Планетарный редуктор что это

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор представляет собой механизм, в котором изменение начальной скорости и крутящего момента осуществляется с помощью особого вида зубчатой передачи — планетарной. В отличие от цилиндрических, конических или червячных редукторов, для работы которых требуется вращение всех зубчатых колес, в планетарном механизме один из элементов должен быть неподвижен. Отдельным случаем рассматривается дифференциальная передача планетарного редуктора, когда подвижными являются все компоненты механизма.

Планетарный редуктор. Устройство и принцип работы

Рассмотрим устройство планетарного редуктора на примере одноступенчатой модели. Конструктивно этот механизм состоит из:

• корпуса, в котором неподвижно зафиксирована коронная шестерня (эпицикл);
• выходного вала, жестко соединенного с водилом, на котором на осях установлены шестерни-сателлиты;
• входного вала с закрепленной на нем центральной солнечной шестерней.

После запуска приводного двигателя его вал, соединенный упругой или компенсационной муфтой с входным валом редуктора, начинает вращать и солнечную шестерню. Она в свою очередь вовлекает в движение шестерни-сателлиты, находящиеся с ней во внешнем зацеплении, и заставляет их вращаться в противоположном направлении. Опираясь на коронную шестерню, жестко закрепленную в корпусе, сателлиты вынуждены совершать круговое движение по ее внутренней поверхности, одновременно заставляя вращаться и водило, на котором они установлены.

Основные параметры планетарного редуктора

Величину снижения скорости вращения выходного вала редуктора, соединенного с водилом, по отношению к начальной частоте вращения вала приводного двигателя определяет передаточное число планетарного редуктора.
При неподвижной коронной шестерне этот параметр выражается следующей формулой:

U=1+Zк/Zс, где
U – передаточное отношение;
Zк – число зубьев на коронной шестерне;
Zс – число зубьев на солнечной шестерне.

Для одноступенчатых моделей передаточное отношение колеблется от 3,15 до 12,5. Чтобы увеличить крутящий момент и снизить скорость вращения выходного вала, используются многоступенчатые редукторы.

Как уже говорилось ранее, для работы планетарного редуктора требуется, чтобы один из его составных элементов был неподвижен. Эта формула справедлива для зафиксированного эпицикла и передачи вращения солнечной шестерне. Если ведущим будет водило, то формула передаточного отношения будет иметь такой вид:
U=1/(1+Zк/Zс).

В этом случае на выходном валу будет отмечено увеличение скорости вращения.
Не менее важными параметрами являются номинальный крутящий момент и высота оси вращения валов, величины которых регламентируются ГОСТ 25022-81.

Преимущества планетарных редукторов

КПД планетарного редуктора достигает 98% и сопоставим с аналогичным параметром для цилиндрической передачи. Такие механизмы позволяют реализовывать различные схемы привода как с уменьшением частоты вращения, так и с ее увеличением. Распределение нагрузки на большее число элементов позволяет снизить напряжение на зубьях шестерен.

Планетарные редукторы изготавливают для монтажа на «лапах» в горизонтальном положении или с фланцем для вертикального или горизонтального расположения. Помимо этого, многие модели поставляются с установленным приводным двигателем.

Планетарные редукторы при сопоставимых номинальных крутящих моментах и передаточных числах имеют меньшие габариты, чем модели с цилиндрической, червячной и конической передачей. Кроме того, соосное расположение валов позволяет более рационально выполнить их компоновку с приводимым механизмом.

Эксплуатация планетарных редукторов может осуществляться в районах с холодным, умеренным, тропическим, а также морским климатом как внутри помещений, так и под открытым небом.

Применение в промышленности и быту

Редуктор планетарного типа применяется в механизмах поворота башенных кранов, робототехнике, а также в качестве привода гусеничного транспорта, конвейерных лент и шпинделей металлообрабатывающих станков. Такими редукторами комплектуются подъемные лебедки, бетономешалки, механизмы открывания ворот и пр.

Планетарный редуктор: устройство, виды и принцип работы

Одним из механизмов, который применяется для передачи и преобразования вращающего момента является планетарный редуктор. Это одна из разновидностей механических устройств, ее отличительная особенность – в применении планетарной передачи, которая и передает нужную энергию.

Такие агрегаты можно встретить в различных станках, приборах и силовых передачах. Они часто используются в коробках перемены передачи, в дифференциалах в автомобилях, в различной строительной технике. Особенно эффективно применение подобных узлов вместе с электродвигателем. Разберемся, что такое планетарный редуктор и в чем его отличия от других типов устройств.

Из чего состоит планетарная передача

Как мы уже отметили, агрегат имеет в своей основе планетарную передачу. Она строится на основе зубчатого механизма, в котором оси некоторых колес являются подвижными и вращаются вокруг определенной оси. Во многом это напоминает движение планет, из-за чего такая передача и получила свое характерное название.

Планетарная передача может состоять из различных элементов. Мы рассмотрим ее на примере наиболее универсальной и популярной схемы. В состав входят следующие детали:

• Солнечная шестерня. Представляет небольшое зубчатое колесо, имеющее внешние зубья. Располагается в самом центре механизма.
• Коронная шестерня (эпицикл). Зубчатое колесо большого диаметра, которое имеет уже внутренние зубья.
• Сателлиты. Это – небольшие зубчатые колеса, имеющие внешние зубья. Они находятся между двумя шестернями и одновременно зацеплены с каждой из них.
• Водило. Небольшая деталь, которая служит для механического соединения всех сателлитов. На водиле располагаются основные оси вращения сателлитов.

В качестве входного элемента в узле может использоваться как солнечная или коронная шестерня, так и водило. Аналогично, в качестве выходного элемента передачи служит один из трех компонентов системы. Схема планетарного редуктора часто предполагает неподвижность третьего элемента, тогда передача работает по принципу повышающего или понижающего редуктора. Если узел является движущимся, то передача чаще выступает в роли дифференциала.

Планетарная передача обычно применяется в приводах малой мощности в составе планетарных редукторов. Такой механизм может включать сразу несколько передач, которые собираются последовательно, то есть представляют отдельные ступени механизма. Первая ступень устанавливается непосредственно на вал, далее на водило первой передачи устанавливается солнечная шестерня второй передачи и т. д.

Как работает планетарный редуктор

Работа и показатели агрегата во многом зависят от кинематической схемы привода. При простейшей конструкции планетарной передачи работа всего агрегата происходит по следующему принципу. Солнечная шестерня приводится во вращение. Одновременно с ней начинают двигаться сцепленные сателлиты. По мере всего движения сателлиты перекатываются по солнечной и коронной шестерне, приводя в движение водило. Такой принцип работы планетарного редуктора характерен для агрегатов с остановленным эпициклом.

Также в качестве входа часто используется солнечная шестерня, а в качестве выхода – водило. Как мы уже отметили, для входа и выхода может применяться один из трех элементов передачи. Оставшийся третий – затормаживается. Изменение входа и выхода влияет на величину и знак передаточного числа. Всего возможно шесть различных способов включения передачи.

В некоторых случаях возможно одновременное вращение и солнечной шестерни, и эпицикла, и водила. В этом случае механизм будет работать в качестве дифференциала, что позволит сложить угловые скорости на разных входах или разложить – на выходах.

В классическом исполнении планетарный редуктор включает в себя червячные или зубчатые пары, различные уплотнения, сальники и т. д. Частным примером такого устройства служит шариковый подшипник, корпус которого состоит из двух компонентов – крышки и основания.

Мощность устройств тоже различается в зависимости типоразмеров и конструктивных особенностей. Например, в линейке FLENDER представлены узлы горизонтального и вертикального исполнения с мощностью от 30 до 13000 кВт.

Отличие планетарного редуктора от других редукторов

На практике основой для редуктора планетарного типа становится именно планетарная передача. Помимо нее, в состав механизма входит корпус, опорные подшипники и два вала (входной и выходной). Также в конструкцию могут включаться различные детали для подключения двигателя, вала нагрузки и т. д.

Мы уже отметили, что очень часто используется принцип последовательного подключения нескольких планетарных передач. Связано это с тем, что передаточное число узлов находится в диапазоне 25–400, тогда как на практике нередко требуются более высокие значения. В результате можно увеличить показатели до нескольких десятков тысяч.

Планетарный редуктор, как правило, имеет маленький диаметр, особенно, если сравнивать его с устройствами с похожим номинальным моментом.

Существует множество разновидностей редукторов такого типа, которые различаются по конструкции и своим характеристикам. Например, некоторые виды планетарных редукторов имеют несколько солнечных шестерен, эпициклов и водил. Также нередко плоскости вращения элементов не параллельны друг другу (в так называемых пространственных механизмах), а располагаются под углом.

При построении устройства с использованием зубчатых колес (например, косозубых), удается придать агрегату новые свойства. Например, сделать его малошумным или более надежным.

Изменению нередко подвергается и количество сателлитов. В стандартном агрегате применяется от трех до шести компонентов (в среднем эта цифра составляет 3–4). Форма сателлитов также может быть самой разной: популярностью пользуются двухвенцовые зубчатые колеса и подпружиненные элементы.

Также можно найти механизмы с различным люфтом. Он может составлять от нескольких градусов (в стандартных вариантах) или быть практически нулевым (в низколюфтовых редукторах, имеющих специальную конструкцию).

В целом же устройство и принцип работы планетарных редукторов схож с агрегатами другого типа. Как показывает практика, такие механизмы обеспечивают оптимальное распределение нагрузки и высокую точность работы приводов. При необходимости специалисты «Ф и Ф» готовы ответить на оставшиеся вопросы и помочь вам с выбором агрегата такого типа!

Как устроены планетарные редукторы

В классе редукторных механизмов планетарные редукторы занимают особое место. При довольно простой конструкции они могут создавать высокие передаточные числа и выдерживать значительные нагрузки. В чем особенность таких мотор-редукторов, как они работают и почему им отдают предпочтение крупные отрасли (приборо- и машиностроение, производство станков)? Разберемся.

Конструкция

Центральная часть механизма – планетарная передача, сформированная комплектом зубчатых колес, зацепленных между собой. Конструкция планетарной передачи включает:

• Солнечную шестерню. Это зубчатое колесо небольшого диаметра с зубьями, нарезанными по внешнему ободу. Располагается так, чтобы его ось совпадала с осью редуктора.
• Эпицикл, он же коронная шестеренка. Представляет собой колесо со внутренней нарезкой зубьев. Диаметр значительно больше, чем у солнечной шестерни, и ограничен только размерами редукторного корпуса.
• Центральный элемент планетарной передачи – водило. Через него происходит передача вращательного движения и распределение нагрузки на сателлиты. Элемент выполнен в виде рычажной вилки. Основная ось расположена по оси редуктора, а на самой вилке устанавливаются подвижные оси сателлитов, вращающихся концентрически в той же плоскости, что и солнечная шестерня, и коронная.
• Сателлиты – одно- или многовенцовые колеса с нарезкой зубьев с наружной стороны. Имеют постоянное пятно контакта (зацепление) с эпициклом и зубчатой солнечной шестерней. Как правило, в устройстве планетарного редуктора присутствуют в количестве 3 штук, но в разных модификациях их количество может отличаться (2–6 сателлитов).

Элементы конструкции устанавливаются в общий корпус редуктора, который заполняется смазкой, обеспечивающей долгосрочную эксплуатацию подвижных деталей за счет снижения силы трения.

Как работает редуктор с планетарной передачей

Хотя механизм во многом повторяет цилиндрический редуктор (те же зубчатые колеса и зубчатая передача), принцип действия и сама сборка у него сложнее. Действие планетарной передачи реализовано по аналогии с солнечной системой (отсюда и название).

Принцип работы планетарного редуктора такой.

• В середине основной рабочей части – солнечная шестерня (как Солнце).
• Ось солнечной шестерни являетется условным центром окружности, по линии которой располагаются оси сателлитов (как планеты вокруг Солнца).
• Сателлиты одновременно зацеплены с солнечной шестерней и с коронной.
• Позиции сателлитов остаются неизменными, за их фиксацию относительно друг друга отвечает водило.
• Одна из деталей сборки (водило/коронная или солнечная шестерня) закрепляется относительно корпуса. Работа планетарного редуктора возможна без соблюдения этого условия, но тогда либо одно движение «разбивается» на 2 (от солнечная шестерни к коронной + от солнечной шестерни к водилу), либо 2 движения сливаются в 1.

Передаточное число планетарного редуктора зависит от выбора элементов сборки – ведущего и ведомого.

Плюсы планетарной передачи

Центральная идея планетарной передачи – эффективное равномерное распределение нагрузки между несколькими сателлитами через одно колесо увеличенного диаметра. За счет такого решения конструкторам удалось добиться не только увеличенной эффективности механизма в плане огромных передаточных чисел при малом количестве элементов, но и хороших показателей при его довольно скромных габаритах. Конструктивные достоинства: небольшое количество зубчатых колес и компактные размеры самих шестеренок.

Среди главных преимуществ эксплуатации редукторов:

• компактные размеры, которые позволяют использовать их в довольно стесненных условиях;
• небольшой вес по сравнению с аналогами (ниже требования к установке, быстрее и проще подключение);
• способность выдавать большие передаточные числа;
• упрощенный ремонт за счет простой и понятной конструкции.

Важное уточнение: хотя механизм способен создавать огромные передаточные числа, практика показывает, что с увеличением этих чисел значительно снижаются КПД и работоспособность всей редукторной сборки. Другими словами, у редуктора на планетарной передаче есть свой ресурс, который нужно учитывать.

Плюс, здесь имеет определяющее значение качество изготовления устройства. Расчет планетарного редуктора и его проект должны быть максимально точными.

Обслуживание и ремонт

Компактные размеры и высокая эффективность планетарного редуктора – это результат его устройства, которое предполагает большое количество прямых контактов зубьев. А такие контакты при постоянной работе приводят к быстрому истиранию мелких деталей. Именно поэтому ресурс и качество долгосрочной работы становятся производной правильного обслуживания оборудования. Этот вид механизма требует большего внимания, чем многие аналоги. В центре сервисной программы:

• Контроль уровня и регулярное добавление масла. Смазка, заливаемая в корпус, работает на решение 2 главных проблем: интенсивной выработки тепла и истирания малых деталей (зубьев). Со временем она вырабатывается, засоряется металлической стружкой, теряет основные качества. Потому требует периодической полной замены или долива. Для планетарной передачи редуктора особенно важен грамотный выбор смазочного материала (по рекомендации производителя).
• Профессиональный плановый и внеплановый ремонт. Его должны производить специалисты, которые умеют работать с данным классом устройств. Часто в рамках регулярного или срочного ремонта проводится замена подвижных деталей – их выбор тоже необходимо производить с учетом рекомендаций компании, которая изготовила мотор-редуктор.
• Постоянный контроль состояния. Регулярная диагностика позволит выявить большинство поломок на раннем этапе и тем самым снизить риски технико-технологических процессов, в которых используется планетарный редуктор. Частые признаки неисправностей, которые можно определить, не имея специальных знаний: сильные нехарактерные шумы, усиливающаяся вибрация, работа рывками, перегрев корпуса.

Правила выбора планетарного редуктора

Перед тем как купить планетарный редуктор, нужно его правильно выбрать. Здесь важно обращать внимание на следующие характеристики:

• Размеры корпуса.
• Расположение быстроходного и тихоходного вала (фланцев).
• Ограничения по эксплуатации (предельный уровень температуры окружения в месте работы, условия размещения – только на открытых площадках или в помещениях).
• Допустимое для данной модели планетарного редуктора передаточное число.
• Предельные значения крутящего момента.

При выборе стоит обращать внимание и на репутацию производителя, и на цену планетарного редуктора. Будучи объективно оправданным в дорогих отраслях (включая автомобилестроение, станкостроение, изготовление габаритных производственных линий), этот механизм требует самого ответственного подхода при поиске оптимальной модификации.

Если вы сомневаетесь в правильности выбора конкретной модели, обязательно обратитесь за помощью к специалистам. ПТЦ «Привод» занимается продажей качественного редукторного оборудования и хорошо ориентируется в особенностях конструкций и эксплуатационных качеств редукторов. Наши специалисты подберут для ваших условий наиболее подходящий планетарный мотор-редуктор и предложат его доставку по лучшей цене (от производителя).

Планетарный редуктор: описание,преимущества,характеристики,принцип работы.

Двухступенчатый планетарный редуктор представляет собой конструкцию, составленную из шестеренок и других рабочих элементов, которые приводятся в движение посредством зубчатой передачи. При этом двигаются они по принципу, который заложен в механике вращения планет – вокруг одного центра. По этой причине центральная шестерня именуется «солнечной», промежуточные — «сателлитами», а внешняя с внутренним зубчатым сцеплением — «коронной». Кроме этого, самый простой планетарный редуктор состоит из водила. Оно предназначено для фиксации сателлитов относительно друг друга, чтобы они двигались вместе.

Для правильной работы устройства необходимо, чтобы одна из составляющих его частей была жестко закреплена на корпусе. В планетарном редукторе, который оснащен водилом, статической частью является именно оно. Кроме этого, жестко закрепленным может быть коронная или солнечная шестеренки. В случае если ни одна из частей этого устройства не закреплена, имеется возможность расщепления одного движения на несколько, либо слияние двух в одно.

При этом в сцепке с ведущим и ведомым валом может быть как коронная, так и солнечная шестерни, или сателлиты. Этот механизм может осуществлять повышение передаточного числа и снижение крутящего момента и на оборот.

За счет такой конструкции обеспечивается движение ведомого и ведущего валов в одном направлении.

Преимущества планетарных устройств

По сравнению с традиционными редукторами можно выделить следующее преимущества, которые имеет это устройство: они могут создавать огромные передаточные отношения скоростей при невысоком количестве шестеренок. Шестерни механизма имеют небольшой размер благодаря их количеству. Так, одно более массивное колесо распределяет равномерно нагрузку по нескольким сателлитам. Из этого следует, что устройство получается не очень большим и громоздким. Однако, расчет и практика показывают, что при высоких передаточных числах работоспособность и коэффициент полезного действия сильно снижаются. И как вывод всего вышесказанного, основными преимуществами являются:

• Большие передаточные числа;
• Невысокая масса;
• Относительная компактность;
• Его можно чинить и собирать своими руками.

Такие преимущества требуют и соответствующего изготовления. Начиная с расчета, проектирования и заканчивая изготовлением – все должно быть прецизионно точно. Эти редукторы нашили очень широкий ряд применений в различных отраслях: прибостроительной, станкостроительной, машиностроительной и т.д. В данной статье остановимся более подробно на применении этого устройства в машиностроительной отрасли.

Описание и принцип работы:

Планетарные редукторы имеют ряд общих черт с цилиндрическими редукторами, так как передача усилия так же происходит посредством зубчатой передачи, а в конструкции используются зубчатые колеса. Однако конструкция планетарных редукторов, как и принцип работы, сложнее.

В общем случае в планетарном редукторе можно выделить следующие основные детали: коронная шестерня, планетарные шестерни (сателлиты), водило и солнечная шестерня. По аналогии с Солнцем, расположенным в центре солнечной системы, солнечная шестерня расположена в центре рабочей части редуктора. Она находится в зацеплении с идентичными планетарными шестернями, оси которых расположены на окружности, центр которой лежит на оси солнечной шестерни, и в то же время сателлиты сцеплены с коронной шестерней, представляющей собой зубчатое колесо с внутренним зацеплением. Водило жестко закрепляет все сателлиты относительно друг друга.

Для работы планетарного редуктора необходимо, чтобы одна из его деталей (солнечная шестерня, коронная шестерня или водило) была жестко закреплена относительно корпуса редуктора. В зависимости от выбора ведущего и ведомого элемента будет зависеть передаточное число планетарного редуктора. Также работа планетарного редуктора возможна и в случае, когда ни одна из его деталей не закреплена. В таком случае становится возможным разложение одного движения на два (к примеру, от солнечной шестерни к коронной шестерни и водилу), или слияние двух движений в одно.

Основные характеристики редукторов

Основные характеристики редукторов: КДП, частота вращения входного и выходного валов, передаточное отношение, передаваемая мощность, количество ступеней и тип передач.

Передаточное отношение – это отношение скоростей вращений входного к скорости вращения выходного вала.

КПД редуктора определяется отношением мощности на входном валу к мощности на выходном валу

Классификация планетарных редукторов:

По количеству ступеней планетарного редуктора выделяют:

• одноступенчатые
• многоступенчатые

Одноступенчатые редукторы наиболее компактны, в то время как многоступенчатые значительно сложнее по конструкции и занимают больше места, но позволяют достичь больших передаточных чисел.

По факту жесткого закрепления одного из элементов редуктора выделяют:

• простейшие
• дифференциальные

В простейших планетарных редукторах одно из звеньев жестко закреплено, и передача усилия происходит от одного из незакрепленных звеньев к другому с фиксированным передаточным числом. В дифференциальных редукторах ни один из элементов не закреплен, что позволяет использовать редуктор как дифференциальный механизм.

УСТРОЙСТВО ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА

Основными частями планетарного редуктора, как правило, являются такие элементы, как солнечная шестеренка, которая, как сказано выше, расположена в центре редуктора. Так же к основным элементам относятся, водило. Эта деталь редуктора предназначена для прочной фиксации осей остальных шестерней, или как их еще называют сателлитов. Сателлиты представляют собой одинакового размера шестеренки, которые располагаются вокруг основной шестерни. И наконец, еще одной важной деталью планетарного редуктора является шестерня, которая называется кольцевой. Эта шестеренка имеет вид зубчатого вида колеса, которое распложено по краю всех частей редуктора, данная часть имеет сцепку с сателлитами. Принцип работы планетарного редуктора выглядит следующим образом.

Один из элементов данного устройства всегда остается неподвижным, в данном случае это кольцевая деталь. Ведущей деталью в планетарном редукторе является солнечная шестерня, а ведомыми, стало быть, сателлиты. Как правило, наиболее часто применение планетарного вида редукторов используется в такой отрасли как машиностроение. Однако нередко его еще применяют при изготовлении различного рода станков для резки металла. Довольно часто используется сразу несколько планетарных редукторов, как правило, этими редукторами оснащается автоматическая коробка передач.

Планетарные редукторы в машиностроении

Широкое распространение редуктора, которые имеют устройство данного типа получили в ведущих мостах автомобилей и в автоматических коробках переключения передач. Колесный редуктор можно встретить в мостах таких автомобилей, как: МАЗ, Икарус, в некоторых троллейбусах, тракторах Т-150К, К-700. Этот колесный редуктор в мостах передает крутящий момент к ступицам колес от полуосей. Также они распространены в передаче бортового типа. Такое применение в бортовой передаче позволило существенно уменьшить как расчетный, так и практический диаметр основной передачи. Уменьшение диаметра отразилось повышенным просветом автомобиля и как следствие более высокой проходимостью. Использование планетарных коробок переключения передач набирает все большую популярность. Передаточное отношение устройства будет вытекать из расчета отношения числа зубьев на центральной шестерни к числу зубьев на коронной шестерне. Интересным моментом является расторможение коронной шестерни в коробке. В этом случае передаточное число равняется 1.

Ремонт редуктора своими руками

Ремонт редуктора своими руками является весьма непростой задачей. Так, данный механизм очень непростой и состоит из множества частей. При ремонте своими руками часто можно даже при разборке не ведая, что внутри просто растерять целую кучу маленьких деталей, например, иголки моментально рассыпаются и теряются. Ремонт планетарного редуктора лучше всего оставить профессионалам.

Стоит отметить, что на сегодняшний день планетарный редуктор весьма распространен и используется в большинстве грузовых автомобилей в ведущих мостах, а также очень часто встречается в роли лебедок.

Как и все редукторы, он может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым. Если Вы собираетесь приобрести механизм данного типа, то лучше всего покупать его у проверенных производителей, так как ремонт своими руками очень затруднен, а если он будет часто выходить из строя, то денег на него будет уходить много. В данной статье мы попытались собрать общую информацию по устройствам планетарного типа использующихся для производства автомобилей. Также нужно сказать, что данный вид устройства очень интенсивно внедряется во многие сферы и отрасли благодаря своим очень весомым преимуществам.

Советы по подбору планетарного редуктора

Главное в этом деле — правильно произвести расчет основных параметров нагрузки и существующих условий эксплуатации этого устройства.