đỡ và vành ngoài đều được lắp ráp theo cấu hình giống như các bộ truyền động khác. Sự quay của các bánh răng hành tinh truyền năng lượng đến một cặp bánh răng bevel góc vuông nối với trục đầu ra.

 

Bộ truyền động hành tinh Harmonic Drive

Bộ truyền động hành tinh Harmonic Drive còn được gọi là hộp số sóng căng và hộp số tạo sóng. Chúng sử dụng một cốc kim loại linh hoạt và bánh răng dạng tròn để truyền mô-men xoắn. Các thành phần của bộ truyền động hành tinh Harmonic Drive bao gồm bánh răng dạng tròn và cốc linh hoạt được gọi là bộ tạo sóng. Ngoài ra, bộ bánh răng có các bánh răng elip hoặc tròn được gọi là flexspline.

Trục đầu vào điều khiển bộ tạo sóng khiến nó biến dạng và tạo ra các sóng di chuyển dọc theo chu vi của cốc. Các sóng được tạo ra này sẽ kết hợp với các răng của flexspline, quay xung quanh trục chính của bộ truyền động Harmonic Drive. Flexspline kết nối với bánh răng ngoài, truyền công suất đến trục đầu ra. Bộ truyền động hành tinh Harmonic Drive có độ trễ bằng không, độ chính xác cao và mật độ mô-men xoắn cao, điều này làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng cần độ chính xác và khả năng lặp lại

như trong rô-bốt và các ứng dụng tự động hóa

Bộ bánh răng hành tinh Simpson

Một bộ bánh răng hành tinh Simpson có một bánh răng mặt trời duy nhất và hai hoặc ba bộ bánh răng hành tinh được kết nối theo chuỗi. Cấu trúc của bộ bánh răng hành tinh Simpson có ba số tiến, một số lùi, chế độ trung lập, và được sử dụng trong hộp số tự động có ba hoặc bốn tỷ lệ truyền. Bộ bánh răng được đặt tên theo Howard Simpson, một nhà sáng tạo nổi tiếng trong ngành công nghiệp ô tô.

Hai bộ bánh răng hành tinh phụ thuộc lẫn nhau do có chung một bánh răng mặt trời. Bộ bánh răng đầu tiên gần với trục đầu vào hơn và được đồng bộ hóa với vành bánh răng của bộ bánh răng thứ hai.

Bộ bánh răng hành tinh Ravigneaux

Một bộ bánh răng hành tinh Ravigneaux là sự cải tiến của bộ bánh răng hành tinh Simpson và bao gồm hai bánh răng mặt trời, hai vành bánh răng và hai bộ bánh răng hành tinh trên một khung đỡ đơn, điều này làm cho bộ bánh răng hành tinh Ravigneaux nhỏ gọn, nhẹ hơn và rẻ hơn. Hai bánh răng mặt trời được đặt ở vị trí trung tâm trên cùng một trục quay và có kích thước khác nhau.

Quy trình cho bộ bánh răng hành tinh Ravigneaux bao gồm việc bánh răng mặt trời nhỏ hơn kết hợp với bộ bánh răng hành tinh của nó, sau đó kết hợp với bánh răng vành ngoài. Bánh răng vành ngoài lớn hơn được kết nối với các bánh răng hành tinh của cả hai bộ bánh răng hành tinh và kết hợp với bánh răng mặt trời lớn hơn trong số hai bánh răng. Một giá đỡ, có bán kính khác nhau, giữ cố định các bộ bánh răng hành tinh và được kết nối với trục động cơ. Nó quay như một đơn vị liên quan đến các bánh răng mặt trời và vành ngoài.

Bộ bánh răng hành tinh vi sai

Với bộ bánh răng hành tinh vi sai, mỗi bánh răng đều quay, đây là yếu tố then chốt trong bộ bánh răng để lái bánh xe của một chiếc xe hơi. Ban đầu, các xe hơi được thiết lập để chỉ có một bánh xe được lái trong khi bánh xe kia được gắn tự do. Mặc dù đó là một phương pháp lái hiệu quả, nhưng nó không an toàn, dẫn đến việc cần tìm một phương pháp để lái cả hai bánh xe.

Việc phát triển bộ bánh răng hành tinh yêu cầu mỗi bánh xe phải có trục truyền riêng. Một số bánh răng hình nón với giá đỡ được sử dụng để thay đổi hướng quay của trục truyền. Bộ bánh răng gồm một vành lớn, một giá đỡ, hai bánh răng hành tinh và một bánh răng mặt trời. Vành lớn được kết nối với trục của một trong các bánh xe trong khi bánh răng mặt trời được gắn vào bánh xe còn lại, điều này cho phép thay đổi hướng quay của trục truyền để lái các bánh xe.

 

Hộp số hành tinh

Các hộp số hành tinh được kích hoạt bởi mô-tơ thủy lực, mô-tơ điện hoặc động cơ đốt trong. Đây là dạng hộp số phổ biến nhất và được kết nối trực tiếp với mô-tơ chính xác hoặc được tích hợp. Các hộp số hành tinh đặc biệt hiệu quả trong việc truyền năng lượng từ mô-tơ đến đầu ra.

Lái bánh xe

Hộp số hành tinh dẫn động bánh xe là dạng hộp số đơn giản nhất và có thể kết nối trực tiếp với bánh xe, với các bánh xe được kết hợp qua vỏ hệ thống. Bộ phận đỡ cho hộp số hành tinh dẫn động bánh xe nằm trong hộp số. Việc kết nối trực tiếp hộp số với bánh xe giúp giảm kích thước của hộp số.

Trục đầu ra

Giống như các hộp số hành tinh khác, bánh răng mặt trời làm quay các bánh răng hành tinh, được đặt trong bộ phận đỡ bên trong hộp số dẫn động trục. Bánh răng vành được cố định trong khi bộ phận đỡ làm quay trục dẫn động. Vỏ hộp số được gắn trực tiếp vào máy với đầu ra là trục quay.

Đầu ra trục đứng

Hộp số đầu ra trục đứng giống như hộp số đầu ra trục quay, sự khác biệt chính là đầu ra được cung cấp bởi một đĩa ren