Механикалық құрылғылардың барлық түрлері бар. Олардың кейбіреулері бізге бала кезімізден таныс. Бұл, мысалы, сағаттар, велосипедтер, спиннингтер. Біз қартайған сайын басқалар туралы білеміз. Бұл автомобильдердің моторлары, крандардың жүкшығырлары және т.б. Әрбір қозғалатын механизм дөңгелектердің айналуы және машинаның жұмыс істеуі үшін қандай да бір жүйені пайдаланады. Ең қызықты және танымал бірі - планеталық механизм. Оның мәні машинаның бір-бірімен ерекше әрекеттесетін дөңгелектермен немесе берілістермен қозғалуында жатыр. Оны толығырақ қарастырайық.
Жалпы ақпарат
Планетарлық беріліс пен планеталық механизм біздің күн жүйесіне ұқсастық бойынша осылай аталады, оны шартты түрде келесідей көрсетуге болады: ортасында «күн» (механизмдегі орталық дөңгелек) бар. Оның айналасында «планеталар» (кіші дөңгелектер немесе спутниктер) қозғалады. Планетарлық берілістегі осы бөліктердің барлығында сыртқы тістер бар. Шартты күн жүйесінің диаметрінде шекарасы бар. Рөлол планеталық механизмде үлкен дөңгелек немесе эпицикл арқылы орындалады. Оның да тістері бар, тек ішкі тістері бар. Бұл дизайндағы жұмыстардың көпшілігін рычаг механизмі болып табылатын тасымалдаушы орындайды. Қозғалыс әртүрлі жолдармен жүзеге асырылуы мүмкін: не күн айналады, не эпицикл, бірақ әрқашан спутниктермен бірге.
Планетарлық механизмнің жұмысы кезінде басқа дизайнды, мысалы, екі күнді, спутниктерді және тасымалдаушыны қолдануға болады, бірақ эпициклсіз. Тағы бір нұсқа - екі эпицикл, бірақ күнсіз. Тасымалдаушы мен спутниктер әрқашан болуы керек. Доңғалақтардың санына және олардың кеңістіктегі айналу осьтерінің орналасуына байланысты дизайн қарапайым немесе күрделі, тегіс немесе кеңістіктік болуы мүмкін.
Мұндай жүйенің қалай жұмыс істейтінін толық түсіну үшін егжей-тегжейлерді түсінуіңіз керек.
Элементтердің орны
Планетарлық берілістің ең қарапайым түріне еркіндік дәрежесі әртүрлі үш беріліс жинағы кіреді. Жоғарыда көрсетілген спутниктер өз осьтерінің айналасында және бір уақытта орнында қалатын күннің айналасында айналады. Эпицикл планеталық механизмді сырттан байланыстырады, сонымен қатар тістердің (ол және спутниктердің) кезектесіп қосылуы арқылы айналады. Бұл дизайн бір жазықтықта айналу моментін (бұрыштық жылдамдықтарды) өзгертуге қабілетті.
Қарапайым планеталық механизмде күн мен жер серіктері айнала алады, ал эпицентрі тұрақты болып қалады. Кез келген жағдайда барлық құрамдас бөліктердің бұрыштық жылдамдықтары хаотикалық емес, бір-біріне сызықтық тәуелділікке ие. Тасымалдаушы айналғанда, ол қамтамасыз етедітөмен жылдамдық жоғары момент шығысы.
Яғни, планетарлық берілістің мәні - мұндай дизайн айналу моменті мен бұрыштық жылдамдықты өзгертуге, кеңейтуге және қосуға қабілетті. Бұл жағдайда айналу қозғалыстары бір геометриялық осьте орын алады. Түрлі көліктер мен механизмдердің қажетті трансмиссиялық элементі орнатылған.
Құрылымдық материалдар мен схемалардың ерекшеліктері
Алайда тұрақты құрамдас әрқашан қажет емес. Дифференциалдық жүйелерде әрбір элемент айналады. Осы сияқты планеталық берілістердің бір шығысы басқарылатын (басқару) екі кірісі бар. Мысалы, автомобильдегі осьті басқаратын дифференциал ұқсас беріліс болып табылады.
Мұндай жүйелер біліктердің параллельді құрылымдарымен бірдей принцип бойынша жұмыс істейді. Тіпті қарапайым планетарлық берілістің екі кірісі бар, бекітілген сақиналы беріліс нөлдік бұрыштық жылдамдықтың тұрақты кірісі болып табылады.
Құрылғылардың толық сипаттамасы
Аралас планеталық құрылымдарда дөңгелектердің әртүрлі саны, сондай-ақ олар арқылы жалғанатын әртүрлі беріліс болуы мүмкін. Мұндай бөлшектердің болуы механизмнің мүмкіндіктерін айтарлықтай кеңейтеді. Композиттік планетарлық құрылымдарды тасымалдаушы платформаның білігі жоғары жылдамдықпен қозғалатындай етіп жинауға болады. Нәтижесінде, редукторға, күн қорғанысына және басқаларына қатысты кейбір ақауларды құрылғыны жетілдіру барысында жоюға болады.
Осылайша, мына жерден көрініп тұрғандайберілген ақпарат, планеталық механизм орталық және жылжымалы буындар арасындағы айналуды беру принципі бойынша жұмыс істейді. Сонымен қатар қарапайым жүйелерге қарағанда күрделі жүйелер сұранысқа ие.
Конфигурация опциялары
Планетарлық механизмде әртүрлі конфигурациядағы дөңгелектерді (берілістерді) пайдалануға болады. Тікелей тістері, бұрандалы, құрт, шеврондары бар қолайлы стандарт. Қосылу түрі планеталық механизмнің жұмыс істеуінің жалпы принципіне әсер етпейді. Ең бастысы, тасымалдаушы мен орталық дөңгелектердің айналу осьтері сәйкес келеді. Бірақ спутниктердің осьтері басқа жазықтықтарда (қиылысу, параллель, қиылысу) орналасуы мүмкін. Айқастырылған мысал ретінде тісті доңғалақтар конустық болатын доңғалақаралық дифференциалды келтіруге болады. Айқасқанның мысалы ретінде червякты беріліспен (Torsen) өздігінен құлыпталатын дифференциалды келтіруге болады.
Қарапайым және күрделі құрылғылар
Жоғарыда атап өтілгендей, планеталық механизмнің схемасы әрқашан тасымалдаушы мен екі орталық дөңгелекті қамтиды. Жерсеріктердің кез келген саны болуы мүмкін. Бұл қарапайым немесе қарапайым құрылғы деп аталады. Мұндай механизмдерде конструкциялар келесідей болуы мүмкін: "SVS", "SVE", "EVE", мұнда:
- S - күн.
- B - тасымалдаушы.
- E – эпицентр.
Дөңгелектер + спутниктердің мұндай жиынтығы планетарлық беріліс жинағы деп аталады. Бұл жағдайда барлық дөңгелектер бір жазықтықта айналуы керек. Қарапайым механизмдер бір және екі қатарлы. Олар әртүрлі техникалық құрылғылар мен машиналарда сирек қолданылады. Мысалпланеталық велосипед механизмі ретінде қызмет ете алады. Осы принцип бойынша жең жұмыс істейді, соның арқасында қозғалыс жүзеге асырылады. Оның дизайны «SVE» схемасы бойынша жасалған. 4 дана емес спутниктер. Бұл жағдайда күн артқы доңғалақтың осіне қатты бекітілген, ал эпицентрі жылжымалы. Оны педальдарды басқан велосипедші айналдыруға мәжбүр етеді. Бұл жағдайда жіберу жылдамдығы, демек, айналу жылдамдығы өзгеруі мүмкін.
Күрделі редуктордың планетарлық механизмдерін жиі кездестіруге болады. Олардың схемалары өте әртүрлі болуы мүмкін, бұл осы немесе басқа дизайнның не үшін арналғанына байланысты. Әдетте, күрделі механизмдер планетарлық беріліс үшін жалпы ережеге сәйкес жасалған бірнеше қарапайым механизмдерден тұрады. Мұндай күрделі жүйелер екі, үш немесе төрт қатарлы. Теориялық тұрғыдан жолдар саны көп құрылымдарды жасауға болады, бірақ іс жүзінде бұл болмайды.
Тегіс және кеңістік құрылғылар
Кейбір адамдар қарапайым планетарлық беріліс тегіс болуы керек деп ойлайды. Бұл ішінара ғана шындық. Күрделі құрылғылар да тегіс болуы мүмкін. Бұл құрылғыда қанша пайдаланылса да, планетарлық берілістердің бір немесе параллель жазықтықта екенін білдіреді. Кеңістіктік механизмдердің екі немесе одан да көп жазықтықта планетарлық берілістері бар. Бұл жағдайда дөңгелектердің өзі бірінші нұсқаға қарағанда кішірек болуы мүмкін. Жазық планеталық механизм кеңістіктік механизммен бірдей екенін ескеріңіз. Айырмашылық тек құрылғы алып жатқан аумақта, яғни жинақылығында.
Еркіндік дәрежелері
Бұл жинақтың атауыбелгілі бір уақытта жүйенің кеңістіктегі орнын анықтауға мүмкіндік беретін айналу координаталары. Шын мәнінде, әрбір планеталық механизм кем дегенде екі еркіндік дәрежесіне ие. Яғни, мұндай құрылғылардағы кез келген буынның айналуының бұрыштық жылдамдықтары басқа берілістердегі сияқты сызықты байланысты емес. Бұл кірістегімен бірдей емес шығыс бұрыштық жылдамдықтарды алуға мүмкіндік береді. Мұны планетарлық механизмдегі дифференциалдық байланыста кез келген қатарда үш элемент болатынымен, ал қалғандары онымен сызықтық, қатардың кез келген бір элементі арқылы байланысатындығымен түсіндіруге болады. Теориялық тұрғыдан үш немесе одан да көп еркіндік дәрежесі бар планеталық жүйелерді құруға болады. Бірақ іс жүзінде олар жұмыс істемейді.
Планетарлық беріліс қатынасы
Бұл айналмалы қозғалыстың ең маңызды сипаттамасы. Ол жетекші біліктің моментіне қатысты қозғалатын білікке күш моменті қанша есе артқанын анықтауға мүмкіндік береді. Беріліс қатынасын мына формулалар арқылы анықтауға болады:
i=d2/d1=Z2/Z1=M2/M1=W1/W2=n1/n2, мұндағы:
- 1 - жетекші сілтеме.
- 2 - тәуелді сілтеме.
- d1, d2 - бірінші және екінші сілтемелердің диаметрлері.
- Z1, Z2 - тістер саны.
- M1, M2 - айналу моменті.
- W1 W2 - бұрыштық жылдамдықтар.
- n1 n2 - жылдамдық.
Осылайша, беріліс коэффициенті жетектегі біліктің бірінен жоғары болғанда, күш моменті артады, ал жиілік пен бұрыштық жылдамдық төмендейді. Бұл дизайнды жасау кезінде әрқашан ескеру керек, өйткеніпланеталық механизмдердегі беріліс қатынасы доңғалақтардың қанша тісіне және қатардың қай элементі жетекші екеніне байланысты.
Қолдану саласы
Қазіргі әлемде әртүрлі машиналар көп. Олардың көпшілігі планетарлық берілістердің көмегімен жұмыс істейді.
Олар автомобиль дифференциалдарында, планетарлық берілістерде, күрделі станоктардың кинематикалық схемаларында, авиациялық авиациялық қозғалтқыштардың редукторларында, велосипедтерде, комбайндар мен тракторларда, танктерде және басқа да әскери техникада қолданылады. Планетарлық беріліс принциптеріне сәйкес көптеген редукторлар электр генераторларының жетектерінде жұмыс істейді. Басқа осындай жүйені қарастырыңыз.
Планетарлық бұрылыс
Бұл дизайн кейбір тракторларда, шынжыр табанды көліктерде және цистерналарда қолданылады. Құрылғының қарапайым диаграммасы төмендегі суретте көрсетілген.
Планетарлық айналу механизмінің жұмыс істеу принципі келесідей: тасымалдаушы (1-позиция) тежегіш барабанға (2) және шынжыр табанында орналасқан жетек доңғалағына қосылған. Эпицикл (6) беріліс білігіне (5-позиция) қосылған. Күн (8) ілініс дискісіне (3) және тежегіш барабанына (4) қосылған. Құлыптау ілінісі қосылғанда және жолақты тежегіштер өшірілгенде, спутниктер айналмайды. Олар күнмен (8) және эпициклмен (6) тістер арқылы байланысқандықтан, тұтқа тәрізді болады. Сондықтан олар оларды және тасымалдаушыны бір уақытта ортақ осьтің айналасында айналуға мәжбүр етеді. Бұл жағдайда бұрыштық жылдамдық бірдей.
Бекіткіш ілінісуді ажыратқанда және тежегішті қолданғандакүннің айналуы тоқтай бастайды, ал спутниктер өз осьтерінің айналасында қозғала бастайды. Осылайша, олар тасымалдаушыда бір сәт жасап, шынжыр табының жетек дөңгелегін айналдырады.
Киім
Қызмет ету мерзімі мен демпфинг бойынша сызықтық планеталық жүйелерде жүктеменің бөлінуі негізгі компоненттер арасында байқалады.
Жүктеменің шектеулі бөлінуіне және планетарлық берілістердің өз осьтерінде тез айнала алатындығына байланысты оларда термиялық және циклдік шаршау артуы мүмкін. Сонымен қатар, планетарлық берілістің жоғары жылдамдықтары мен беріліс қатынасында центрифугалық күштер қозғалыс көлемін айтарлықтай арттыруы мүмкін. Сондай-ақ, өндірістің дәлдігі төмендеген сайын және спутниктердің саны артқан сайын теңгерімсіздік тенденциясы арта түсетінін атап өткен жөн.
Бұл құрылғылар мен олардың жүйелері тіпті тозуы мүмкін. Кейбір конструкциялар тіпті кішігірім теңгерімсіздіктерге сезімтал болады және сапалы және қымбат құрастыру компоненттерін қажет етуі мүмкін. Күн тісті беріліс осінің айналасындағы планеталық түйреуіштердің нақты орналасуы маңызды болуы мүмкін.
Жүктемелерді теңестіруге көмектесетін басқа планетарлық қондырғыларға күннің немесе эпицентрдің мүмкіндігінше ұзақ қозғалуы үшін қалқымалы қосалқы жинақтарды немесе «жұмсақ» тіректерді пайдалану кіреді.
Планетарлық құрылғылар синтезінің негіздері
Бұл білім машина компоненттерін жобалау және жасау кезінде қажет. «Планетарлық механизмдердің синтезі» түсінігі тістердің санын есептеу болып табыладыкүнде, эпицентрде және спутниктерде. Бұл жағдайда бірқатар шарттар орындалуы керек:
- Беріліс қатынасы орнатылған мәнге тең болуы керек.
- Тісті беріліс тістері дұрыс қосылуы керек.
- Кіріс білігі мен шығыс білігінің туралануын қамтамасыз ету қажет.
- Маңай қажет (жерсерік бір-біріне кедергі жасамауы керек).
Сонымен қатар жобалау кезінде болашақ құрылымның өлшемдерін, оның салмағын және тиімділігін ескеру қажет.
Егер беріліс қатынасы (n) берілсе, онда күндегі (S) және планеталық берілістердегі (P) тістердің саны мына теңдеуді қанағаттандыруы керек:
n=S/P
Егер эпицентрдегі тістер саны ерте (A) деп болжасақ, онда тасымалдаушы құлыпталған кезде теңдік сақталуы керек:
n=-S/A
Егер эпицентр бекітілген болса, келесі теңдік дұрыс болады:
n=1+ A/S
Планетарлық механизм осылай есептеледі.
Артықшылықтары мен кемшіліктері
Әртүрлі құрылғыларда сәтті қолданылатын бірнеше тасымалдау түрлері бар. Олардың арасында планеталық келесі артықшылықтармен ерекшеленеді:
- Доңғалақтардың әрбір тісіне (күннің де, эпицентрдің де, спутниктердің де) аз жүктемесін қамтамасыз етеді, себебі олардағы жүктеме біркелкі бөлінеді. Бұл құрылымның қызмет ету мерзіміне оң әсер етеді.
- Бірдей қуатпен планетарлық беріліс беріліс қорабының басқа түрлеріне қарағанда кішірек өлшемдер мен салмаққа ие.
- Жоғары беріліс қатынасына қол жеткізу мүмкіндігідөңгелектер аз.
- Шуылды азырақ қамтамасыз етіңіз.
Планетарлық берілістердің кемшіліктері:
- Өндірісте көбірек дәлдік қажет.
- Салыстырмалы түрде үлкен беріліс қатынасы бар төмен тиімділік.
