Planetväxellåda: enhet, princip för drift, drift och reparation

2024 Författare: Erin Ralphs | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-19 18:40

Planetväxlar är bland de mest komplexa växellådorna. Med en liten storlek kännetecknas designen av hög funktionalitet, vilket förklarar dess utbredda användning i tekniska maskiner, cyklar och larvfordon. Hittills har planetväxellådan flera designversioner, men de grundläggande principerna för driften av dess modifieringar förblir desamma.

Enhetsenhet

Basis för designen utgörs av endast tre funktionella delar med en rotationsaxel. De representeras av en bärare och två växlade centrala hjul. Enheten tillhandahåller också en omfattande grupp av hjälplänkar i form av en uppsättning växlar i enformat, kronhjul och lager. Av detta kan vi dra slutsatsen att planetväxellådan är en mekanism från familjen växlar."lådor", men med en fundamental skillnad. Den består i det villkorliga oberoendet av vinkelhastigheterna för var och en av huvudlänkarna. Nu är det värt att bekanta dig med elementen i aggregatet mer i detalj:

• Carrier är basen och en obligatorisk del av alla planetsystem, inklusive de med differentiell anslutning. Detta är en spakmekanism, som är en rumsgaffel, vars axel är i linje med transmissionens gemensamma axel. I det här fallet roterar växelaxlarna med satelliter runt dem i de centrala hjulens plan.
• Kugghjul. Först och främst är det nödvändigt att separera grupperna av stora centrala och små centrala hjul av denna typ. I det första fallet talar vi om stora hjul med inre tänder - detta system kallas epicykeln. När det gäller de små kugghjulen med tänder kännetecknas de av det yttre arrangemanget av tänderna - även kallat solhjulet.
• Satelliter. Hjulgruppen för en planetväxellåda (mindre ofta ett enda kugghjul), vars element nödvändigtvis har yttre tänder. Satelliter är placerade i kopplingen med båda grupperna av centrala hjul. Beroende på utrustningens funktionalitet och kraft kan antalet satelliter variera från 2 till 6, men 3 segment används oftast, eftersom det i det här fallet inte finns något behov av ytterligare balanseringsenheter.

Principer för drift av planetväxellådor

Ändring av överföring beror på layoutkonfigurationen för funktionella enheter. Värdet kommer att ha elementets rörlighet och vridmomentets riktning. En av de tre komponenterna (bärare,satelliter, solutrustning) är fixerad i ett fast läge och de andra två roterar. För att blockera elementen i planetväxellådan tillhandahåller principen för mekanismens funktion anslutning av ett system med bandbromsar och kopplingar. Såvida det inte finns bromsar och spärrkopplingar i differentialanordningar med koniska växlar.

Nedväxlingen kan aktiveras på två sätt. I den första versionen implementeras följande princip: epicykeln stannar, mot vilken arbetsmomentet från kraftenheten överförs till basen av solhjulet och tas bort från bäraren. Som ett resultat kommer axelns rotationsintensitet att minska, och solhjulet kommer att öka i driftsfrekvens. I ett alternativt schema blockeras enhetens solredskap och rotationen överförs från bäraren till epicykeln. Resultatet är liknande, men med en liten skillnad. Faktum är att utväxlingsförhållandet i denna arbetsmodell tenderar att bli enhetligt.

I uppväxlingsprocessen kan flera fungerande modeller också implementeras, och för samma planetväxellåda. Funktionsprincipen i det enklaste schemat är som följer: epicykeln är blockerad och rotationsmomentet överförs från det centrala solhjulet och överförs till satelliterna och bäraren. I detta läge fungerar mekanismen som en step-up växellåda. I en annan konfiguration kommer växeln att blockeras och vridmomentet kommer att överföras från ringen till hållaren. Funktionsprincipen liknar också det första alternativet, men det finns en skillnad i rotationsfrekvensen. När backväxeln är ilagd, vridmomenttorsion kommer att tas bort från epicykeln och kommer att överföras till solutrustningen. I det här fallet måste bäraren vara i ett stationärt tillstånd.

Arbetsflödesfunktioner

Den grundläggande skillnaden mellan planetmekanismer och andra typer av växellådor är det redan nämnda oberoendet av arbetselement, vilket är formulerat som två frihetsgrader. Detta betyder att på grund av differentialberoendet, för att beräkna vinkelhastigheten för en komponent i systemet, är det nödvändigt att ta hänsyn till hastigheterna för de andra två växelenheterna. Som jämförelse antar andra växellådor ett linjärt förhållande mellan elementen vid bestämning av vinkelhastigheten. Med andra ord kan den planetariska "lådans" vinkelhastigheter ändras vid utgången, oavsett den dynamiska prestandan vid ingången. Med fasta och stationära växlar blir det möjligt att sammanfatta och fördela kraftflöden.

I de enklaste mekanismerna finns det två frihetsgrader för växellänkar, men driften av komplexa system kan också tillhandahålla tre grader. För att göra detta måste mekanismen ha minst fyra funktionella länkar, som kommer att vara i differentiell förbindelse med varandra. En annan sak är att en sådan konfiguration faktiskt kommer att vara ineffektiv på grund av låg prestanda, så i praktiken behåller applikationer och överföringar med fyra länkar två frihetsgrader.

Enkla och komplexa planetväxlar

Ett av tecknen på uppdelningen av planetmekanismer i enkla ochkomplex - detta är antalet fungerande länkar. Dessutom talar vi bara om huvudnoderna, och grupper av satelliter beaktas inte. Ett enkelt system har vanligtvis tre länkar, även om alla sju är tillåtna av kinematik. Som ett exempel på ett sådant system kan vi nämna uppsättningar av enkla och dubbla växlar, såväl som parade sammankopplade grupper av växlar.

Det finns många fler huvudlänkar i komplexa mekanismer än i enkla. De tillhandahåller minst en bärare, men det kan finnas fler än tre centrala hjul. Dessutom tillåter principen för driften av planetväxellådan användningen av flera enkla enheter även inom ett komplext system. Till exempel kan en fyrlänksmodell ha upp till tre enkla noder och en femlänksmodell kan ha upp till sex. Enkla planetsystems fullständiga oberoende inom ramen för komplexa enheter är dock uteslutet. Faktum är att flera sådana mekanismer är mer benägna att ha en gemensam bärare.

Mekanismkontroller

Med bibehållen flera frihetsgrader kan enheten användas som den huvudsakliga självförsörjande funktionen. Men om en modell med en ledande och en driven länk väljs (reducerläge), kommer det att vara nödvändigt att ställa in vissa hastigheter för dem. För detta används planetväxellådans kontrollelement. Principen för deras funktion är omfördelningen av hastigheter på grund av friktionskopplingen och bromsarna. Extra frihetsgrader tas bort och de huvudsakliga fria noderna blir referens.

Frictions är ansvariga för att ansluta två gratis länkar elleren länk (också gratis) med en extern strömförsörjning. Båda konfigurationerna av kopplingar i blockerande förhållanden ger de kontrollerade länkarna en viss vinkelhastighet, och inte noll. Till sin konstruktion är sådana element flerplåtskopplingar, men ibland finns det även konventionella kopplingar för att överföra vridmoment.

När det gäller bromsen är dess uppgift i planetväxellådans kontrollinfrastruktur att ansluta de fria länkarna till växellådan. Detta element, under blockerande förhållanden, ger de fria länkarna noll vinkelhastighet. Enligt den tekniska enheten liknar sådana bromsar kopplingar, men i de enklaste versionerna - singelskiva, sko och tejp.

Applicering av planetväxeln

För första gången användes denna enhet i Ford T-bilen i form av en tvåväxlad växellåda med fotväxlingsprincip och bandbromsar. I framtiden gick enheten igenom många transformationer, och idag kan den japanska planetväxellådan Prius kallas den senaste versionen av mekanismer av denna typ. Funktionsprincipen för denna enhet är att fördela energi mellan kraftverket (som kan vara hybrid) och hjulen. Under drift stannar motorn, varefter energi skickas till generatorn, vilket gör att hjulen börjar röra sig.

I det här fallet kan systemet inte bara vara en växellådas funktion. Idag används denna enhet i växellådor, differentialer, i komplexakinematiska diagram av industriell utrustning, i drivsystem för specialutrustning och flygplan. Avancerade biljättar behärskar också principerna för driften av mekanismen i kombination med elektromagnetiska och elektromekaniska enheter. Samma Prius planetväxellåda har framgångsrikt använts i elhybridfordon. Det finns ingen växellåda i sig i traditionell mening i sådana konstruktioner, men det finns ett sken av en variator utan stegväxling - ett komplex av planetväxlar som sätter hjulen i rörelse och tar emot energi från motorn utför denna funktion.

Planetarisk cykelväxellåda

I traditionell mening finns det ingen växellåda i cykeltransporter försedd med planetmekanismer. Det här är bussningar med samma solhjul, som sitter fast på bakhjulen på deras axel. Dessutom används en bärare för fixering, som bestämmer rörelseriktningen för satelliterna och inte tillåter dem att spridas och låsa sig med varandra. Och det viktigaste elementet i den planetariska "lådan" på cykeln representeras av en epicyklisk växel, vars rotation uppstår på grund av trampningen. När växeln växlas ändrar navställdonet (splined drivning) bärarens dynamik, vilket har effekten att justera hastigheten.

Det vill säga, vi kan återigen dra slutsatsen att planetmodellen fungerar som en växellåda. I detta system utför epicykeln funktionen som en driven länk i kedjan, solhjulet förblir stationärt och hållaren stängs på huset. PåI det här fallet kommer arbetsscheman för enkla och flerhastighetsbussningar att vara desamma. Den enda lilla skillnaden är att varje nod i planetsystemet har sina egna strikt definierade indikatorer för utväxlingsförhållanden.

Driftsprocess

Huvudåtgärden för användarens användning av denna mekanism är att hålla planetväxeln i optim alt skick. Detta uppnås genom periodisk rengöring av elementen och, viktigast av allt, genom smörjning. Vad ska smörjas i planetlådan? Främst glidlager i reducern. Olja riktas från vevaxeln in i växelaxelns hålighet och fyller satelliternas hålrum med kugghjul. Beroende på designen kommer vidare tekniskt smörjmedel in i växellagren genom stiften och radiella hål. För maximal fördelning av olja längs lagrens längd görs ibland en plan på utsidan av tappen.

Kugghjulsväxeln smörjs antingen genom att doppa hjultänderna i ett vätskebad eller genom att rikta olja in i kopplingsområdet genom speciella munstycken. Dvs jetsmörjning eller doppsmörjning realiseras. Men det mest effektiva sättet är spridningen av oljedimma, som används i förhållande till ingrepp och lager. Denna smörjningsmetod implementeras genom sprutning från en speciell sprutpistol.

När det gäller själva smörjmedlet rekommenderas olegerade petroleumoljor för planetväxlar. Till exempel är industriella formuleringar för allmänna ändamål lämpliga för användning. För hög hastighetmekanismer är det önskvärt att använda speciella turbin- och flyganläggningar.

Fel och reparationsmekanism

Det vanligaste symtomet på fel på planetväxeln är närvaron av vibrationer i lådans område. Förare noterar också främmande ljud, stötar och ryckningar. Förekomsten av vissa symtom beror på felets karaktär, till vilka det kan finnas flera orsaker:

• Mekanism överhettning.
• Aggressiv körstil med kraftig inbromsning och acceleration.
• Brist på olja, låg nivå eller otillräcklig kvalitet.
• Otillräcklig uppvärmning av transmissionen före körning.
• Slirning på is.
• Bil som kör i snö eller lera.
• Slitage av planetväxelelement.

För att reparera en planetväxellåda måste du veta den specifika orsaken till dess fel. För detta är mekanismen demonterad. Vanligtvis är lådan bultad inuti drivaxeln. Det är nödvändigt att ta bort hastighetsfästena från en av sidorna (beroende på design) och sedan skruva loss bulten genom hålet i drivaxeln. Därefter rengörs eller byts elementet ut. Vanligtvis är dessa föroreningar av metallspån, trasiga tänder, slitna axlar och växlar.

Slutsats

Planetära mekanismer skiljer sig åt i enhetens komplexitet, som har sina för- och nackdelar. Den första är balansenbetjänade element med en relativt exakt fördelning av krafterna. Denna faktor möjliggör utvecklingen av växlingsenheter i måttlig storlek, vilket möjliggör en optimerad layout. När det gäller cykelns "planetariska" noteras även ergonomiska fördelar, inklusive möjligheten att växla i stående position. När du kör runt i staden är detta en särskilt användbar kvalitet, eftersom du måste ändra hastighetslägen ganska ofta. Om vi pratar om bristerna med planetsystem, kännetecknas de fortfarande av blygsamma prestanda med stora utväxlingsförhållanden. Systemet kräver också exakt montering, eftersom de minsta avvikelserna ökar risken för samma slitage på delar.