Πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων: συσκευή, αρχή λειτουργίας, λειτουργία και επισκευή

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 14:00

Τα πλανητικά γρανάζια είναι από τα πιο σύνθετα κιβώτια ταχυτήτων. Με μικρό μέγεθος, ο σχεδιασμός χαρακτηρίζεται από υψηλή λειτουργικότητα, γεγονός που εξηγεί την ευρεία χρήση του σε τεχνολογικά μηχανήματα, ποδήλατα και οχήματα caterpillar. Μέχρι σήμερα, το πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων έχει πολλές σχεδιαστικές εκδόσεις, αλλά οι βασικές αρχές λειτουργίας των τροποποιήσεών του παραμένουν οι ίδιες.

Συσκευή μονάδας

Η βάση του σχεδιασμού σχηματίζεται από τρία μόνο λειτουργικά μέρη με έναν άξονα περιστροφής. Αντιπροσωπεύονται από έναν φορέα και δύο κεντρικούς τροχούς με γρανάζια. Η συσκευή παρέχει επίσης μια εκτεταμένη ομάδα βοηθητικών συνδέσμων με τη μορφή ενός σετ γραναζιών μονής μορφής, γραναζιών κορώνας και ρουλεμάν. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων είναι ένας μηχανισμός από την οικογένεια των γραναζιών.«κουτιά», αλλά με μια θεμελιώδη διαφορά. Συνίσταται στην υπό όρους ανεξαρτησία των γωνιακών ταχυτήτων καθενός από τους κύριους συνδέσμους. Τώρα αξίζει να εξοικειωθείτε με τα στοιχεία του αδρανούς με περισσότερες λεπτομέρειες:

• Ο φορέας είναι η βάση και ένα υποχρεωτικό μέρος οποιουδήποτε πλανητικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένων εκείνων με διαφορική σύνδεση. Πρόκειται για μηχανισμό μοχλού, ο οποίος είναι ένα χωρικό πιρούνι, ο άξονας του οποίου είναι ευθυγραμμισμένος με τον κοινό άξονα του κιβωτίου ταχυτήτων. Σε αυτήν την περίπτωση, οι άξονες μετάδοσης με δορυφόρους περιστρέφονται γύρω από αυτό στα επίπεδα των κεντρικών τροχών.
• Γραναζωτοί τροχοί. Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να διαχωριστούν οι ομάδες μεγάλων κεντρικών και μικρών κεντρικών τροχών αυτού του τύπου. Στην πρώτη περίπτωση, μιλάμε για μεγάλους τροχούς με εσωτερικά δόντια - αυτό το σύστημα ονομάζεται επίκυκλος. Όσον αφορά τα μικρά γρανάζια με δόντια, αυτά διακρίνονται από την εξωτερική διάταξη των δοντιών - που ονομάζονται και γρανάζια ήλιου.
• Δορυφόροι. Η ομάδα τροχών ενός πλανητικού κιβωτίου ταχυτήτων (λιγότερο συχνά ένας μόνο γραναζωτός τροχός), τα στοιχεία του οποίου έχουν απαραίτητα εξωτερικά δόντια. Οι δορυφόροι βρίσκονται στη σύζευξη και με τις δύο ομάδες κεντρικών τροχών. Ανάλογα με τη λειτουργικότητα και την ισχύ του εξοπλισμού, ο αριθμός των δορυφόρων μπορεί να κυμαίνεται από 2 έως 6, αλλά χρησιμοποιούνται συχνότερα 3 τμήματα, καθώς σε αυτήν την περίπτωση δεν χρειάζονται πρόσθετες συσκευές εξισορρόπησης.

Αρχές λειτουργίας πλανητικών κιβωτίων ταχυτήτων

Η αλλαγή μετάδοσης εξαρτάται από τη διαμόρφωση διάταξης των λειτουργικών μονάδων. Η τιμή θα έχει την κινητικότητα του στοιχείου και την κατεύθυνση της ροπής. Ένα από τα τρία συστατικά (φορέας,δορυφόροι, ηλιόλουστος εξοπλισμός) είναι στερεωμένος σε σταθερή θέση και τα άλλα δύο περιστρέφονται. Για να μπλοκάρει τα στοιχεία του πλανητικού κιβωτίου ταχυτήτων, η αρχή λειτουργίας του μηχανισμού προβλέπει τη σύνδεση ενός συστήματος band φρένων και συμπλεκτών. Εκτός εάν υπάρχουν φρένα και συμπλέκτες ασφάλισης σε διαφορικές συσκευές με κωνικά γρανάζια.

Το downshift μπορεί να ενεργοποιηθεί με δύο τρόπους. Στην πρώτη έκδοση, εφαρμόζεται η ακόλουθη αρχή: ο επίκυκλος σταματά, έναντι του οποίου η ροπή εργασίας από τη μονάδα ισχύος μεταφέρεται στη βάση του ηλίου και αφαιρείται από τον φορέα. Ως αποτέλεσμα, η ένταση περιστροφής του άξονα θα μειωθεί και το γρανάζι του ήλιου θα αυξηθεί σε συχνότητα λειτουργίας. Σε ένα εναλλακτικό σχήμα, το γρανάζι του ήλιου της συσκευής μπλοκάρεται και η περιστροφή μεταφέρεται από τον φορέα στον επίκυκλο. Το αποτέλεσμα είναι παρόμοιο, αλλά με μια μικρή διαφορά. Το γεγονός είναι ότι η σχέση μετάδοσης σε αυτό το λειτουργικό μοντέλο θα τείνει προς την ενότητα.

Στη διαδικασία αλλαγής ταχυτήτων, μπορούν επίσης να εφαρμοστούν πολλά μοντέλα εργασίας και για το ίδιο πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων. Η αρχή της λειτουργίας στο απλούστερο σχήμα έχει ως εξής: ο επίκυκλος μπλοκάρεται και η στιγμή περιστροφής μεταφέρεται από τον κεντρικό ηλιακό γρανάζι και μεταδίδεται στους δορυφόρους και τον φορέα. Σε αυτή τη λειτουργία, ο μηχανισμός λειτουργεί ως κιβώτιο ταχυτήτων. Σε μια άλλη διαμόρφωση, το γρανάζι θα μπλοκάρει και η ροπή θα μεταφερθεί από το γρανάζι στον φορέα. Επίσης, η αρχή λειτουργίας είναι παρόμοια με την πρώτη επιλογή, αλλά υπάρχει διαφορά στη συχνότητα περιστροφής. Όταν μπαίνει η όπισθεν, ροπήη στρέψη θα αφαιρεθεί από τον επίκυκλο και θα μεταδοθεί στον αντηλιακό. Σε αυτήν την περίπτωση, ο φορέας πρέπει να βρίσκεται σε ακίνητη κατάσταση.

Λειτουργίες ροής εργασίας

Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ πλανητικών μηχανισμών και άλλων τύπων κιβωτίων ταχυτήτων είναι η ήδη αναφερθείσα ανεξαρτησία των στοιχείων εργασίας, η οποία διατυπώνεται ως δύο βαθμοί ελευθερίας. Αυτό σημαίνει ότι λόγω της διαφορικής εξάρτησης, για τον υπολογισμό της γωνιακής ταχύτητας ενός στοιχείου του συστήματος, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι ταχύτητες των άλλων δύο μειωτήρες. Συγκριτικά, άλλα κιβώτια ταχυτήτων υποθέτουν μια γραμμική σχέση μεταξύ των στοιχείων για τον προσδιορισμό της γωνιακής ταχύτητας. Με άλλα λόγια, οι γωνιακές ταχύτητες του πλανητικού «κουτιού» μπορούν να αλλάξουν στην έξοδο, ανεξάρτητα από τη δυναμική απόδοση στην είσοδο. Με σταθερά και σταθερά γρανάζια, καθίσταται δυνατή η σύνοψη και η κατανομή των ροών ισχύος.

Στους απλούστερους μηχανισμούς, υπάρχουν δύο βαθμοί ελευθερίας των συνδέσμων γραναζιών, αλλά η λειτουργία πολύπλοκων συστημάτων μπορεί επίσης να προβλέπει την παρουσία τριών μοιρών. Για να γίνει αυτό, ο μηχανισμός πρέπει να έχει τουλάχιστον τέσσερις λειτουργικούς συνδέσμους, οι οποίοι θα είναι σε διαφορική σύνδεση μεταξύ τους. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι μια τέτοια διαμόρφωση θα είναι πραγματικά αναποτελεσματική λόγω χαμηλής απόδοσης, επομένως στην πράξη, οι εφαρμογές και οι μεταδόσεις με τέσσερις συνδέσμους διατηρούν δύο βαθμούς ελευθερίας.

Απλοί και σύνθετοι πλανητικόι γρανάζια

Ένα από τα σημάδια της διαίρεσης των πλανητικών μηχανισμών σε απλούς καισύνθετο - αυτός είναι ο αριθμός των συνδέσμων εργασίας. Επιπλέον, μιλάμε μόνο για τους κύριους κόμβους και δεν λαμβάνονται υπόψη ομάδες δορυφόρων. Ένα απλό σύστημα έχει συνήθως τρεις συνδέσμους, αν και οι επτά επιτρέπονται από την κινηματική. Ως παράδειγμα ενός τέτοιου συστήματος, μπορούμε να αναφέρουμε σετ μονών και διπλών γραναζιών, καθώς και ζευγαρωμένες ομάδες ταχυτήτων.

Υπάρχουν πολύ περισσότεροι κύριοι σύνδεσμοι σε πολύπλοκους μηχανισμούς παρά σε απλούς. Παρέχουν τουλάχιστον έναν φορέα, αλλά μπορεί να υπάρχουν περισσότεροι από τρεις κεντρικοί τροχοί. Επιπλέον, η αρχή λειτουργίας του πλανητικού κιβωτίου ταχυτήτων επιτρέπει τη χρήση πολλών απλών μονάδων ακόμη και σε ένα πολύπλοκο σύστημα. Για παράδειγμα, ένα μοντέλο τεσσάρων συνδέσμων μπορεί να έχει έως τρεις απλούς κόμβους και ένα μοντέλο πέντε συνδέσμων μπορεί να έχει έως και έξι. Ωστόσο, η πλήρης ανεξαρτησία απλών πλανητικών συστημάτων στο πλαίσιο σύνθετων συσκευών αποκλείεται. Το γεγονός είναι ότι αρκετοί τέτοιοι μηχανισμοί είναι πιο πιθανό να έχουν έναν κοινό φορέα.

Στοιχεία ελέγχου μηχανισμού

Διατηρώντας αρκετούς βαθμούς ελευθερίας, η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως η κύρια αυτάρκης λειτουργία. Αλλά εάν επιλεγεί ένα μοντέλο με έναν οδηγό και έναν οδηγούμενο σύνδεσμο (λειτουργία μειωτήρα), τότε θα χρειαστεί να ορίσετε ορισμένες ταχύτητες για αυτά. Για αυτό, χρησιμοποιούνται τα στοιχεία ελέγχου του πλανητικού κιβωτίου ταχυτήτων. Η αρχή της λειτουργίας τους είναι η ανακατανομή των στροφών λόγω του συμπλέκτη τριβής και των φρένων. Οι επιπλέον βαθμοί ελευθερίας αφαιρούνται και οι κύριοι ελεύθεροι κόμβοι γίνονται αναφορά.

Τα Frictions είναι υπεύθυνα για τη σύνδεση δύο δωρεάν συνδέσμων ήένας σύνδεσμος (επίσης δωρεάν) με εξωτερικό τροφοδοτικό. Και οι δύο διαμορφώσεις των συμπλεκτών σε συνθήκες μπλοκαρίσματος παρέχουν στους ελεγχόμενους συνδέσμους μια ορισμένη γωνιακή ταχύτητα και όχι μηδενική. Από σχεδίαση, τέτοια στοιχεία είναι συμπλέκτες πολλαπλών δίσκων, αλλά μερικές φορές υπάρχουν και συμβατικοί συμπλέκτες για τη μετάδοση της ροπής.

Όσον αφορά το φρένο, το καθήκον του στην υποδομή ελέγχου του πλανητικού κιβωτίου ταχυτήτων είναι να συνδέσει τους δωρεάν συνδέσμους στο κιβώτιο ταχυτήτων. Αυτό το στοιχείο, υπό συνθήκες αποκλεισμού, προικίζει τους ελεύθερους συνδέσμους με μηδενική γωνιακή ταχύτητα. Σύμφωνα με την τεχνική συσκευή, τέτοια φρένα είναι παρόμοια με τους συμπλέκτες, αλλά στις απλούστερες εκδόσεις - μονοδίσκος, παπουτσιού και ταινίας.

Εφαρμογή του πλανητικού γραναζιού

Για πρώτη φορά αυτή η μονάδα χρησιμοποιήθηκε στο αυτοκίνητο Ford T με τη μορφή κιβωτίου ταχυτήτων δύο ταχυτήτων με αρχή αλλαγής ποδιού και φρένα ζώνης. Στο μέλλον, η συσκευή πέρασε από πολλούς μετασχηματισμούς και σήμερα το ιαπωνικό πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων Prius μπορεί να ονομαστεί η τελευταία έκδοση μηχανισμών αυτού του τύπου. Η αρχή λειτουργίας αυτής της μονάδας είναι η διανομή ενέργειας μεταξύ του σταθμού παραγωγής ενέργειας (που μπορεί να είναι υβριδικό) και των τροχών. Κατά τη λειτουργία, ο κινητήρας σταματά, μετά την οποία αποστέλλεται ενέργεια στη γεννήτρια, με αποτέλεσμα οι τροχοί να αρχίζουν να κινούνται.

Σε αυτήν την περίπτωση, το σύστημα δεν μπορεί να είναι μόνο η λειτουργικότητα ενός κιβωτίου ταχυτήτων και μόνο. Σήμερα, αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται σε κιβώτια ταχυτήτων, διαφορικά, σε σύνθετακινηματικά διαγράμματα βιομηχανικού εξοπλισμού, σε συστήματα κίνησης ειδικού εξοπλισμού και αεροσκαφών. Οι προηγμένοι γίγαντες αυτοκινήτων κατακτούν επίσης τις αρχές λειτουργίας του μηχανισμού σε συνδυασμό με ηλεκτρομαγνητικούς και ηλεκτρομηχανικούς κινητήρες. Το ίδιο πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων Prius έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα. Δεν υπάρχει το ίδιο κιβώτιο ταχυτήτων με την παραδοσιακή έννοια σε τέτοια σχέδια, αλλά υπάρχει μια εμφάνιση μεταβλητού χωρίς αλλαγή βήματος - ένα σύμπλεγμα πλανητικών γραναζιών που θέτει σε κίνηση τους τροχούς και λαμβάνει ενέργεια από τον κινητήρα εκτελεί αυτή τη λειτουργία.

Πλανητικό κιβώτιο ποδηλάτων

Με την παραδοσιακή έννοια, δεν υπάρχει κιβώτιο ταχυτήτων στην ποδηλατική μεταφορά εφοδιασμένο με πλανητικούς μηχανισμούς. Πρόκειται για δακτυλίους με το ίδιο γρανάζι ηλίου, το οποίο είναι άκαμπτα στερεωμένο στους πίσω τροχούς στον άξονά τους. Επίσης, χρησιμοποιείται ένας φορέας για στερέωση, ο οποίος καθορίζει την κατεύθυνση κίνησης των δορυφόρων και δεν τους επιτρέπει να διασκορπιστούν και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Και το πιο σημαντικό στοιχείο του πλανητικού "κουτιού" του ποδηλάτου αντιπροσωπεύεται από ένα επικυκλικό γρανάζι, η περιστροφή του οποίου συμβαίνει λόγω του πετάλι. Όταν αλλάζει η ταχύτητα, ο ενεργοποιητής πλήμνης (διπλωμένος δίσκος) αλλάζει τη δυναμική του φορέα, που έχει ως αποτέλεσμα τη ρύθμιση της ταχύτητας.

Δηλαδή, μπορούμε και πάλι να συμπεράνουμε ότι το πλανητικό μοντέλο λειτουργεί ως κιβώτιο ταχυτήτων. Σε αυτό το σύστημα, ο επίκυκλος εκτελεί τη λειτουργία ενός κινούμενου κρίκου στην αλυσίδα, το γρανάζι του ήλιου παραμένει ακίνητο και ο φορέας κλείνει στο περίβλημα. ΣτοΣε αυτή την περίπτωση, τα σχήματα εργασίας των απλών και πολλαπλών ταχυτήτων δακτυλίων θα είναι τα ίδια. Η μόνη μικρή διαφορά είναι ότι κάθε κόμβος του πλανητικού συστήματος έχει τους δικούς του αυστηρά καθορισμένους δείκτες των σχέσεων μετάδοσης.

Λειτουργική διαδικασία

Το κύριο μέτρο στη λειτουργία αυτού του μηχανισμού από τον χρήστη είναι η διατήρηση του πλανητικού γραναζιού σε βέλτιστη κατάσταση λειτουργίας. Αυτό επιτυγχάνεται με περιοδικό καθαρισμό των στοιχείων και, κυρίως, με λίπανση. Τι πρέπει να λιπαίνεται στο πλανητικό κουτί; Κυρίως συρόμενα ρουλεμάν του μειωτήρα. Το λάδι κατευθύνεται από τον στροφαλοφόρο άξονα στην κοιλότητα του άξονα του γραναζιού, γεμίζοντας τις κοιλότητες των δορυφόρων με γρανάζια. Περαιτέρω, ανάλογα με τον σχεδιασμό, το τεχνικό λιπαντικό εισέρχεται στα ρουλεμάν του γραναζιού μέσω των ακίδων και των ακτινικών οπών. Για μέγιστη κατανομή λαδιού κατά μήκος των ρουλεμάν, μερικές φορές γίνεται ένα επίπεδο στο εξωτερικό του κορμού.

Τα γρανάζια λιπαίνονται είτε βυθίζοντας τα δόντια του τροχού σε λουτρό υγρού είτε κατευθύνοντας λάδι στην περιοχή του κοτσαδόρου μέσω ειδικών ακροφυσίων. Πραγματοποιείται δηλαδή λίπανση με πίδακα ή λίπανση εμβάπτισης. Αλλά ο πιο αποτελεσματικός τρόπος είναι η εξάπλωση της ομίχλης λαδιού, η οποία χρησιμοποιείται σε σχέση με τα στοιχεία εμπλοκής και τα ρουλεμάν. Αυτή η μέθοδος λίπανσης εφαρμόζεται με ψεκασμό από ειδικό πιστόλι ψεκασμού.

Όσον αφορά το ίδιο το λιπαντικό, συνιστώνται λιπαντικά μη κράματα πετρελαίου για πλανητικά γρανάζια. Για παράδειγμα, οι βιομηχανικές συνθέσεις γενικής χρήσης είναι κατάλληλες για χρήση. Για υψηλή ταχύτηταμηχανισμών, είναι επιθυμητό να χρησιμοποιηθούν ειδικοί στρόβιλοι και εγκαταστάσεις αεροπορίας.

Βλάβες και μηχανισμός επισκευής

Το πιο κοινό σύμπτωμα μιας αστοχίας πλανητικού γραναζιού είναι η παρουσία κραδασμών στην περιοχή του κιβωτίου. Οι οδηγοί σημειώνουν επίσης ξένους θορύβους, κραδασμούς και συσπάσεις. Η παρουσία ορισμένων συμπτωμάτων εξαρτάται από τη φύση της δυσλειτουργίας, για την οποία μπορεί να υπάρχουν διάφοροι λόγοι:

• Υπερθέρμανση μηχανισμού.
• Επιθετικό στυλ οδήγησης με δυνατό φρενάρισμα και επιτάχυνση.
• Έλλειψη λαδιού, χαμηλή στάθμη ή ανεπαρκής ποιότητα.
• Ανεπαρκής προθέρμανση του κιβωτίου ταχυτήτων πριν την οδήγηση.
• ολίσθηση στον πάγο.
• Αυτοκίνητο χτυπά χιόνι ή λάσπη.
• Φθορά στοιχείων πλανητικού γραναζιού.

Για να επισκευάσετε ένα πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων, πρέπει να γνωρίζετε τη συγκεκριμένη αιτία της αστοχίας του. Για αυτό, ο μηχανισμός αποσυναρμολογείται. Συνήθως το κιβώτιο βιδώνεται μέσα στον κινητήριο άξονα. Είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε τους βραχίονες ταχύτητας από μία από τις πλευρές (ανάλογα με το σχέδιο) και στη συνέχεια να ξεβιδώσετε το μπουλόνι μέσα από την οπή στον κινητήριο άξονα. Στη συνέχεια, το στοιχείο καθαρίζεται ή αντικαθίσταται. Συνήθως, πρόκειται για μόλυνση από μεταλλικό σκάνδαλο, σπασμένα δόντια, φθαρμένους άξονες και γρανάζια.

Συμπέρασμα

Οι πλανητικές μηχανισμοί διαφέρουν ως προς την πολυπλοκότητα της συσκευής, η οποία έχει τα θετικά και τα αρνητικά της. Το πρώτο είναι η ισορροπίασυντηρημένα στοιχεία με σχετικά ακριβή κατανομή δυνάμεων. Αυτός ο παράγοντας επιτρέπει την ανάπτυξη μονάδων αλλαγής ταχυτήτων μέτριου μεγέθους, που επιτρέπουν μια βελτιστοποιημένη διάταξη. Στην περίπτωση του «πλανητικού» του ποδηλάτου, σημειώνονται επίσης εργονομικά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της δυνατότητας εναλλαγής σε όρθια θέση. Όταν οδηγείτε στην πόλη, αυτή είναι μια ιδιαίτερα χρήσιμη ποιότητα, καθώς πρέπει να αλλάζετε τρόπους ταχύτητας αρκετά συχνά. Αν μιλάμε για τις αδυναμίες των πλανητικών συστημάτων, τότε με μεγάλες σχέσεις μετάδοσης εξακολουθούν να χαρακτηρίζονται από μέτρια απόδοση. Επίσης, το σύστημα απαιτεί ακριβή συναρμολόγηση, καθώς οι παραμικρές αποκλίσεις αυξάνουν τον κίνδυνο της ίδιας φθοράς των εξαρτημάτων.