Capitolo uno: Cos'è un ingranaggio planetario?

Un ingranaggio planetario è un ingranaggio epicicloidale costituito da un ingranaggio centrale, denominato ingranaggio solare e che funge da ingranaggio di ingresso, che ha tre o più ingranaggi che ruotano attorno ad esso e vengono chiamati pianeti. Gli ingranaggi planetari si innestano con una corona dentata che circonda gli ingranaggi solari e planetari e ha la forma di un ingranaggio cilindrico interno. Il design degli ingranaggi planetari li rende eccezionalmente robusti e facili da convertire in diversi rapporti di trasmissione.

Capitolo due: Come sono realizzati gli ingranaggi planetari

I set di ingranaggi planetari sono un metodo per convertire il movimento alternativo in movimento rotatorio. Furono sviluppati da William Murdoch nel 1781 per essere utilizzati con i motori a vapore in sostituzione delle manovelle utilizzate per produrre il movimento rotatorio. Un'applicazione comune dei riduttori epicicloidali è la riduzione della velocità in uno spazio limitato.

I componenti principali ed essenziali di un ingranaggio planetario sono l'ingranaggio solare o centrale, diversi altri ingranaggi noti come pianeti, una corona dentata esterna e un portasatelliti. I quattro componenti di un ingranaggio planetario forniscono stabilità grazie alla distribuzione uniforme della massa e alla rigidità rotazionale. La coppia viene applicata radialmente agli ingranaggi e trasferita radialmente senza esercitare pressione sui denti degli ingranaggi.

Ingranaggio solare

L'ingranaggio centrale è l'ingranaggio centrale in un set di ingranaggi planetari che riceve input per il set di ingranaggi. Poiché l'ingranaggio centrale è azionato dall'albero di ingresso, gli ingranaggi planetari hanno il potere di azionare la corona dentata. La struttura di un ingranaggio planetario è configurata in modo tale che i pignoni del supporto, che è fissato agli ingranaggi planetari, siano ingranati con l'ingranaggio centrale.

Ingranaggi del pianeta

Gli ingranaggi planetari sono montati su un supporto e si muovono in base al movimento dell'ingranaggio solare. Mentre ruotano contro l'ingranaggio solare, i loro denti ingranano con i denti della corona dentata. Mentre gli ingranaggi planetari si muovono, ruotano attorno al sole e alla corona dentata. Gli ingranaggi planetari hanno uno o più ingranaggi planetari e controllano la velocità di trasmissione della potenza.

Corona dentata

L'anello esterno di un sistema di ingranaggi planetari è la corona dentata o l'ingranaggio anulare. ha denti sulla circonferenza interna ed è liscio sul bordo esterno. I denti di una corona dentata planetaria sono puntati verso l'interno per ingranare con gli ingranaggi planetari. Gli ingranaggi portante e planetario sono legati e circondati dalla corona dentata fissata nella sua posizione. Tutti i denti degli ingranaggi planetari ingranano con l'ingranaggio solare e la corona dentata. Mentre gli ingranaggi planetari ruotano attorno all'ingranaggio solare, la corona dentata è costretta a ruotare nella stessa direzione dell'ingranaggio solare.

Vettore

Gli ingranaggi planetari sono fissati a un supporto che collega i loro centri con l'ingranaggio solare e garantisce che si incastrino in modo tale che i loro cerchi primitivi ruotino senza slittamenti. Normalmente, il supporto è mobile e ruota rispetto all'ingranaggio solare. è collegato ai centri di ciascuno degli ingranaggi planetari per fornire supporto. La forma più semplice di ingranaggio planetario ha un sole, un pianeta, una corona dentata e un vettore. Gli ingranaggi planetari composti hanno più di uno per ciascuno dei vari ingranaggi, che diventano man mano più complessi

il numero degli ingranaggi planetari aumenta.

Costruzione di ingranaggi planetari

Gli ingranaggi planetari richiedono la definizione di più input per ottenere un output specifico. L'ingranaggio centrale si trova al centro del gruppo e ingrana con i denti degli ingranaggi planetari, che sono piccoli e collegati alla struttura portante realizzata in alluminio pressofuso. ferro o acciaio. Il trasportatore ha una parte per ciascuno degli ingranaggi planetari che circondano l'ingranaggio centrale e sono circondati dalla corona dentata.

La costruzione di un set di ingranaggi planetari può includere ingranaggi cilindrici o elicoidali. La differenza tra i due ingranaggi è il loro angolo di elica con gli ingranaggi cilindrici che hanno un angolo di elica pari a zero mentre gli ingranaggi elicoidali hanno un angolo di elica compreso tra 10 e 30 gradi. Con entrambe le forme di ingranaggi, i cuscinetti svolgono un ruolo importante nella trasmissione della coppia di un gruppo di ingranaggi planetari. I cuscinetti ad aghi hanno le giuste dimensioni ma non sono in grado di tollerare le forze assiali. Il tipo ideale di cuscinetti sono i cuscinetti a rulli conici per le forze assiali e sono più grandi dei cuscinetti ad aghi.

Capitolo tre: Tipi di ingranaggi planetari

I vari tipi di riduttori epicicloidali si differenziano per prestazioni, efficienza e versatilità. Ciascun tipo ha la capacità di trasformare due input in un unico output, un fattore che li rende complicati da progettare e analizzare. La forma più comune di set di ingranaggi planetari è un singolo sole e un singolo pianeta con un supporto e una corona dentata esterna.

I gruppi di ingranaggi planetari si comportano in modo controintuitivo, un fattore che rende la loro analisi difficile, intrigante e interessante. Forniscono una coppia eccellente con rigidità adeguata e poco rumore in un ingombro compatto. Gli ingranaggi planetari sono disponibili in un'ampia varietà di forme e design, che è uno dei motivi del loro ampio utilizzo.

Un breve elenco di ingranaggi planetari include:

Monostadio

Multistadio

In linea

Offset

Coassiale

Angolo retto

Guida armonica

Differenziale

Simpson

Ravigneaux

Questi dieci set di ingranaggi planetari rappresentano un piccolo campione dell'elenco completo di ingranaggi planetari, che comprende ingranaggi speciali progettati per applicazioni uniche e insolite. È importante notare che ogni tipo di set di ingranaggi planetari presenta vantaggi e svantaggi. Il loro utilizzo è determinato dal modo in cui soddisfano le esigenze di un'applicazione.

Set di ingranaggi planetari a stadio singolo

Un set di ingranaggi planetari a stadio singolo è costituito da un ingranaggio centrale, tre ingranaggi planetari, un supporto e la corona dentata. L'albero di ingresso fa ruotare l'ingranaggio solare, che fa sì che gli ingranaggi planetari ruotino il supporto e l'albero di uscita. Ingranaggi di dimensioni diverse con numeri diversi di denti modificano la velocità e la coppia di uscita. I set di ingranaggi planetari a stadio singolo vengono utilizzati con macchinari pesanti, apparecchiature industriali e trasmissioni automobilistiche. Come con la maggior parte dei riduttori planetari, i riduttori epicicloidali a stadio singolo vengono utilizzati per il loro design compatto e peso.

Set di ingranaggi planetari multistadio

I set di ingranaggi planetari multistadio hanno due o più ingranaggi planetari per ottenere la velocità e la coppia richieste. Hanno la stessa costruzione dei set di ingranaggi planetari a stadio singolo ma hanno molti più ingranaggi aggiunti all'albero di ingresso nel primo set, che è collegato all'ingranaggio centrale del primo set. Il supporto del primo set è collegato all'ingranaggio centrale del secondo set, uno schema che continua con tutti gli ingranaggi planetari nel set di ingranaggi planetari multistadio. I set di ingranaggi planetari multistadio vengono utilizzati in applicazioni che richiedono una coppia elevata e diversi velocità di uscita. Raggiungono rapporti di trasmissione elevati in un pacchetto leggero e compatto.

Set di ingranaggi planetari in linea

Con un set di ingranaggi planetari in linea, gli alberi di ingresso e di uscita sono in linea retta e sono costituiti da un singolo ingranaggio solare e più ingranaggi planetari contenuti in una corona dentata. Gli ingranaggi planetari sono montati su un supporto che ruota attorno al sole. L'albero di ingresso fa ruotare l'ingranaggio solare centrale, che fa girare gli ingranaggi planetari che ingranano con la corona dentata, la rotazione attorno all'asse centrale invia potenza all'albero di uscita. I gruppi di ingranaggi epicicloidali in linea vengono utilizzati per la loro efficienza, densità di coppia e gioco ridotto.

Set di ingranaggi planetari offset

I set di ingranaggi planetari offset sono noti come ingranaggi planetari ad alberi paralleli. Hanno gli alberi di ingresso e di uscita posizionati in posizione sfalsata o parallela. Come con i set di ingranaggi planetari in linea, i set di ingranaggi planetari offset hanno un ingranaggio centrale con diversi ingranaggi planetari montati su un supporto che si ingrana con la corona dentata esterna. invece di essere in linea retta con l'ingresso, l'uscita è allineata in modo diverso rispetto all'albero di ingresso., La scelta del diametro e del numero di denti corretti dell'ingranaggio folle consente agli alberi di ingresso e di uscita di trovarsi su un asse comune.

Set di ingranaggi planetari ad angolo retto

Nei riduttori epicicloidali ad angolo retto gli alberi di ingresso e di uscita sono disposti ad angolo retto tra loro. L'ingranaggio centrale, gli ingranaggi planetari, il supporto e l'anello esterno sono tutti montati nella stessa configurazione degli altri set di ingranaggi. La rotazione degli ingranaggi planetari trasmette potenza a un set di ingranaggi conici ad angolo retto collegato all'albero di uscita.

Set di ingranaggi planetari Harmonic Drive

I gruppi di ingranaggi epicicloidali Harmonic Drive sono noti anche come riduttori a onde di deformazione e riduttori per generatori di onde. Usano una coppa metallica flessibile e una scanalatura circolare per trasferire la coppia. I componenti di un set di ingranaggi epicicloidali Harmonic Drive sono la scanalatura circolare e la tazza flessibile che viene definita generatore di onde. Inoltre, il set di ingranaggi ha ingranaggi ellittici o circolari chiamati flexspline.

L'albero d'ingresso aziona il generatore di onde che lo fa deformare e crea onde che si muovono lungo la circonferenza della coppa. Le onde create ingranano i denti del flexspline che ruota attorno all'asse centrale del set di ingranaggi di trasmissione armonica. Il flexspline si ingrana con la corona dentata esterna che invia potenza all'albero di uscita. I set di ingranaggi epicicloidali Harmonic Drive hanno gioco zero, alta precisione ed elevata densità di coppia, che li rendono ideali per applicazioni in cui precisione e ripetibilità sono importanti.

importanti come la robotica e le applicazioni di automazione

Set di ingranaggi planetari Simpson

Un set di ingranaggi planetari Simpson ha un singolo ingranaggio solare e due o tre set di portasatelliti collegati in serie. La struttura di un set di ingranaggi planetari Simpson ha tre marce avanti, una retromarcia, una folle e viene utilizzata in una trasmissione automatica a tre o quattro rapporti. il set di ingranaggi prende il nome da Howard Simpson, un famoso innovatore di design per l'industria automobilistica.

I due gruppi di ingranaggi planetari sono interdipendenti poiché hanno un sole comune. Il primo gruppo di ingranaggi è più vicino all'albero di ingresso ed è sincronizzato con la corona del secondo gruppo di ingranaggi.

Set di ingranaggi planetari Ravigneaux

Un set di ingranaggi planetari Ravigneaux è un miglioramento del set di ingranaggi planetari Simpson ed è costituito da due ingranaggi solari, due corone dentate e due set di ingranaggi planetari su un unico supporto, il che rende il set di ingranaggi planetari Ravigneaux più piccolo, leggero e meno costoso . I due soli sono posizionati centralmente lungo un asse di rotazione comune e sono di dimensioni diverse.

Il processo per un set di ingranaggi planetari Ravigneaux prevede che il più piccolo degli ingranaggi solari innesti il ​​suo set di pianeti che innestano la corona dentata esterna. La corona dentata esterna più grande è collegata ai pianeti di entrambi gli ingranaggi planetari e ingrana il più grande dei due soli. Un supporto, con raggio diverso, mantiene in posizione i gruppi di ingranaggi planetari ed è collegato all'albero motore. Gira come un'unità rispetto al sole e alla corona dentata

Set di ingranaggi planetari differenziali

Con un set di ingranaggi planetari differenziali, ogni ingranaggio ruota, il che è un fattore chiave nel set di ingranaggi per la guida delle ruote di un'auto. Inizialmente, le auto erano predisposte per avere una delle ruote motrici mentre l'altra ruota era montata liberamente. Sebbene fosse un metodo di guida efficace, non era sicuro, il che richiedeva la ricerca di un metodo per guidare entrambe le ruote

Lo sviluppo del set di ingranaggi epicicloidali differenziali richiedeva che ciascuna ruota avesse il proprio albero motore. diversi ingranaggi conici con un supporto vengono utilizzati per cambiare la direzione della rotazione dell'albero motore. Il set di ingranaggi ha una grande corona dentata, un supporto, due ingranaggi planetari e un ingranaggio solare. La corona dentata è collegata all'albero di una delle ruote mentre l'ingranaggio centrale è collegato all'altra ruota, il che rende possibile modificare la rotazione dell'albero motore per azionare le ruote.

Riduttori epicicloidali

I riduttori epicicloidali sono alimentati da motori idraulici, motori elettrici o motori a combustione. Sono la forma più comune di riduttore e sono collegati direttamente a un motore di precisione o sono integrati. I riduttori epicicloidali sono eccezionalmente efficienti nel trasmettere energia da un motore a un'uscita.

Ruota motrice

Un riduttore epicicloidale a trazione integrale è la forma più semplice di riduttore e può essere collegato direttamente a una ruota con le ruote combinate sull'alloggiamento del sistema. Il supporto per un riduttore epicicloidale con trazione integrale si trova nel riduttore. Il collegamento diretto del cambio alle ruote aiuta a ridurre le dimensioni del cambio.

Uscita dell'albero

Come con altri riduttori epicicloidali, l'ingranaggio centrale fa ruotare i pianeti, che sono alloggiati in un supporto all'interno del riduttore di trasmissione ad albero. La corona dentata è fissa mentre il supporto fa ruotare l'albero di trasmissione. L'alloggiamento del cambio è fissato direttamente alla macchina e l'uscita è l'albero rotante.

Uscita del mandrino

I riduttori di uscita del mandrino sono proprio come i riduttori di uscita dell'albero con la differenza principale che l'uscita fornita da una flangia