Открыть главное меню

Планетарный редуктор

(перенаправлено с «Дифференциальный редуктор»)
Планетарный редуктор.
Опорное звено эпицикл заблокировано на корпус редуктора.

Планета́рный реду́ктор, дифференциа́льный реду́ктор (от лат. differentia – разность, различие) — один из классов механических редукторов. Редуктор называется планетарным из-за планетарной передачи, находящейся в редукторе, передающей и преобразующей крутящий момент.

Общее описаниеПравить

 
Колёсный редуктор военного автомобиля МАЗ-7310. Водило с сателлитами сняты

КонструкцияПравить

Механической основой планетарного редуктора может быть планетарная передача любой формы и состава. Принципиальная возможность работы планетарной передачи в режиме редуктора не зависит от формата распределения функций между тремя её основными звеньями (солнцем, водилом и эпициклом): любое звено может быть выбрано конструкторами как ведущее, и любое как ведомое. Но при этом, наличие у планетарной передачи двух степеней свобод требует снятия одной степени свободы для её работы в качестве редуктора; эта задача решается посредством блокировки третьего звена на корпус редуктора, а само звено получает название «опорное звено».

Уникальные особенностиПравить

В контексте сравнения планетарной передачи с любыми другими типами зубчатых передач под использование их в качестве редуктора, таковыми особенностями являются: соосность входящего и исходящего потока мощности (например, валов) даже на однорядной планетарной передаче; возможность выбора из шести передаточных отношений даже на простой трёхзвенной планетарной передаче; две степени свободы любой планетарной передачи; возможность получения больших передаточных отношений в условиях ограниченного поперечного габарита.

Типы планетарных редукторов и их применениеПравить

 
Шуруповёрт в разобранном виде. Справа видны сателлиты и эпицикл первой скорости редуктора.
 
Троллейбус, колёсный планетарный редуктор ведущего моста.

Планетарный редуктор с одной степенью свободыПравить

Конструкция таковых предполагает, что опорное звено всегда постоянно заблокированно на корпус редуктора. При этом для любого простого (трёхзвенного) планетарного механизма возможны шесть вариантов распределения ролей между основными звеньями, каждый из которых даёт своё передаточное отношение. Из этих шести передаточных отношений три могут применяться для редукции (передаточное отношение больше единицы) и три для мультипликации (передаточное отношение меньше единицы). Выбор того или иного варианта обусловлен необходимой кинематикой соединения с соседними элементами трансмиссии и нужным значением передаточного отношения, которое в разных вариантах может отличаться в разы.

Для планетарного редуктора, выполненного на основе простого планетарного механизма схемы СВЭ, на практике возможны следующие варианты:

  • Вариант 1: ведущее звено — солнце; ведомое звено — водило; опорное звено — эпицикл.
  • Вариант 2: ведущее звено — водило; ведомое звено — солнце; опорное звено — эпицикл.
  • Вариант 3: ведущее звено — эпицикл; ведомое звено — водило; опорное звено — солнце.
  • Вариант 4: ведущее звено — водило; ведомое звено — эпицикл; опорное звено — солнце.
  • Вариант 5: ведущее звено — солнце; ведомое звено — эпицикл; опорное звено — водило.
  • Вариант 6: ведущее звено — эпицикл; ведомое звено — солнце; опорное звено — водило.

Наиболее глубокую редукцию в схеме СВЭ даёт Вариант 1 (с солнца на водило), наиболее слабую — Вариант 3 (с эпицикла на водило). Некое промежуточное значение редукции с обязательным противовращением даёт Вариант 5 (с солнца на эпицикл), но в силу разных причин его используют не часто (единственный известный пример — колёсные редукторы дорожных автомобилей МАЗ). Оставшиеся три варианта дают мультипликацию, в том числе одно передаточное отношение обратного вращения.

Планетарные редукторы с одной степенью свободы применяются в бортовых главных передачах гусеничных машин, в двухступенчатых главных передачах колёсных грузовых машин в ступицах ведущих колёс, в грузовых лебёдках и тельферах, в автомобильных стартёрах, в совмещённых планетарных мотор-редукторах. Общий принцип применения — требование компактности редуктора и соосности ведущего и ведомого валов. В грузовых лебёдках и тельферах могут применяться двух- и трёхрядные планетарные передачи, а общее передаточное отношение таких планетарных редукторов может быть порядка 100.

РАЗЛИЧНЫЕ ВАРИАНТЫ РАБОТЫ ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ СХЕМЫ СВЭ В РЕЖИМАХ РЕДУКТОРА И МУЛЬТИПЛИКАТОРА
 
передача схемы СВЭ (Солнце-Водило-Эпицикл)
 
Варианты 1 и 2
опорное звено — эпицикл
 
Варианты 3 и 4
опорное звено — солнце
 
Варианты 5 и 6
опорное звено — водило
 
Вариант 7
прямая передача
число зубьев солнца (С) — 24
число зубьев эпицикла (Э) — 56
число зубьев сателлитов (Ш) — 16, но для данного типа передачи это значения не имеет
  в режиме редуктора = 3,333
посчитано как С→В = 1+(Э/С)
  мультипликатора = 0,300
посчитано как В→С = С/(Э+С)
  в режиме редуктора = 1,429
посчитано как Э→В = 1+(С/Э)
  мультипликатора = 0,700
посчитано как В→Э = Э/(Э+С)
  в режиме редуктора = –2,333
посчитано как С→Э = –Э/С)
  мультипликатора = –0,429
посчитано как Э→С = –С/Э
  в режиме прямой передачи = 1
реализуется через взаимную блокировку двух любых звеньев

Планетарный редуктор с двумя степенями свободыПравить

Конструктивно подобный планетарный редуктор может быть аналогичен планетарному редуктору с одной степенью свободы, с тем лишь отличием, что опорное звено здесь может быть разблокировано. При этом планетарная передача перестаёт выполнять редукцию и становится дифференциалом, а ввиду того, что в любом дифференциале мощность на ведомых звеньях выравнивается до минимально востребованной на любом из двух этих звеньев, настоящее ведомое звено перестаёт передавать сколь-либо существенную мощность по кинематической цепи трансмиссии и останавливается, а вращается только разблокированное опорное звено. К подобным редукторам относится термин «дифференциальный редуктор».

Применяются в однорадиусных механизмах поворота гусеничных машин, где они одновременно выполняют функцию редукции и обеспечивают возможность плавного разрыва потока мощности. Также могут применяться везде, где требуется опция отключения потока мощности без необходимости остановки мотора или вала привода ведущего звена.

Многоскоростной планетарный редукторПравить

Многоскоростные планетарные редукторы допускают переключение между различными кинематическими цепями внутри себя, то есть, дают возможность использования разных передаточных отношений. Конструктивно это всегда реализуется через применение так называемых управляющих элементов: тормозов, блокировочных фрикционов, обгонных муфт. Наличие шести передаточных отношений даже на одном простом планетарном механизме теоретически допускает его использование в качестве минимально возможного, но фактически все многоскоростные планетарные редукторы выполнены либо на основе одного сложного планетарного механизма, либо на основе нескольких последовательно зацепленных простых (и сложных) планетарных механизмов. Число степеней свободы таких редукторов может быть 2 и более, общее число управляющих элементов может быть более десяти. Все многоскоростные планетарные редукторы имеют ту особенность, что взаимная блокировка их звеньев превращает их в прямую передачу, что может быть также использовано для расширения числа доступных скоростей.

В основном применяются в трансмиссиях транспортных машин: в двухрадиусных механизмах поворота гусеничных машин, в коробках передач и раздаточных коробках колёсных и гусеничных машин, где могут выполнять как функции делителя, овердрайва, ходоуменьшителя, так и функции основного набора передач включая реверс, независимо от общего числа скоростей. Также применяются в электроинструментах, где требуется возможность получения более одной скорости вращения.

Шарикоподшипниковый редукторПравить

 
Шарикоподшипник, анимация.
Опорное звено — наружое кольцо.

Шарикоподшипник представляет пример планетарного редуктора, в котором водилом является сепаратор, функции солнечной шестерни выполняет внутреннее кольцо, функции коронной шестерни — наружное кольцо, а сателлиты — это шарики. С использованием обыкновенных шарикоподшипников могут быть сконструированы маломощные редукторы (для научных или измерительных приборов). Например, шарикоподшипниковые планетарные редукторы используются в конструкции верньера, применяемого для точной настройки радиостанции на нужную частоту приема/передачи.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

СсылкиПравить