Gearbox planet: perangkat, prinsip operasi, operasi, dan perbaikan

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-19 17:03

Gigi planet adalah salah satu kotak roda gigi paling kompleks. Dengan ukuran kecil, desainnya ditandai dengan fungsionalitas tinggi, yang menjelaskan penggunaannya secara luas di mesin teknologi, sepeda, dan kendaraan ulat. Hingga saat ini, planetary gearbox memiliki beberapa versi desain, tetapi prinsip dasar pengoperasian modifikasinya tetap sama.

Unit perangkat

Dasar desain hanya terdiri dari tiga bagian fungsional dengan satu sumbu rotasi. Mereka diwakili oleh pembawa dan dua roda tengah yang diarahkan. Perangkat ini juga menyediakan sekelompok besar tautan bantu dalam bentuk satu set roda gigi format tunggal, roda gigi mahkota, dan bantalan. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa gearbox planet adalah mekanisme dari keluarga roda gigi."kotak", tetapi dengan perbedaan mendasar. Ini terdiri dari kemandirian bersyarat dari kecepatan sudut masing-masing tautan utama. Sekarang ada baiknya membiasakan diri Anda dengan elemen-elemen agregat secara lebih rinci:

• Pembawa adalah dasar dan bagian wajib dari setiap sistem planet, termasuk yang memiliki koneksi diferensial. Ini adalah mekanisme tuas, yang merupakan garpu spasial, yang sumbunya sejajar dengan sumbu umum transmisi. Dalam hal ini, as roda gigi dengan satelit berputar di sekelilingnya pada bidang roda tengah.
• Roda gigi. Pertama-tama, perlu untuk memisahkan kelompok roda tengah besar dan kecil dari jenis ini. Dalam kasus pertama, kita berbicara tentang roda besar dengan gigi internal - sistem ini disebut epicycle. Sedangkan untuk roda gigi kecil bergigi, dibedakan dengan susunan gigi luar - disebut juga sun gear.
• Satelit. Kelompok roda gearbox planet (lebih jarang satu roda gigi tunggal), yang elemen-elemennya harus memiliki gigi eksternal. Satelit terletak di kopling dengan kedua kelompok roda pusat. Tergantung pada fungsi dan kekuatan peralatan, jumlah satelit dapat bervariasi dari 2 hingga 6, tetapi 3 segmen paling sering digunakan, karena dalam hal ini tidak diperlukan perangkat penyeimbang tambahan.

Prinsip pengoperasian gearbox planet

Perubahan transmisi tergantung pada konfigurasi tata letak unit fungsional. Nilai akan memiliki mobilitas elemen dan arah torsi. Salah satu dari tiga komponen (pembawa,satelit, sun gear) dipasang pada posisi tetap, dan dua lainnya berputar. Untuk memblokir elemen-elemen gearbox planet, prinsip pengoperasian mekanisme menyediakan koneksi sistem rem pita dan kopling. Kecuali jika ada rem dan kopling pengunci pada perangkat diferensial dengan roda gigi miring.

The downshift dapat diaktifkan dengan dua cara. Dalam versi pertama, prinsip berikut diterapkan: siklus berhenti, di mana momen kerja dari unit daya ditransfer ke dasar roda gigi matahari dan dikeluarkan dari pembawa. Akibatnya, intensitas putaran poros akan berkurang, dan sun gear akan meningkatkan frekuensi operasinya. Dalam skema alternatif, roda gigi matahari perangkat diblokir, dan rotasi ditransfer dari pembawa ke epicycle. Hasilnya serupa, tetapi dengan sedikit perbedaan. Faktanya adalah rasio roda gigi pada model kerja ini akan cenderung menyatu.

Dalam proses upshifting, beberapa model kerja juga dapat diterapkan, dan untuk planetary gearbox yang sama. Prinsip operasi dalam skema paling sederhana adalah sebagai berikut: epicycle diblokir, dan momen rotasi ditransfer dari sun gear pusat dan ditransmisikan ke satelit dan operator. Dalam mode ini, mekanismenya bekerja sebagai gearbox step-up. Dalam konfigurasi lain, roda gigi akan diblokir dan torsi akan ditransfer dari roda gigi ring ke pembawa. Juga, prinsip operasinya mirip dengan opsi pertama, tetapi ada perbedaan dalam frekuensi rotasi. Saat gigi mundur diaktifkan, torsitorsi akan dihapus dari epicycle dan akan ditransmisikan ke sun gear. Dalam hal ini, carrier harus dalam keadaan stasioner.

Fitur Alur Kerja

Perbedaan mendasar antara mekanisme planet dan jenis gearbox lainnya adalah independensi elemen kerja yang telah disebutkan, yang dirumuskan sebagai dua derajat kebebasan. Ini berarti bahwa karena ketergantungan diferensial, untuk menghitung kecepatan sudut satu komponen sistem, perlu memperhitungkan kecepatan dua unit roda gigi lainnya. Sebagai perbandingan, transmisi roda gigi lain mengasumsikan hubungan linier antara elemen-elemen dalam menentukan kecepatan sudut. Dengan kata lain, kecepatan sudut dari "kotak" planet dapat berubah pada output, terlepas dari kinerja dinamis pada input. Dengan gigi tetap dan stasioner, menjadi mungkin untuk meringkas dan mendistribusikan aliran daya.

Dalam mekanisme yang paling sederhana, ada dua derajat kebebasan tautan roda gigi, tetapi pengoperasian sistem yang kompleks juga dapat menyediakan keberadaan tiga derajat. Untuk melakukan ini, mekanisme harus memiliki setidaknya empat tautan fungsional, yang akan memiliki koneksi diferensial satu sama lain. Hal lain adalah bahwa konfigurasi seperti itu sebenarnya tidak efisien karena kinerjanya yang rendah, sehingga dalam praktiknya, aplikasi dan transmisi dengan empat tautan mempertahankan dua derajat kebebasan.

Gigi planet sederhana dan kompleks

Salah satu tanda pembagian mekanisme planet menjadi sederhana dankompleks - ini adalah jumlah tautan yang berfungsi. Selain itu, kita hanya berbicara tentang node utama, dan kelompok satelit tidak diperhitungkan. Sistem sederhana biasanya memiliki tiga tautan, meskipun ketujuh tautan tersebut diizinkan oleh kinematika. Sebagai contoh sistem seperti itu, kita dapat menyebutkan set roda gigi tunggal dan ganda, serta kelompok roda gigi yang saling berpasangan.

Ada lebih banyak tautan utama dalam mekanisme yang kompleks daripada yang sederhana. Mereka menyediakan setidaknya satu pengangkut, tetapi bisa ada lebih dari tiga roda pusat. Selain itu, prinsip pengoperasian gearbox planet memungkinkan penggunaan beberapa unit sederhana bahkan dalam satu sistem yang kompleks. Misalnya, model empat tautan dapat memiliki hingga tiga simpul sederhana, dan model lima tautan dapat memiliki hingga enam. Namun, kemandirian sistem planet sederhana dalam kerangka perangkat kompleks tidak mungkin. Faktanya adalah bahwa beberapa mekanisme seperti itu lebih cenderung memiliki satu pembawa yang sama.

Mekanisme kontrol

Sambil mempertahankan beberapa derajat kebebasan, perangkat dapat digunakan sebagai fungsi mandiri utama. Tetapi jika model dengan satu tautan terkemuka dan satu penggerak dipilih (mode peredam), maka perlu untuk mengatur kecepatan tertentu untuk mereka. Untuk ini, elemen kontrol gearbox planet digunakan. Prinsip operasinya adalah redistribusi kecepatan karena gesekan kopling dan rem. Derajat kebebasan ekstra dihilangkan, dan node bebas utama menjadi referensi.

Gesekan bertanggung jawab untuk menghubungkan dua tautan gratis atausatu tautan (juga gratis) dengan catu daya eksternal. Kedua konfigurasi kopling dalam kondisi pemblokiran memberikan tautan yang dikendalikan dengan kecepatan sudut tertentu, dan bukan nol. Secara desain, elemen tersebut adalah kopling multi-pelat, tetapi terkadang ada juga kopling konvensional untuk mentransmisikan torsi.

Mengenai rem, tugasnya dalam infrastruktur kontrol gearbox planetary adalah menghubungkan tautan bebas ke kotak roda gigi. Elemen ini, di bawah kondisi pemblokiran, memberikan tautan bebas dengan kecepatan sudut nol. Menurut perangkat teknis, rem semacam itu mirip dengan kopling, tetapi dalam versi yang paling sederhana - cakram tunggal, sepatu dan selotip.

Aplikasi dari planetary gear

Untuk pertama kalinya unit ini digunakan pada mobil Ford T dalam bentuk girboks dua percepatan dengan prinsip foot shift dan rem band. Di masa depan, perangkat mengalami banyak transformasi, dan hari ini gearbox planetary Prius Jepang dapat disebut sebagai versi terbaru dari mekanisme jenis ini. Prinsip pengoperasian unit ini adalah mendistribusikan energi antara pembangkit listrik (yang dapat hybrid) dan roda. Selama operasi, mesin berhenti, setelah itu energi dikirim ke generator, akibatnya roda mulai bergerak.

Dalam hal ini, sistem tidak hanya dapat berfungsi sebagai gearbox saja. Hari ini, perangkat ini digunakan di gearbox, diferensial, di kompleksdiagram kinematik peralatan industri, dalam sistem penggerak peralatan khusus dan pesawat terbang. Raksasa mobil canggih juga menguasai prinsip pengoperasian mekanisme yang dikombinasikan dengan penggerak elektromagnetik dan elektromekanis. Gearbox planetary Prius yang sama telah berhasil digunakan pada kendaraan listrik hibrida. Tidak ada gearbox itu sendiri dalam pengertian tradisional dalam desain seperti itu, tetapi ada kemiripan variator tanpa perpindahan langkah - kompleks roda gigi planet yang menggerakkan roda dan menerima energi dari mesin melakukan fungsi ini.

Gearbox Sepeda Planetary

Dalam pengertian tradisional, tidak ada gearbox dalam transportasi bersepeda yang dilengkapi dengan mekanisme planet. Ini adalah busing dengan roda gigi matahari yang sama, yang melekat erat pada roda belakang pada porosnya. Juga, pembawa digunakan untuk fiksasi, yang menentukan arah pergerakan satelit dan tidak memungkinkan mereka untuk membubarkan dan mengunci satu sama lain. Dan elemen terpenting dari "kotak" planet sepeda diwakili oleh roda gigi episiklik, yang rotasinya terjadi karena mengayuh. Ketika gigi diubah, aktuator hub (penggerak splined) mengubah dinamika pembawa, yang memiliki efek menyesuaikan kecepatan.

Yaitu, kita dapat kembali menyimpulkan bahwa model planet bekerja sebagai gearbox. Dalam sistem ini, epicycle melakukan fungsi tautan yang digerakkan dalam rantai, roda gigi matahari tetap diam, dan pembawa menutup pada rumahan. PadaDalam hal ini, skema kerja busing sederhana dan multi-kecepatan akan sama. Satu-satunya perbedaan kecil adalah bahwa setiap simpul dari sistem planet memiliki indikator rasio roda gigi yang ditentukan secara ketat.

Proses operasional

Tindakan utama dalam pengoperasian mekanisme ini oleh pengguna adalah menjaga planetary gear set dalam kondisi kerja yang optimal. Ini dicapai melalui pembersihan elemen secara berkala dan, yang paling penting, melalui pelumasan. Apa yang harus dilumasi di kotak planet? Terutama bantalan geser peredam. Oli diarahkan dari poros engkol ke rongga poros roda gigi, mengisi rongga satelit dengan roda gigi. Selanjutnya, tergantung pada desainnya, pelumas teknis memasuki bantalan roda gigi melalui pin dan lubang radial. Untuk distribusi oli yang maksimal di sepanjang bantalan, terkadang dibuat flat di bagian luar trunnion.

Gearing dilumasi baik dengan mencelupkan roda gigi ke dalam cairan mandi, atau dengan mengarahkan oli ke area hitch melalui nozel khusus. Artinya, pelumasan jet atau pelumasan celup direalisasikan. Tetapi cara yang paling efektif adalah penyebaran kabut minyak, yang digunakan dalam kaitannya dengan elemen pengikat dan bantalan. Metode pelumasan ini dilakukan dengan menyemprotkan dari pistol semprot khusus.

Untuk pelumas itu sendiri, minyak bumi murni direkomendasikan untuk roda gigi planetary. Misalnya, formulasi industri tujuan umum cocok untuk digunakan. Untuk kecepatan tinggimekanisme, diinginkan untuk menggunakan turbin khusus dan fasilitas penerbangan.

Kesalahan dan mekanisme perbaikan

Gejala paling umum dari kegagalan roda gigi planetary adalah adanya getaran di area kotak. Pengemudi juga memperhatikan suara-suara asing, guncangan, dan kedutan. Kehadiran gejala tertentu tergantung pada sifat malfungsi, yang mungkin disebabkan oleh beberapa alasan:

• Mekanisme overheating.
• Gaya mengemudi agresif dengan pengereman dan akselerasi berat.
• Kekurangan minyak, level rendah atau kualitas tidak mencukupi.
• Pemanasan transmisi yang tidak memadai sebelum mengemudi.
• Tergelincir di atas es.
• Mobil menabrak salju atau lumpur.
• Keausan elemen roda gigi planet.

Untuk memperbaiki gearbox planet, Anda perlu mengetahui penyebab spesifik kegagalannya. Untuk ini, mekanismenya dibongkar. Biasanya kotak dibaut di dalam poros penggerak. Anda perlu melepas braket kecepatan dari salah satu sisi (tergantung pada desainnya) dan kemudian membuka baut melalui lubang di poros penggerak. Selanjutnya, elemen dibersihkan atau diganti. Biasanya, ini adalah kontaminasi serpihan logam, gigi patah, as roda dan roda gigi yang aus.

Kesimpulan

Mekanisme planet berbeda dalam kompleksitas perangkat, yang memiliki pro dan kontra. Yang pertama adalah saldoelemen servis dengan distribusi gaya yang relatif akurat. Faktor ini memungkinkan pengembangan unit perpindahan gigi berukuran sedang, yang memungkinkan tata letak yang dioptimalkan. Dalam hal "planet" sepeda, keunggulan ergonomis juga diperhatikan, termasuk kemampuan untuk berpindah dalam posisi berdiri. Saat berkendara di sekitar kota, ini adalah kualitas yang sangat berguna, karena Anda harus sering mengubah mode kecepatan. Jika kita berbicara tentang kekurangan sistem planet, maka dengan rasio roda gigi yang besar mereka masih dicirikan oleh kinerja yang sederhana. Selain itu, sistem memerlukan perakitan yang tepat, karena penyimpangan sekecil apa pun meningkatkan risiko keausan suku cadang yang sama.