История создания первого планетарного редуктора
Кто изобрел планетарную передачу?
История создания первого планетарного редуктора приходится на далекий 1782 год. Создателем первого планетарного редуктора в мире по праву считается шотландец Уильям Мердок. Он был сотрудником судостроительной компании Джеймса Ватта и работал над преобразованием энергии в управляемое движение, вырабатываемой паровым двигателем.
Изобретатель первого планетарного редуктора - Уильям Мердок
Несколько лет плодотворной работы дали свои результаты, и он сконструировал планетарный редуктор, который вместе с валами и колесами мог преобразовывать движение поршня паровой машины во вращательное движение. В июле 1782 года первая паровая машина Ватта, оснащенная планетарной передачей, приводила в движение кузнечный молот. Благодаря инженеру Мердоку, планетарный редуктор нашел свое применение в машиностроении и производстве оборудования, где он и сегодня играет важную роль.
Модель повозки Уильяма Мердока
Есть также более древние рукописи Ибн Халафа аль-Муради о планетарной передаче в водяных часах. Ибн Халафа аль-Муради был арабским инженером, который в XI веке разработал технологии для различных водяных часов. Его зубчатая передача также состояла из планетарного механизма. Однако из документа не ясно, он ли изобрел эту технологию или усовершенствовал ранее существующую.
Почему планетарная передача имеет такое название?
Структура планетарной передачи напоминает нашу солнечную систему. Планетарные шестерни вращаются подобно планетам вокруг солнца. Так появилось название планетарный редуктор. Общий термин для этого типа зубчатых пар - планетарная передача.
Как устроена планетарная передача
Планетарный редуктор состоит из четырех основных компонентов: солнечной шестерни, планетарных шестерен, коронной шестерни и водила планетарной шестерни. Солнечная шестерня с внешними зубьями расположена посередине корпуса и приводится в движение двигателем. Планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни, также с внешними зубьями, орбита которых ограничена кольцевой шестерней с внутренними зубьями. Водило планетарной передачи соединяет отдельные планетарные шестерни и передает энергию на выходной вал редуктора.
Как было упомянуто выше, задача планетарного редуктора – снижение частоты вращения. Он также выполняет задачу по увеличения кутящего момента, поскольку мощности электродвигателя может не хватать при работе с тяжелыми нагрузками.
Планетарный редуктор без водила
- A: кольцевая шестерня
- B: солнечная шестерня
- C: планетарные передачи
Стандартная планетарная передача состоит из солнечного колеса, которое находится по центру шестерни и может вращаться либо быть жестко зафиксированной к корпусу. Также в состав зубчатой пары входят три планетарные шестерни, которые меньше солнечной шестерни и расположены вокруг нее. Они прикреплены к водилу планетарной шестерни и могут свободно вращаться или, как водило планетарной передачи, могут быть заблокированы. Внешняя часть планетарного редуктора - это зубчатый венец, который заблокирован в основании корпуса.
Как работает планетарная передача
Солнечная шестерня посажена непосредственно на вал двигателя и вращает планетарные шестерни, которые катятся по внешнему зубчатому колесу. Винт закреплен на соединительной пластине планетарных шестерен. Редукция планетарной шестерни равна отношению зубьев солнечной шестерни к наружной кольцевой шестерне.
Как работает планетарный редуктор
Режим работы планетарного редуктора с вращающейся кольцевой шестерней
Режим работы планетарного редуктора с фиксированной кольцевой шестерней
Конструктивное исполнение планетарной передачи делится на пять подгрупп:
- Простая планетарная передача: классическая конструкция - одна или две центральные шестерни (солнечная шестерня и кольцевая шестерня), одна или несколько планетарных шестерен, водило планетарной передачи.
- Обратная планетарная передача: простая планетарная передача с коаксиальным положением соединительного вала.
- Открытая планетарная передача: простая планетарная передача с центральным колесом и несоосным вращающимся соединительным валом.
- Составная планетарная передача: несколько простых планетарных шестерен, собранных вместе.
- Комбинированная планетарная передача: состоит из планетарной передачи, совмещенной с редуктором цилиндрического или червячного типа.
Какие задачи выполняет планетарная передача?
Использование планетарной передачи многократно увеличивает производительность механического привода. Если выбрана правильная передача, двигатель может иметь небольшую мощность, что экономит затраты и увеличивает эффективность всего привода.
Планетарные передачи - это прецизионные шестерни. Это означает, что они в основном используются для устройств, в которых требуется высокая точность позиционирования. С помощью планетарных редукторов могут быть реализованы системы позиционирования с точностью до одного градуса.
Преимущества планетарных передач
Самым большим преимуществом планетарных редукторов является их компактность. Небольшие размеры особенно важны, когда ограниченное пространство затрудняет монтаж редуктора. Другими преимуществами являются высокая точность и эффективность. Планетарные передачи имеют КПД 97%.