Was ist ein Planeten-Untersetzungsgetriebe?
Ein Planeten-Untersetzungsgetriebe ist ein Untersetzungsgetriebe, das mit Planetenrädern arbeitet.
Es besteht aus einem zentralen Sonnenrad, mehreren Planetenrädern um das Sonnenrad herum, einem Innenrad und einem Planetenradträger an der Außenseite des Sonnenrads. Die An- und Abtriebswellen können auf der gleichen Achse angeordnet werden, und es können mehrere Planetengetriebe eingebaut werden, was kompakte Konstruktionen ermöglicht.
Anwendungen für Planeten-Untersetzungsgetriebe
Planeten-Untersetzungsgetriebe werden in Industrieanlagen mit hohem Leistungsbedarf eingesetzt. Der Hauptvorteil besteht darin, dass der Antrieb und der Abtrieb koaxial und kompakt sind, so dass auch die Geräte selbst kompakt sein können.
In Kraftfahrzeugen werden sie in den Getrieben von automatischen Wandlergetrieben und im Mitteldifferential von Fahrzeugen mit Vierradantrieb eingesetzt. Außerdem ist das Innengetriebe von Fahrrädern ein Planeten-Untersetzungsgetriebe. Planeten-Untersetzungsgetriebe werden für den Antrieb vieler Industriemaschinen verwendet, z. B. für Schildbagger und Portalkräne.
Darüber hinaus werden sie, anders als üblich, auch in Toyota Prius-Fahrzeugen eingesetzt. Die Antriebsleistung des Motors ist mit dem Planetenradträger verbunden, der Generator mit dem Sonnenrad und das Hohlrad ist als Abtrieb ausgelegt, der in einem Mechanismus verwendet wird, der die Motorleistung zwischen Antrieb und Stromerzeugung aufteilt.
Funktionsweise des Planeten-Untersetzungsgetriebes
Bei der Verwendung eines Planeten-Untersetzungsgetriebes ist das Innenrad fixiert, und wenn sich das Sonnenrad dreht, führt das Planetenrad eine kreisförmige Bewegung aus, während es sich um das Sonnenrad dreht. Durch die Entnahme dieser Kreisbewegung als Abtrieb kann es als Untersetzungsgetriebe verwendet werden.
Der Planetenradträger, der über eine Planetenradwelle verfügt, bewegt sich bei der Bewegung des Planetenrads in einer kreisförmigen Bewegung koaxial zur Eingangswelle. Da mehrere Planetenräder um das Sonnenrad angeordnet werden können, kann die Kraft in Bezug auf den Antrieb verteilt werden, wodurch das Getriebe kompakt ist und große Leistungen übertragen kann.
Arten von Planeten-Untersetzungsgetrieben
Planeten-Untersetzungsgetriebe sind bekannt als Planetengetriebe, die drei Arten von Zahnrädern kombinieren und seit langem in Automobilgetrieben und Differentialgetrieben verwendet werden. Es gibt verschiedene andere Untersetzungsgetriebe mit ähnlichen Funktionen, aber unterschiedlichen Komponenten.
Einige verwenden Rollen anstelle von Zahnrädern, andere verwenden trochoidale Kurvenräder und wieder andere haben einen Planetenmechanismus, der den Außendurchmesser flexibel mit den Rollen verbindet. Jedes dieser Getriebe hat unterschiedliche Eigenschaften, und die Auswahl muss entsprechend den Einsatzbedingungen getroffen werden.
Weitere Informationen über Planeten-Untersetzungsgetriebe
1. Vor- und Nachteile von Planeten-Untersetzungsgetrieben
Planeten-Untersetzungsgetriebe haben im Vergleich zu allgemeinen Untersetzungsmechanismen mit Stirnrädern die folgenden Vor- und Nachteile:
Vorteile
- Hohes Untersetzungsverhältnis
Die An- und Abtriebswellen sind in einer geraden Linie angeordnet, was die Konstruktion des Mechanismus der Vorrichtung erleichtert. Bei gleichem Untersetzungsverhältnis kann die Größe des Untersetzungsgetriebes kompakter gestaltet werden, was Platz spart. - Hohe Drehmomentkapazität
Die Drehmomentkapazität kann durch den Einsatz mehrerer Planetengetriebe erhöht werden. - Kann auch für Drehzahlerhöhungen verwendet werden
Planeten-Untersetzungsgetriebe können auch als Drehzahlerhöhungsgetriebe verwendet werden, wenn die An- und Abtriebswellen ausgetauscht werden. - Geräuscharm
Es gibt jedoch auch die folgenden Nachteile, so dass es wichtig ist, die Anwendung und den Zweck zu berücksichtigen, bevor man eine Auswahl trifft.
Nachteile
- Erfordert Geschick bei der Konstruktion und Montage
Der Mechanismus ist komplex und erfordert Präzision, so dass für die Konstruktion und den Zusammenbau Technologie erforderlich ist. - Teuer und schwer
Aufgrund der großen Anzahl von Teilen sind sie auch schwer. - Wartung ist erforderlich
2. Konstruktion von Planeten-Untersetzungsgetrieben
Planeten-Untersetzungsgetriebe haben den Vorteil, dass die Eingangs- und Ausgangswellen auf derselben Achse liegen können und die Last auf zwei oder mehr Planetengetriebe verteilt werden kann, wodurch das Gerät auch bei gleicher Drehmomentkapazität kompakt ist. Die Konstruktion von Planeten-Untersetzungsgetrieben erfordert aufgrund der komplexen Struktur des Mechanismus hohe technische Fähigkeiten.
Da der Mechanismus die inneren Zahnräder außen hat, gibt es eine Reihe von Schwierigkeiten, wie z. B. die Begrenzung des Außendurchmessers des Mechanismus in Abhängigkeit vom Untersetzungsverhältnis und die Berücksichtigung der Tatsache, dass sich Sonnenrad und Planetenrad nicht gegenseitig behindern dürfen.
3. Untersetzungsverhältnisse von Planeten-Untersetzungsgetrieben
Das Untersetzungsverhältnis des Planeten-Untersetzungsgetriebes wird durch das Verhältnis der Zähnezahl des Sonnenrads zur Summe der Zähnezahl des Sonnenrads und der Zähnezahl des Planetenrads bestimmt. Wenn das Übersetzungsverhältnis von Sonnenrad und Planetenrad 1 ist, beträgt das Untersetzungsverhältnis 4, was strukturell die Form von vier Planetenrädern hat.
Im Allgemeinen werden Untersetzungsverhältnisse von 3 bis 5 verwendet, wobei auch höhere Untersetzungsverhältnisse sichergestellt werden können. Wird jedoch das Untersetzungsverhältnis erhöht, wird das Sonnenrad kleiner und das Planetenrad größer, was zu einer Anordnung von drei oder weniger Planetenrädern führt, was für die Leistungsübertragung nachteilig ist.
Außerdem wirkt aufgrund der Umlaufbewegung die Zentrifugalkraft auf die Planetenräder, was zu Störungen der Innenverzahnung führt, so dass ein Mechanismus zur Fixierung der einzelnen Teile und der Maßverhältnisse zwischen ihnen entwickelt werden muss.