Планетарная передача является важной частью многих автоматических коробок передач и других механизмов. Ее принцип работы весьма интересен и основан на устройстве солнечной шестерни, сателлитов и солнечной короны. В данной статье мы рассмотрим, что представляет собой планетарная передача, как она работает, и какие принципы лежат в ее основе.
Многим автомобилистам хорошо знаком термин “планетарная передача” – она отвечает за работу трансмиссии путем взаимодействия различных зубчатых шестеренок. Планетарная передача состоит из шестеренок разного размера, которые передают крутящий момент. Этот тип передачи широко используется во многих моделях автомобилей с традиционным задним приводом.
- Что такое планетарная передача
- Устройство и принцип работы планетарного редуктора
- Схема и виды планетарных редукторов
- Из чего состоит планетарный механизм
- Планетарная передача в автомобиле
- Принципы работы планетарных коробок передач
- Плюсы и минусы планетарных коробок передач
- Возможные неисправности планетарной АКПП
- Заключение
Что такое планетарная передача
Планетарные передачи часто используются для передачи вращательного движения и изменения угловых скоростей. Они основаны на использовании зубчатых колес – шестерней.
Этот механизм был изобретен арабским конструктором Ибн Халафом эль-Муради еще в 11 веке. В манускриптах средневекового ученого описана первая простая конструкция для передачи вращательного движения.
Это устройство чаще всего используется в редукторах для изменения вращательного движения и мощности. Механизм может влиять на получаемый крутящий момент и способен:
- сложить;
- изменить;
- разложить.
Простыми словами планетарный механизм предназначен для изменения крутящего момента, а также его изменения в противоположную сторону. Не все знают, что конструкция этого типа применяется для достижения плавного поворота транспортных средств.
Планетарная передача с одним или двумя потоками помогает при использовании ленточного тормоза и передает мощность к ведущим колесам.
Устройство и принцип работы планетарного редуктора
Передача крутящего момента при помощи зубчатых шестерен наиболее часто используется в редукторах. Для того чтобы осознать, как действует простой планетарный однорядный редуктор, необходимо изучить состав его компонентов и схему работы.
Однорядный редуктор включает в себя следующие элементы:
- коронная шестерня;
- солнечная шестерня;
- планетарная шестеренка или сателлит, находящийся в составе коробки передач;
- водило.
Планетарный редуктор – это механизм или устройство, состоящее из шестерен, и его принцип работы заключается в изменении скоростей движения элементов при движении в разные стороны.
Центральная шестерня, известная как Солнце, вращается вокруг своей оси. Вокруг Солнца вращаются маленькие шестерни, называемые сателлитами. Эти сателлиты соединены с коронной шестерней, которая является основой устройства. Движение сателлитов обеспечивается водилом.
Схема и виды планетарных редукторов
Крутящий момент для редуктора формируется под воздействием двигателя, который подключен через вал. Этот вал связан с солнечной шестерней, вызывая ее вращение вокруг своей оси. Зубья центрального шестеренчатого колеса воздействуют на зубцы сателлитов.
Работа механизма начинается, когда сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей и вдоль внешней короны шестерни. В результате водило, связанное с осями сателлитов, получает крутящий момент и передает его на подключенный вал. Это общепринятая схема однорядного редуктора.
Для увеличения крутящего момента и изменения направления движения механизм может функционировать вокруг неподвижной солнечной шестерни или крутящейся короны. В результате водило будет вращаться либо быстрее, либо начнет вращение в обратную сторону.
- по числу ступеней;
- по направлению вращения;
- по форме элементов и корпуса.
Механизм может иметь одну или несколько ступеней, в зависимости от своей конструкции. Многоступенчатые механизмы используются, чтобы увеличить частоту крутящего момента.
Редукторы могут быть простыми с одним направлением вращения или дифференциальными, которые могут работать в обратном направлении.
Механизмы также могут отличаться по форме своих элементов: они могут быть коническими, колесными, волновыми или червячными.
Из чего состоит планетарный механизм
Основой работы редуктора является планетарный механизм. Процесс его функционирования заключается во вращении шестерен вокруг оси. Круглые компоненты вращаются аналогично планетам вокруг солнца. Этот принцип лег в основу названия данного механизма.
Устройство планетарного механизма состоит из трех типов шестерен: солнечной и планетарной с внешними зубцами, а также коронной с внутренним расположением зубцов. Механизм обладает парой выходов для входного и выходного валов. Принцип работы основан на увеличении крутящего момента.
Планетарная передача в автомобиле
Инженеры, занимающиеся производством автомобилей, в доработке передаточных механизмов решили использовать данный вид конструкции для осуществления переключения передач. Сегодня такая конструкция планетарной трансмиссии применяется и в автоматических, и в механических коробках передач для передачи движения на задний мост автомобиля.
Несмотря на то, что различные компании изготавливают собственные модели планетарных трансмиссий, данные узлы широко используются уже в течение длительного времени. Хорошим примером может служить планетарная трансмиссия советского дизельного трактора ДТ-75, которая активно использовалась в свое время.
Единственное отличие такой трансмиссии в тракторе состоит в размещении планетарной передачи, задних мостов и коробки передач отдельно друг от друга, в то время как в современных автомобилях планетарный механизм является неотъемлемой частью коробки передач и находится в едином корпусе с ней.
Для автоматических коробок передач преимущественно используются два типа передаточных механизмов:
- передаточный механизм Равиньо с одним водилом и коронной шестерней;
- телешоу Симпсонов с использованием только одной солнечной шестерни.
В устройстве Симпсона есть 2 планетарных ряда, у которых все составляющие одинаковы. К тому же, для упрощения конструкции, используется одна солнечная шестерня. Удлиненный элемент является центром обоих рядов.
Передача Равиньо отличается от остальных своим наличием только одной коронной шестерни и одного водила, а также некоторыми дополнительными зубчатыми элементами.
Некоторые современные узлы состоят из 3 рядов, каждый из которых имеет полноценный планетарный механизм. Управление происходит при помощи фрикционов.
Принципы работы планетарных коробок передач
Все автоматические или механические коробки передач на планетарных механизмах имеют много ступеней. Они позволяют получить большее количество вариантов передачи. Общая характеристика этих механизмов заключается в том, что все они относятся к типу дифференциала, что обеспечивает обратное вращение.
Простые механизмы не могут предложить 5-6 скоростей, которые требуются для современных автомобилей. В связи с этим используются механизмы с несколькими рядами, которые включают:
- несколько планетарных рядов;
- промежуточные планетарные механизмы;
- тормозные механизмы.
Для увеличения продолжительности соединения возможно использование дополнительного промежуточного вала. Все элементы расположены внутри одного закрытого корпуса. Чтобы предотвратить быстрое износа зубцов внутри корпуса, трансмиссионное масло постоянно циркулирует. Маслянистая жидкость с определенной вязкостью смазывает всю планетарную передачу в автоматической коробке передач.
Расчет полезности или КПД коробки передач зависит от передаточного числа. Этот расчет осуществляется путем сравнения количества зубцов на шестернях входного и выходного валов. На практике это означает сколько полных оборотов должен сделать ведущий вал, чтобы ведомый вал совершил один оборот.
Плюсы и минусы планетарных коробок передач
| Плюсы | Минусы |
|---|---|
| Компактность и плавная работа | Сложность конструкции и дороговизна |
| Расширенный диапазон передаточных чисел | Потери на трение и риск поломок |
| Повышенный комфорт для водителя | Чувствительность к смазке и риск при недостатке масла |
Возможные неисправности планетарной АКПП
| Симптом | Причина | Способ устранения |
|---|---|---|
| Происходит выбивание передачи | Причиной может быть поломка зубцов шестерней или повышенная вибрация кузова | Проблему можно решить, проведя ремонт коробки передач или заменив подушки опор |
| Высокий уровень шума и гул в коробке передач | Такие симптомы могут указывать на износ подшипников, повреждение зубцов или утечку трансмиссионной жидкости | Необходимо заменить поврежденные элементы и проверить уровень масла, при необходимости долить его |
| Возникают сложности при переключении передач | Это может быть вызвано поломкой привода или износом синхронизаторов | Для решения проблемы рекомендуется провести ремонт или замену элементов |
Заключение
КПП этого типа имеет простую схему установки и доступна для использования на различных типах транспортных средств: от легковых и грузовых автомобилей до тяжелой военной и специализированной техники. Она также находит применение в кораблестроении и авиастроении, а ее надежность проверена в производственных механизмах.
Вам знакома планетарная КПП? Как вы оцениваете ее надежность? Поделитесь своими впечатлениями в комментариях. Не забудьте добавить эту статью в закладки, чтобы важная информация всегда была под рукой.
