Какое передаточное число мне выбрать для планетарной коробки передач?

Для выбора планетарного передаточного числа, делите скорость двигателя на требуемую выходную скорость. Например,, 1,500 об/мин ÷ 50 об/мин = 30:1. Затем выберите ближайшее стандартное соотношение, Потому что одноступенчатые планетарные установки практичны только до примерно 10:1; Для более высоких коэффициентов требуется два или три ступени. Проверьте крутящий момент и эффективность далее.

Что такое планетарное передаточное число?

Планетарное число редуктора — это соотношение между входной и выходной скоростью, Установлен каким из трёх участников — солнечное снаряжение, Шестерня носителя планеты или кольца — фиксируется, и по их счёту зубов. Планетарная шестерня — это компактная конструкция, при которой несколько шестерёнок вращаются между центральной солнечной шестерней и внешней кольцевой шестернями, а носитель удерживает их на орбите.

Какой элемент вы зафиксируете, определяет диапазон соотношения. Согласно tec-science, Фиксация кольцевой шестерни с солнцем как входом и несущей как выходом даёт соотношение 1 zring/zСолнце, которая даёт значения выше 2 и не имеет верхнего предела. Исправление солнечного шестерёнка даёт 1 zsun/zКольцо, диапазон от 1 до 2. Фиксирование несущей даёт −zring/zСолнце, где отрицательный знак сигнализирует, что выход вращается в противоположном направлении от входа.

[СХЕМА: Маркировка планетарных шестеренок с изображением солнечной шестерни, Planet Gears, Кольцевая шестерня и носитель планеты, со стрелками на входе и выходе.]

KHK иллюстрирует тот же набор с смешанными режимами работы: для зубьев шестерни za = 16, zb = 16 и zc = 48, Планетарное расположение даёт отношение 4, Солнечная конфигурация даёт 1,33333, а расположение звёзд даёт −3. В обсуждении инженерного форума 2013 года на ту же тему отмечается, что все шесть комбинаций фиксированного солнца, Возможны стационарные и фиксированные кольца, и что некоторые конфигурации меняют направление выхода.

Как рассчитать соотношение между скоростью двигателя и скоростью выхода??

Делите номинальную скорость двигателя на необходимую для машины выходную скорость. В результате получается идеальное отношение, Затем вы сопоставляете его с ближайшим передаточным числом, которое действительно предлагает производитель коробки передач. Этот расчёт является практической отправной точкой; Формулы для подсчёта зубов появляются позже, если нужно проверить дизайн.

Следуйте этим шагам:

1. Запишите номинальную скорость двигателя в об/мин, взято из таблички с названия, а не от номинальной частоты сети.
2. Запишите скорость выхода, необходимую машине, в оборотах, от ведущего вала или требований к процессу.
3. Разделите скорость двигателя на требуемую выходную скорость, чтобы получить идеальное отношение.
4. Сравните результат с практическими одноступенчатыми ограничениями.
5. Выберите ближайшее стандартное соотношение вместо математически точного.
6. Пересчитайте фактическую скорость выхода из выбранного отношения, И убедитесь, что он всё ещё входит в допуск машины.
7. Проверьте крутящий момент, Эффективность, Негативная реакция и стоимость до заказа.

Повторная проверка на шаге 6 — это то, что большинство руководств по отбору пропускают. A 30:1 требование и 28 баллов:1 Каталожное соотношение близки, Но это не одно и то же поведение машины, И разница имеет значение на конвейере или дозирующем винте, работающем с фиксированной скоростью.

Если вы сравниваете планетарные единицы с другими семействами редукторов, Действует то же деление скорости, и более широкий метод изложен в этом руководстве Выбор передаточного числа коробки передач.

Как рассчитывать планетарное передаточное число по количеству зубов?

С фиксированным кольцевым шестерёнком, Отношение равно одному плюс количество кольцевых зубов, делённое на количество солнечных зубов. TEA задаёт формулу как i = 1 zring/zSun и работает на примере, где солнце с 24 зубцами и кольцо с 72 зубцами дают соотношение ровно 4.0, с 24-зубьей планетной шестерёнкой.

За этой арифметикой стоят два ограничения. Woodgears определяет соотношение количества зубов как R = 2P S, где R — кольцо, P — это планета, а S — солнце, и отмечает, что при фиксированном кольце несущая вращается на Ty = Ts· S/(Р С). KHK задаёт условие сборки как zc = za 2zb, и добавляет, что обычно используются как минимум две планетные шестерни, чтобы нагрузка была разделена и сбалансирована.

Уравнение Уиллиса, nr·zr = nc·(zr zs) − zс·n_s, описывает общее движение трёх элементов, когда ни один из них не фиксирован, Как изложено Tec-Science. Это полезный фон, но он не нужен для метода деления скорости, с которого начинается большинство отборочных работ.

Рабочий пример: 1,Мотор 500 об/мин, Выход 50 об/мин

A 1,Двигатель на 500 об/мин и требование выхода 50 об/мин обеспечивают идеальное отношение 30:1. Согласно Machine Design, одноступенчатые планетарные редукторы практичны примерно с 3:От 1 до 10:1, и коэффициенты выше 10:1 нужен дополнительный планетарный этап. Это ставит это применение в двухэтапную область, а не в одноступенчатую.

TEA даёт более широкие полосы: одноступенчатые агрегаты обычно покрывают 3:От 1 до 10:1, двухступенчатые единицы покрывают примерно 9:От 1 до 100:1, а трёхступенчатые установки могут достигать до 1000:1. То есть 30:1 Duty удобно размещается внутри двухступенчатого выбора.

[СХЕМА: Поток принятия решений из единицы,Мотор 500 об/мин и требование 50 об/мин, через 30:Идеальное отношение 1, к ближайшему стандартному соотношению и двухступенчатому выбору.]

Одноступенчатый, Двухступенчатый или трёхступенчатый: Какое соотношение вам нужно??

Используйте одну ступень для низких соотношений, Добавьте секунду, когда идеальное отношение пройдёт около 10:1, и добавлять треть только тогда, когда требуемое соотношение очень высоко. Количество этапов — это решение, определяющее размер, Стоимость и точность, Поэтому это должно быть решено до фиксации точного соотношения.

Machine Design отмечает, что коэффициенты превышают 10:1 требует дополнительной планетарной стадии, в то время как коэффициенты ниже 3:1 непрактично, потому что шестерня и кольцевая шестерня в итоге будут почти одинакового размера. Тот же источник сообщает, что соотношение между 4:1 и 8:1 дают лучшее сочетание размера шестерёнки и планеты, Исполнение и жизнь на одной сцене.

Тип снаряжения также меняет числа. Machine Design сообщает, что спиральные планетарные шестерни имеют контактное отношение 3,3 против типичных 1,5 для шпорных шестерен, обеспечивает на 30–50% больше крутящего момента, и увеличивает ещё 17–20% крутящего момента при увеличении угла спирали с 12° до 15°. Это варианты уровня дизайна, не изменения соотношения, но они влияют на то, какой уровень этапов подходит для конкретной задачи.

Когда решение о этапе ещё открыто, Это сравнение Одноступенчатая и многоступенчатая коробка передач охватывает длину, эффективность и сдвиг затрат по мере добавления этапов. Количество этапов также напрямую влияет на материал и обработку, И это одна из причин Цена на промышленные коробки передач движется с диапазоном соотношения, а не только с размером корпуса.

Как отношение влияет на выходной крутящий момент, Скорость и эффективность

Ratio напрямую задаёт скорость вывода, Но выходной крутящий момент — это не просто входный крутящий момент, умноженный на соотношение. Высокое передаточное число не гарантирует пригодный крутящий момент, Потому что рейтинг коробки передач, Коэффициент обслуживания и потери эффективности ограничивают то, что достигает ведущего вала.

По данным TEA, Эффективность планетарного редуктора обычно составляет от 95% до 98%, каждый этап стоит примерно 3%. Это означает, что трёхступенчатый блок возвращает заметно меньшую мощность двигателя, чем одноступенчатый, и потери проявляются как тепло, а не как полезный выходной крутящий момент. Тот же источник рекомендует проверять грузоёмкость по ISO 6336 или DIN 3990, а не полагаться только на соотношение.

Практическое правило — рассчитывать коробку передач по необходимому крутящему моменту и рабочему циклу, затем убедитесь, что отношение даёт приемлемую выходную скорость. Если рассчитать наоборот — сначала выбрать соотношение и надеяться, что крутящий момент будет достаточным — вот как малогабаритные агрегаты попадают на площадку завода.

Обратная реакция и позиционирование: Побочный эффект Ratio

Более высокие коэффициенты обычно означают больше уровней, И каждый добавленный этап добавляет негативную реакцию, поэтому точность позиционирования должна проверяться вместе с соотношением. Люфт — это небольшое свободное вращение на выходе до того, как шестерни вступят в противоположную сторону.

TEA предоставляет ориентиры для позиционирования: менее 1 угловой минуты для точного позиционирования, 2–5 угловых минут для стандартного позиционирования, и до 10 угловых минут для конвейерной технологии. Machine Design предупреждает, что возвратная реакция не измеряется по одному строгому стандарту, И отмечает, что устройство с рассчитанным на 8 угловых минут с коробки может достичь 15 аркмин после шести месяцев использования. Этот эффект старения — критерий отбора, Это не гарантийная деталь.

Если повторное позиционирование входит в обязанности, Решение о соотношении и решение о точности должны приниматься вместе; Сторона толерантности этой пары рассматривается в таком объяснении Планетарный редуктор отката.

Распространённые ошибки при выборе планетарного передаточного числа

Самые распространённые сбои — округление соотношения без повторной проверки выходной скорости, Игнорируя пиковый крутящий момент, и указание соотношения, которое не является стандартным предложением. Ни одна из этих ошибок не экзотическая; Они происходят, когда расчёт рассматривается как бумажная работа, а не как проектное решение.

• Рассматривая передаточные и редукционные значения как взаимозаменяемые, без проверки, какую систему использует поставщик.
• Выбор математически идеального отношения вместо ближайшего стандартного отношения, Тогда обнаруживаешь, что скорость вывода ошибочна.
• Размер зависит только от крутящего момента при работе, и игнорирование стартовых крутящих моментов или ударных нагрузок.
• При условии, что Backlash — это фиксированный каталожный номер, который не изменится в течение срока службы устройства.
• Предполагая, что планетарная коробка передач будет держать нагрузку так же, как самоблокирующаяся червячная коробка; Обратная управляемость должна быть подтверждена с поставщиком для конкретной задачи.
• Забывая, что каждый дополнительный этап увеличивает длину, Потеря затрат и эффективности, что может перевесить преимущества более тонкого совпадения.
• Запрос предложения по соотношению до подтверждения его доступности как стандарт.

Сопоставление соотношения с вашей машиной — и с вашим поставщиком

Как только отношение и количество ступеней фиксированы, Оставшимися переменными являются размеры крепления и доступность. Это те моменты, где OEM-сборка обычно отличается от выбранного каталога.

Если обязанности привода ещё определяются — профиль нагрузки, Старт в час, Окружающие условия — работа через Как выбрать планетарную коробку передач перед фиксацией отношения. Рабочий цикл также варьируется в зависимости от отрасли; Типичные рабочие схемы для миксеров, Конвейеры и производственные линии описаны в этих Применение планетарных редукторов.

Дизайны Минье, производит и поставляет оборудование для передачи промышленной электроэнергии из района Цзиньшань, Шанхай, включая мощные планетарные редукторы в диапазоне более чем 20 серий. И двигатели, и редукторы производятся на собственном заводе компании с ЧПУ на модульном устройстве, Стандартизированные конструкции, а также доступна оригинальная настройка размеров крепления и передавательных числа, с нормальными родами 7–15 дней. OEM и инженеры заводов могут передавать скорость двигателя, требуемая скорость выхода и ограничения по монтажу для обзора соотношения.

FAQ

В чём разница между передаточным числом и редуктором?

Редукционное отношение обычно описывает входную скорость относительно выходной скорости в приводе, снижающем скорость, в то время как передаточное число описывает взаимосвязь между двумя валами более общее. Многие поставщики используют эти два термина как синонимы, Поэтому уточните, какая конвенция указана в техническом листе, прежде чем оформлять заказ, исходя из цифры.

Стоит ли более высокое планетарное передаточное число дороже??

Обычно да., потому что для более высоких коэффициентов обычно требуется дополнительные ступени, которые добавляют шестерёнки, Подшипники, Длина корпуса и механическая обработка. Одноступенчатый агрегат в 3:От 1 до 10:1 линейка содержит меньше деталей, чем двухступенчатый блок, охватывающий 9:От 1 до 100:1, Поэтому сравните ближайшее стандартное соотношение, прежде чем предположить, что кастомное соотношение — более дешёвый вариант.

Что будет, если я выберу соотношение, которое не соответствует стандарту??

Фактическая выходная скорость будет отличаться от требуемой и может выйти за пределы допустимых допусков машины. Всегда пересчитывайте скорость выхода из выбранного вами стандартного отношения, и подтвердить, что отклонение приемлемо для процесса, прежде чем решать проект. Эта проверка занимает минуту и предотвращает цикл переработки.

Сколько эффективности теряется на планетарном этапе?

По данным TEA, каждый планетарный этап стоит примерно 3%, обеспечивая общую эффективность от 95% до 98% для типичной многоступенчатой планетарной коробки передач. Потеря проявляется в виде тепла, и это уменьшает крутящий момент, фактически доступный на выходе, Поэтому эффективность должна быть в расчёте крутящего момента, а не в сноске.