Планетарная коробка передач подробно — Энциклопедия журнала «За рулем»

Конструкция планетарной передачи, применение на тракторах, рабочий цикл и преимущества механизма с внешним зацеплением шестерен.

Планетарные передачи: конструктивные особенности

Планетарная передача, внешний вид

Относящиеся к КПП планетарные зубчатые передачи представляют собой набор взаимозацепляемых колес, минимальное количество которых – 4. Следует отметить наличие подвижной и неподвижной оси вращения. Колеса зубчатой формы обеспечивают хорошую связь между собой, имеется возможность осуществления дифференциального вращения. Данная система отличается долговечностью.

Дифференциал – это составляющий механизм коробки переключения передач на транспортном средстве. Данный элемент приводит в движение машину.

Следует перечислить основные составляющие элементы автомобильной автоматической КПП:

• Солнечная шестерня;
• водило;
• кольцевая шестерня.

Водило – это рычажный механизм. Данная комплектующая деталь надежно зафиксирована в штатном месте, неподвижна, в то время солнечная шестерня приводится в движение внешним источником.

К коробке передач относятся сателлиты, представляющие собой шестерни. Данная запчасть отличается надежностью, способна выдерживать возникающие большие нагрузки. Благодаря этому, происходит оперативное зацепление зубьев. При этом отмечается минимальный уровень шума во время их работы.

Сателлиты – это группы колес, отличающиеся небольшим размером, встречающиеся на автоматическом варианте КПП.

Они находятся в постоянном зацеплении с обоими центральными зубчатыми колесами. Скорость их вращения и солнечных шестеренок могут отличаться, однако сумма всегда одинакова.

Строение ПП

Таким образом, ПП влияет на изменение скорости. На ведущей оси машины установлен дифференциал, поддерживающий планетарные передачи с разным передаточным коэффициентом. АКПП с планетарной зубчатой передачей отличается эффективностью работы, в значительной мере облегчает управление транспортным средством во время езды по городу.

Источник: http://koreec73.ru/korobka/satellity-v-korobke.html

Планетарный механизм: назначение и устройство

В устройстве трансмиссии планетарный механизм позволяет изменять скорость, а также при необходимости направление вращения выходного вала. При этом в работе механизма можно выделить зависимость, что чем ниже будет скорость вращения выходного вала, тем большим будет на нем крутящий момент.

Итак, планетарная передача в основе имеет несколько вращающихся шестерен. Шестерни бывают следующих видов:

• солнечная шестерня;
• коронная шестерня
• сателлиты;

Общий принцип работы планетарной передачи состоит в том, чтобы одна из шестерен (солнечная, коронная или водило) имела жесткую фиксацию. В этом случае элемент становится передающим.

В качестве примера можно представить, если закреплена коронная шестерня, тогда входной вал передает крутящий момент на солнечную шестерню. От солнечной шестерни идет передача момента дальше на сателлиты. Сателлиты проходят по коронной шестерне и вращают водило.

Водило, в свою очередь, передает крутящий момент на выходной вал коробки. По такому принципу построена планетарная коробка передач, куда также включены специальные системы торможения (тормоза) и блокировки элементов планетарного механизма.

С учетом особенностей конструкции можно выделить два типа планетарных передач:

• в первом типе блокируется только один тип шестерен (одноступенчатая планетарная передача);
• во втором возможна блокировка разных видов шестерен (многоступенчатая планетарка);

Также планетарный ряд может быть как с закрепленным элементом, так и с дифференциальным. Во втором случае  ни один из элементов не зафиксирован жестко, что позволяет изменять вращение отдельно (посредством усилий, которые прикладываются к валам). Данный механизм позволяет вращаться наименее нагруженному валу с наибольшей скоростью.

Где используется планетарный механизм в автомобиле

Начнем с того, что планетарная передача используется в устройстве различных типов техники. Что касается автоиндустрии, чаще всего планетарный механизм лежит в основе  дифференциала автомобиля.

Дифференциал стоит на каждой ведущей оси. Именно в дифференциале использован такой тип планетарной передачи, где ни один из элементов не имеет жесткой фиксации. Через входной вал момент передается на шестерню (не коронную, так как зубья расположены не вниз, а по сторонам). Шестерня передает момент на сателлиты, к которым присоединены 2 солнечные шестерни.

• Идем далее. Планетарная передача также лежит в основе гидромеханической планетарной коробки передач АКПП. Если просто, общий принцип работы также основывается на вращении трех типов шестерен. При этом устройство намного сложнее, так как современная коробка передач требует от 5-и до 6-и передач для движения вперед. Вполне очевидно, что на одном планетарном механизме невозможно реализовать такую задачу.

В устройстве современной трансмиссии инженеры используют целый планетарный ряд АКПП. Планетарные ряды фактически являются связанными между собой несколькими планетарными механизмами. Благодаря такой конструкции можно гибко реализовать диапазон передаточного соотношения от 0.7:1 (для повышенных передач) и 4.5:1 (на пониженных). Передаточное соотношение, например, 0.7:1, означает, что на один оборот выходного вала входной вал делает 0.7 оборота. 

Также в устройстве АКПП имеются специальные тормозные механизмы, которые нужны для переключения передач. Указанные механизмы (тормоза АКПП) имеют возможность притормозить вращение шестерен, а также полностью их заблокировать для подключения других элементов.

Источник: http://krutimotor.ru/planetarnaya-korobka-peredach-ustrojstvo-printsip-raboty/

Принцип работы планетарного редуктора

Солнечная шестерня в таком редукторе расположена в центральной части, а на его периферии находится коронная шестерня. Кроме этого, в нем используются сателлиты (на фото ниже их пять) – небольшие шестерни, которые установлены между коронной и солнечной.

Ведущий мост грузовиков МАЗ, троллейбусов ЗиУ-9, автобусов Икарус, тракторов К-700 и Т-150К

Благодаря использованию такого редуктора в бортовой передаче появляется возможность сделать диаметр основной передачи меньшим, в результате чего возрастает клиренс. Кроме этого, полуоси имеют меньший диаметр, что позволяет спроектировать их на менее высокий крутящий момент.

Источник: http://principraboty.ru/planetarnaya-peredacha-princip-raboty/

В чем плюсы планетарных втулок

1. Высокая надежность по сравнению с системой переключения передач на основе кассеты. Передачи переключаются быстро и точно. К тому же их можно переключать стоя на месте, в отличие от наружной системы, в которой скорости нужно переключать только в движении.
2. В планетарной втулке можно переключатся между разными скоростями напрямую, а не последовательно как на обычной системе.Т.е., если необходимо быстро переключится с 1-ой скорости на 5-ю, то на обычной системе нужно последовательно переключать скорости: с первой на вторую, потом на 3, 4 и только потом на 5-ю, что занимает определенное время, то в планетарке можно сразу переключить с первой на пятую.Правда, все плюсы от такого переключения можно ощутить только на многоскоростных моделях. На модели с тремя скоростями это не так заметно, хотя переключение всё равно происходит быстрее и удобнее чем на стандартном варианте.Особенно это удобно при езде в городском ритме.
3. Не нужно практически никакого технического обслуживания.Вообще эти втулки необслуживаемый компонент. Единственно, в процессе эксплуатации, возможно, придется регулировать натяжение тросика переключения передач, который может растянуться. Зато Вы избавлены от проблемы износа звезд системы, кассеты, цепи, настройке механизма переключения передач и прочих забот.
4. Использование обычной односкоростной цепи.На планетарной втулке, как и на односкоростном велосипеде, используются только две звезды – передняя и задняя, и цепь работает без перекосов. В результате одна цепь будет работать всю велосипедную жизнь.А с учетом того, что односкоростные цепи дешевле своих многоскоростных собратьев и их не нужно регулярно менять – эксплуатация такого велосипеда будет стоить значительно дешевле. А теперь добавьте сюда необходимость так же регулярно, в связи с износом, менять звезды системы и кассеты, их стоимость, а так же стоимость таких работ и станет понятно, что при длительной эксплуатации велосипеда, первоначально более высокая цена планетарной втулки вполне себя оправдывает и окупает.
5. Её не нужно регулярно мыть и чистить.Механизм втулки находится в масле в пыле и влагозащищенном корпусе, но грязевые ванны для него все равно нежелательны.Помните, что обычный механизм переключения передач требует регулярной мойки и чистки от попадающей в него грязи для уменьшения износа цепи и звезд.Так же при мойке велосипеда струей воды под большим напором, например, на автомойке или домашним кёрхером, не нужно струю воды направлять непосредственно на саму втулку.
6. Возможность использования ножного тормоза.Ножной тормоз – один из самых интуитивно понятных, эффективных и надежных. Работает в любую погоду: в грязи, под дождем, на колесах с «восьмеркой» и т.д. Лично мне байки с такими тормозами нравятся больше всего. Особенно если в дополнение к ножному тормозу на заднем колесе стоит ободной тормоз на переднем.Справедливости ради скажем, что ножной тормоз работает только на втулках с внутренним тормозным механизмом. Существуют многоскоростные втулки без такого механизма и на велосипедах с ними устанавливают дисковые или ободные тормоза.
7. Достаточно интересный и не такой явный, но очень практичный плюс планетарок в том, что на таких велосипедах, как и на односкоростных моделях, используется защита цепи, чего нельзя поставить на обычных многоскоростных байках. А это значит, что не пачкаются брюки и на цепь попадает гораздо меньше грязи и ее нужно реже мыть и смазывать.Так что если велосипед используется при поездках на работу, то чистые брюки – большой плюс.
8. Для любителей зимнего катания использование планетарного переключения передач просто находка. В отличие от звездной системы переключения передач планетарка не забивается снегом, не подвергается обледенению и её механизм всегда работает надежно.Встроенный в планетарку барабанный тормоз надежно работает при низких температурах и, в отличие от V-brake и дисковых тормозов, не боится налипания снега на тормозные колодки и обледенения ободов или ротора, продолжая зимой работать так же надежно, как и летом.
9. Планетарки не повреждаются при авариях и падениях велосипеда на бок. Там просто нечему ломаться – нет никаких наружных частей.
10. Для переключения передач используется только одна ручка и скорости идут одна за другой. Новичку легче разобраться, хотя, это дело привычки.
11. Заднее колесо более прочное и жесткое. Так же как и на односкоростном байке, угол наклона спиц на колесе с планетаркой одинаков с обеих сторон. Это дает возможность увеличивать натяжение спиц. А чем оно выше – тем колесо прочнее и жестче.

Источник: http://motor-zver.ru/sovety/planetarnaya-korobka-peredach.html

ПЛАНЕТА́РНАЯ ПЕРЕДА́ЧА

Планетарная передача: 1 – сателлит; 2 – водило; 3 – солнечная шестерня; 4 – кольцевая шестерня («корона»).

ПЛАНЕТА́РНАЯ ПЕРЕДА́ЧА, зуб­ча­тая (ре­же фрик­ци­он­ная) ме­ха­нич. сис­те­ма, для пе­ре­да­чи вра­ще­ния ме­ж­ду дву­мя па­рал­лель­ны­ми или пе­ре­се­каю­щи­ми­ся ося­ми или при вос­про­из­ве­де­нии слож­но­го плос­ко­па­рал­лель­но­го дви­же­ния ра­бо­че­го ор­га­на. П. п. по­зво­ля­ет по­лу­чать боль­шие пе­ре­да­точ­ные от­но­ше­ния (см. Ме­ха­ни­че­ская пе­ре­да­ча) при ма­лых раз­ме­рах ме­ха­низ­ма и вы­со­ком кпд. П. п. вклю­ча­ет неск. зуб­ча­тых ко­лёс (шес­те­рён), т. н. са­тел­ли­тов (оди­на­ко­во­го раз­ме­ра), пе­ре­ме­щаю­щих­ся со свои­ми ося­ми от­но­си­тель­но сол­неч­ной (цен­траль­ной) шес­тер­ни, и во­ди­ло – по­движ­ное зве­но, на ко­то­ром ук­ре­п­ле­ны (жё­ст­ко за­фик­си­ро­ва­ны друг от­но­си­тель­но дру­га) оси са­тел­ли­тов. В со­став П. п. так­же мо­жет вхо­дить до­пол­ни­тель­ная внеш­няя коль­це­вая шес­тер­ня («ко­ро­на»), имею­щая внутр. за­це­п­ле­ние с пла­не­тар­ны­ми шес­тер­ня­ми (рис.). Чис­ло са­тел­ли­тов в П. п. за­ви­сит от воз­мож­но­сти их раз­ме­ще­ния в ме­ха­низ­ме, но для бо­лее рав­но­мер­но­го рас­пре­де­ле­ния на­гру­зок пред­поч­ти­тель­но 3 са­тел­ли­та. Ком­пакт­ность и ма­лая мас­са П. п. в зна­чит. сте­пе­ни объ­яс­ня­ют­ся рас­пре­де­ле­ни­ем пе­ре­да­вае­мой мощ­но­сти ме­ж­ду са­тел­ли­та­ми и ис­поль­зо­ва­ни­ем внутр. за­це­п­ле­ния. При ис­поль­зо­ва­нии П. п. в ка­че­ст­ве ре­дук­то­ра один из её эле­мен­тов фик­си­ру­ет­ся не­под­виж­но, др. эле­мент ис­поль­зу­ет­ся как ве­ду­щий, тре­тий – в ка­че­ст­ве ве­до­мо­го. П. п. при­ме­ня­ет­ся для сум­ми­ро­ва­ния двух по­то­ков мощ­но­сти (напр., пла­не­тар­ные ря­ды двух­по­точ­ных транс­мис­сий не­ко­то­рых тан­ков и др. гу­се­нич­ных ма­шин), где тре­бу­ет­ся боль­шой кру­тя­щий мо­мент на бе­гун­ках при не­вы­со­кой ско­ро­сти; в этом слу­чае не­под­виж­но за­фик­си­ро­ван­ных эле­мен­тов нет. Ес­ли на­прав­ле­ния вра­ще­ния ве­ду­ще­го и ве­до­мо­го звень­ев оди­на­ко­вы, то пе­ре­да­точ­ное от­но­ше­ние счи­та­ет­ся по­ло­жи­тель­ным, ес­ли раз­лич­ны – от­ри­ца­тель­ным. П. п. (раз­лич­ные по на­зна­че­нию, уст­рой­ст­ву и ха­рак­те­ри­сти­кам) ис­поль­зу­ет­ся в ко­роб­ках пе­ре­дач, ре­вер­сив­ных ме­ха­низ­мах и ме­ха­низ­мах вклю­че­ния (для по­лу­че­ния удоб­но­го управ­ле­ния по­сред­ст­вом тор­мо­зов и фрик­ци­он­ных муфт). Наи­бо­лее ши­ро­кое при­ме­не­ние П. п. на­шла в ав­то­мо­биль­ных диф­фе­рен­циа­лах, в сум­ми­рую­щих звень­ях ки­не­ма­тич. схем ме­тал­ло­ре­жу­щих стан­ков, в ре­дук­то­рах при­во­да возд. вин­тов тур­бо­вин­то­вых дви­га­те­лей в авиа­ции. В совр. уст­рой­ст­вах мо­гут ис­поль­зо­вать­ся кас­ка­ды из не­сколь­ких П. п. для по­лу­че­ния боль­шо­го диа­па­зо­на пе­ре­да­точ­ных чи­сел. На этом прин­ци­пе ра­бо­та­ют мно­гие ав­то­ма­тич. ко­роб­ки пе­ре­дач.

Источник: http://i-ride.ru/obzory/satellit-v-korobke-peredach.html

Устройство и принцип работы

Устройство состоит из следующих элементов:

1. Основные элементы представлены зубчатыми и червячными парами.
2. Для установки и фиксации основных деталей проводится установка центрирующих подшипников.
3. Для смазывания трущихся деталей корпус заполняется специальным маслом. Исключить вероятность его вытекания можно за счет уплотнений.
4. Сальники также являются важной частью конструкции.
5. Корпус состоит из двух составных элементов, за счет которых есть возможность разобрать конструкция при обслуживании или ремонте.

Принцип работы планетарного редуктора предусматривает то, что смазывание основных деталей происходит за счет естественного разбрызгивания масла при работе устройства.

Схема классического устройства выглядит следующим образом:

1. В качестве источника вращения устанавливается мотор.
2. Другая часть представлена шестерней планетарного типа. Внутри расположены другие детали, крепление стакана редуктора к мотору проводится за счет фиксирующих элементов.
3. Далее идет вал с подшипником.

Защита конструкции обеспечивается за счет крышки редуктора. Его фиксация проводится за счет болтов. 

Принцип действия агрегата во многом зависит от кинематической схемы привода. Расчет передаточного отношения проводится при применении специальных формул, которые можно встретить в технической литературе.

Источник: http://principraboty.ru/planetarnaya-peredacha-princip-raboty/

Достоинства и недостатки планетарных передач

Планетарная передача выигрывает у простых зубчатых механизмов аналогичной мощности компактным размером и массой меньшей в 2 — 3 раза. Используя нескольких планетных шестерней, достигается зацепление зубьев на 80%. Нагрузочная способность механизма повышается, а давление на каждый зубец уменьшается.

Кинематическая характеристика планетарного механизма доходит до 1000 с малым числом зубчатых колёс без применения многорядных конструкций. Помимо передачи планетарная схема способна работать как дифференциал.

За счёт соосности валов планетарного механизма, компоновать машины проще, чем с другими редукторами.

Применение планетарного ряда в АКПП снижает уровень шума в салоне автомобиля. Сбалансированная система имеет высокую вибропрочность за счет демпфирования колебаний. Соответственно снижается вибрация кузова.

Недостатки планетарного механизма:

• сложное производство и высокая точность сборки;
• в сателлиты устанавливают подшипники, которые выходят из строят быстрее, чем шестерня;
• при повышении передаточных отношений КПД падает, поэтому приходится усложнять конструкцию.

Источник: http://akppoff.ru/korobka-avtomat/planetarnaya-peredacha

Плюсы и минусы планетарной передачи

Начнем с того, что данный механизм имеет целый ряд очевидных преимуществ:

• компактность (все шестерни находятся на одной оси, расположены рядом);
• низкий уровень шума при работе (нагрузка на зубья минимальна);
• механизм обеспечивает расширенный диапазон передаточных чисел;
• зубья способны выдержать большую нагрузку, также самих шестерен больше;
• меньшая вибронагруженность, плавность работы;

Использование планетарного ряда или планетарного механизма в системе с высокими нагрузками приводит к снижению КПД и надежности. Причина – много шестерен и составных элементов, в результате чего увеличиваются потери на трение, возрастает риск поломок.

Также можно выделить высокую чувствительность к смазке и качеству смазочного материала применительно к планетарной передаче. Например, если в АКПП окажется недостаточно масла, тогда такая коробка быстро выйдет из строя.

Так или иначе, планетарная коробка не имеет валов, ползунов, последовательно расположенных шестерен, что делает ее очень компактной и позволяет разместить даже в предельно ограниченном пространстве.

Еще планетарные коробки могут передавать большой крутящий момент (такие КПП даже используются в устройстве тяжелой военной техники). Крутящий момент достаточно равномерно распределяется на сателлиты (особенно если их больше 3), при этом зубья испытывают меньшие нагрузки сравнительно с двухвальными или трехвальными КПП.

Также при условии грамотного и своевременного обслуживания можно говорить о большом ресурсе, а сама конструкция планетарных коробок передач позволяет с относительной простотой  реализовать их систему управления. Если просто, в устройстве коробки используются ленточные тормоза и блокировочные муфты. Ленточный тормоз плавно останавливает шестерни, тогда как муфта позволяет их заблокировать, что и приводит к переключению передачи.

Главным же недостатком можно считать то, что в автоматических коробках, где необходимо получить 3, 4, 5 и более ступеней, требуются каскадные планетарные системы. Данное решение значительно усложняет устройство, снижая КПД и общую надежность. 

Источник: http://krutimotor.ru/planetarnaya-korobka-peredach-ustrojstvo-printsip-raboty/

Детальное описание устройств

Смешанные планетарные конструкции могут иметь разное количество колес, а также различные передачи, посредством которых они соединяются. Наличие таких деталей значительно расширяет возможности механизма.

Составные планетарные конструкции могут быть собраны так, чтобы вал несущей платформы двигался с высокой скоростью. В результате некоторые проблемы с редукцией, солнечной шестерней и прочими могут быть устранены в процессе усовершенствования устройства.

Таким образом, как видно из приведенной информации, планетарный механизм работает по принципу передачи вращения между звеньями, являющимися центральными и подвижными. При этом сложные системы более востребованы, чем простые.

Источник: http://principraboty.ru/planetarnaya-peredacha-princip-raboty/

Литература

• Антонов А. С., Артамонов Б. А., Коробков Б. М., Магидович Е. И.
  Планетарные передачи // Танк. — М.: Воениздат, 1954. — С. 422—429. — 607 с.
• Ткаченко В. А.
  Проектирование многосателлитных планетарных передач / Харьковский государственный университет им. А. М. Горького. — Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1961. — 186 с. — 7000 экз.
• Кудрявцев В. Н. и др.
  Планетарные передачи: Справочник / Авт.: В. Н. Кудрявцев, Ю. Н. Кирдяшев, Е. Г. Гинзбург, Ю. А. Державец, А. Н. Иванов, Е. С. Кисточкин, И. С. Кузьмин, А. Л. Филипенков; Под ред. докторов техн. наук В. Н. Кудрявцева и Ю. Н. Кирдяшева. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1977. — 536 с. — 39 000 экз.

Источник: http://limuziny-fantom.ru/hodovaya/planetarnaya-peredacha-princip-dejstviya.html

Пагубное влияние быстрой езды на АКПП

В наше время большинство автолюбителей придерживаются спортивного стиля вождения. Но мало кто из них задумывается, что резкая смена ускорения и торможения, более чем пагубно влияет на АКПП. Номинальная эксплуатация предусматривает такие нагрузки только в экстренных случаях. Например:

• При обгоне.
• При смене ряда движения.
• Во избежание аварийных ситуаций.

Поэтому если Вы не хотите быть частым гостем СТО, лучше избегать спортивного стиля вождения. Так Вы сможете значительно продлить срок эксплуатации АККП Вашего авто.

Источник: http://motor-zver.ru/sovety/planetarnaya-korobka-peredach.html

Особенности рабочего процесса

Принципиальным отличием планетарных механизмов от других видов коробок передач является уже упомянутая независимость рабочих элементов, что формулируется как две степени свободы. Это значит, что благодаря дифференциальной зависимости для вычисления угловой скорости одного компонента системы необходимо брать во внимание скорости двух других зубчатых узлов. Для сравнения, другие зубчатые коробки передач предполагают линейную зависимость между элементами в определении угловой скорости. Иными словами, угловые скорости планетарной «коробки» могут меняться на выходе независимо от динамических показателей на входе. При зафиксированных и неподвижных шестернях появляется возможность суммировать и распределять потоки мощности.

В простейших механизмах отмечается две степени свободы зубчатых звеньев, но работа сложных систем может предусматривать и наличие трех степеней. Для этого механизм должен иметь как минимум четыре функциональных звена, которые будут находиться в дифференциальной связке между собой. Другое дело, что такая конфигурация фактически будет неэффективна в силу низкой работоспособности, поэтому на практике применения и передачи с четырьмя звеньями сохраняют две степени свободы.

Источник: http://principraboty.ru/planetarnaya-peredacha-princip-raboty/

Источники:

• Drive2.ru
• StankiExpert.ru
• Darxton.ru
• FB.ru
• k-a-t.ru
• Студопедия
• bigenc.ru
• Устройство автомобиля
• «Спортэк»
• AG
• studopedia.su
• RUUD.RU
• VeloFans.ru

Источник: http://principraboty.ru/planetarnaya-peredacha-princip-raboty/