תיבת הילוכים פלנטרית: מכשיר, עקרון הפעולה, הפעולה והתיקון

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:08

הילוכים פלנטריים הם בין תיבות ההילוכים המורכבות ביותר. עם גודל קטן, העיצוב מאופיין בפונקציונליות גבוהה, מה שמסביר את השימוש הנרחב שלו במכונות טכנולוגיות, אופניים ורכבי זחל. נכון להיום, לתיבת ההילוכים הפלנטרית מספר גרסאות עיצוב, אך עקרונות הפעולה הבסיסיים של השינויים שלה נותרו זהים.

מכשיר

בסיס העיצוב נוצר על ידי שלושה חלקים פונקציונליים בלבד עם ציר סיבוב אחד. הם מיוצגים על ידי מנשא ושני גלגלים מרכזיים בעלי הילוך. המכשיר מספק גם קבוצה נרחבת של חוליות עזר בצורה של סט של גלגלי שיניים בפורמט יחיד, גלגלי שיניים ומסבים. מכאן ניתן להסיק כי תיבת ההילוכים הפלנטרית היא מנגנון ממשפחת גלגלי השיניים."קופסאות", אבל עם הבדל מהותי. זה מורכב בעצמאות מותנית של המהירויות הזוויתיות של כל אחד מהחוליות העיקריות. עכשיו כדאי להכיר את מרכיבי המצרף ביתר פירוט:

• Carrier הוא הבסיס והחלק המחייב של כל מערכת פלנטרית, כולל אלה עם חיבור דיפרנציאלי. זהו מנגנון מנוף, שהוא מזלג מרחבי, שצירו מיושר עם הציר המשותף של תיבת ההילוכים. במקרה זה, סרני ההילוכים עם לוויינים מסתובבים סביבם במישורים של הגלגלים המרכזיים.
• גלגלי שיניים. קודם כל, יש צורך להפריד בין הקבוצות של גלגלים מרכזיים גדולים וקטנים מסוג זה. במקרה הראשון, אנחנו מדברים על גלגלים גדולים עם שיניים פנימיות - מערכת זו נקראת אפיציקל. לגבי גלגלי השיניים הקטנים עם שיניים, הם מובחנים בסידור החיצוני של השיניים - הנקרא גם גלגל השיניים.
• לוויינים. קבוצת הגלגלים של תיבת הילוכים פלנטרית (לעתים קרובות פחות גלגל גלגל שיניים בודד), שלמרכיביה יש בהכרח שיניים חיצוניות. לוויינים ממוקמים בצימוד עם שתי קבוצות הגלגלים המרכזיים. בהתאם לפונקציונליות ולעוצמת הציוד, מספר הלוויינים יכול להשתנות בין 2 ל-6, אך לרוב נעשה שימוש ב-3 מקטעים, שכן במקרה זה אין צורך בהתקני איזון נוספים.

עקרונות הפעולה של תיבות הילוכים פלנטריות

שינוי שידור תלוי בתצורת הפריסה של יחידות פונקציונליות. לערך תהיה הניידות של האלמנט וכיוון המומנט. אחד משלושת הרכיבים (מוביל,לוויינים, ציוד שמש) קבוע במצב קבוע, והשניים האחרים מסתובבים. כדי לחסום את האלמנטים של תיבת ההילוכים הפלנטרית, עקרון הפעולה של המנגנון מספק חיבור של מערכת של בלמים ומצמדים. אלא אם כן יש בלמים ומצמדים נעילה בהתקני דיפרנציאל עם הילוכים משופעים.

ניתן להפעיל את הורדת ההילוך בשתי דרכים. בגרסה הראשונה, העיקרון הבא מיושם: האפיציקל נעצר, שכנגדו מועבר רגע העבודה מיחידת הכוח לבסיס ציוד השמש ומוסר מהמנשא. כתוצאה מכך, עוצמת הסיבוב של הפיר תפחת, וגלגל השמש יגדל בתדירות הפעולה. בתכנית חלופית, גלגלי השמש של המכשיר נחסמים, והסיבוב מועבר מהמנשא לאפיציקל. התוצאה דומה, אך עם הבדל קל. העובדה היא שיחס ההילוכים בדגם העבודה הזה נוטה לאחדות.

בתהליך של העלאת הילוכים, ניתן ליישם גם כמה דגמים עובדים, ולאותה תיבת הילוכים פלנטרית. עקרון הפעולה בתוכנית הפשוטה ביותר הוא כדלקמן: האפיציקל נחסם, ורגע הסיבוב מועבר מגלגל השמש המרכזי ומועבר ללוויינים ולספק. במצב זה, המנגנון פועל כתיבת הילוכים מוגברת. בתצורה אחרת הגיר ייחסם והמומנט יועבר מהגיר הטבעתי למוביל. כמו כן, עקרון הפעולה דומה לאפשרות הראשונה, אך יש הבדל בתדירות הסיבוב. כאשר הילוך אחורי משולב, מומנטפיתול יוסר מהאפיסיקל ויועבר לציוד השמש. במקרה זה, המוביל חייב להיות במצב נייח.

תכונות זרימת עבודה

ההבדל המהותי בין מנגנונים פלנטריים לסוגים אחרים של תיבות הילוכים הוא העצמאות שהוזכרה כבר של אלמנטים עובדים, שמנוסחת כשתי דרגות חופש. המשמעות היא שבשל התלות הדיפרנציאלית, כדי לחשב את המהירות הזוויתית של רכיב אחד של המערכת, יש צורך לקחת בחשבון את המהירויות של שתי יחידות ההילוכים האחרות. לשם השוואה, הילוכים אחרים מניחים קשר ליניארי בין האלמנטים בקביעת המהירות הזוויתית. במילים אחרות, המהירויות הזוויתיות של ה"קופסה" הפלנטרית יכולות להשתנות במוצא, ללא קשר לביצועים הדינמיים בכניסה. עם גלגלי שיניים קבועים ונייחים, אפשר לסכם ולחלק זרימות כוח.

במנגנונים הפשוטים ביותר, קיימות שתי דרגות חופש של קישורי הילוכים, אך פעולתן של מערכות מורכבות יכולה גם לספק נוכחות של שלוש דרגות. לשם כך, למנגנון חייב להיות לפחות ארבעה קישורים פונקציונליים, שיהיו בקשר דיפרנציאלי זה עם זה. דבר נוסף הוא שתצורה כזו למעשה תהיה לא יעילה בגלל ביצועים נמוכים, כך שבפועל, אפליקציות ושידורים עם ארבעה קישורים שומרים על שתי דרגות חופש.

הילוכים פלנטריים פשוטים ומורכבים

אחד הסימנים לחלוקת מנגנונים פלנטריים לפשוטים ומורכב - זה מספר הקישורים הפועלים. יתר על כן, אנחנו מדברים רק על הצמתים הראשיים, וקבוצות של לוויינים לא נלקחות בחשבון. למערכת פשוטה יש בדרך כלל שלושה קישורים, אם כי כל השבעה מותרים על ידי קינמטיקה. כדוגמה למערכת כזו, אנו יכולים לציין סטים של גלגלי שיניים בודדים וכפולים, כמו גם קבוצות גלגלי שיניים משתלבות זוגות.

יש הרבה יותר קישורים עיקריים במנגנונים מורכבים מאשר בפשוטים. הם מספקים לפחות מנשא אחד, אבל יכולים להיות יותר משלושה גלגלים מרכזיים. יתר על כן, עקרון הפעולה של תיבת ההילוכים הפלנטרית מאפשר שימוש במספר יחידות פשוטות אפילו בתוך מערכת מורכבת אחת. לדוגמה, מודל של ארבעה קישורים יכול לכלול עד שלושה צמתים פשוטים, ומודל של חמישה קישורים יכול להכיל עד שישה. עם זאת, עצמאות מוחלטת של מערכות פלנטריות פשוטות במסגרת של מכשירים מורכבים אינה באה בחשבון. העובדה היא שלכמה מנגנונים כאלה יש סיכוי גבוה יותר שיהיו להם ספק משותף אחד.

בקרות מנגנון

תוך שמירה על מספר דרגות חופש, המכשיר יכול לשמש כפונקציונליות עיקרית עצמאית. אבל אם נבחר דגם עם קישור אחד מוביל ואחד מונע (מצב מפחית), אז יהיה צורך להגדיר עבורם מהירויות מסוימות. לשם כך, נעשה שימוש ברכיבי הבקרה של תיבת ההילוכים הפלנטרית. עקרון הפעולה שלהם הוא חלוקה מחדש של מהירויות עקב מצמד החיכוך והבלמים. דרגות חופש נוספות מוסרות, והצמתים החופשיים הראשיים הופכים לייחוס.

חיכוכים אחראים לחיבור שני קישורים חינמיים אוקישור אחד (גם בחינם) עם ספק כוח חיצוני. שתי תצורות המצמדים בתנאי חסימה מספקות לקישורים המבוקרים מהירות זוויתית מסוימת, ולא אפס. לפי התכנון, אלמנטים כאלה הם מצמדים מרובי לוח, אבל לפעמים יש גם מצמדים קונבנציונליים להעברת מומנט.

באשר לבלם, המשימה שלו בתשתית הבקרה של תיבת ההילוכים הפלנטרית היא לחבר את הקישורים החופשיים למארז ההילוכים. אלמנט זה, בתנאי חסימה, מעניק לקישורים החופשיים מהירות זוויתית אפסית. לפי המכשיר הטכני, בלמים כאלה דומים למצמדים, אבל בגרסאות הפשוטות ביותר - דיסק יחיד, נעל וקלטת.

יישום הציוד הפלנטרי

לראשונה נעשה שימוש ביחידה זו במכונית פורד T בצורה של תיבת הילוכים דו-הילוכים עם עקרון העברה ברגל ובלמי פס. בעתיד, המכשיר עבר טרנספורמציות רבות, וכיום ניתן לכנות את תיבת ההילוכים הפלנטרית של Prius היפנית הגרסה העדכנית ביותר של מנגנונים מסוג זה. עקרון הפעולה של יחידה זו הוא חלוקת אנרגיה בין תחנת הכוח (שיכולה להיות היברידית) לבין הגלגלים. בזמן הפעולה המנוע מפסיק, ולאחר מכן נשלחת אנרגיה לגנרטור, וכתוצאה מכך הגלגלים מתחילים לנוע.

במקרה זה, המערכת יכולה להיות לא רק הפונקציונליות של תיבת הילוכים בלבד. כיום, מכשיר זה משמש בתיבות הילוכים, דיפרנציאלים, במתחםדיאגרמות קינמטיות של ציוד תעשייתי, במערכות הנעה של ציוד מיוחד וכלי טיס. ענקיות רכב מתקדמות שולטות גם בעקרונות הפעולה של המנגנון בשילוב עם כוננים אלקטרומגנטיים ואלקטרומכניים. אותה תיבת הילוכים פלנטרית של פריוס שימשה בהצלחה בכלי רכב חשמליים היברידיים. אין תיבת הילוכים עצמה במובן המסורתי בעיצובים כאלה, אבל יש מראית עין של וריאטור ללא העברת צעדים - קומפלקס של הילוכים פלנטריים שמניע את הגלגלים ומקבל אנרגיה מהמנוע מבצע את הפונקציה הזו.

תיבת הילוכים פלנטרית לאופניים

במובן המסורתי, אין תיבת הילוכים בהובלת אופניים המצויה במנגנונים פלנטריים. אלו הם תותבים עם אותו גלגל שיניים, המחובר בקשיחות לגלגלים האחוריים על הציר שלהם. כמו כן, לקיבוע משמש מנשא הקובע את כיוון התנועה של הלוויינים ואינו מאפשר להם להתפזר ולהשתלב זה בזה. והמרכיב החשוב ביותר של ה"קופסה" הפלנטרית של האופניים מיוצג על ידי הילוך אפיציקלי, שסיבובו מתרחש עקב הדיווש. בעת החלפת ההילוך, מפעיל הרכזת (הנעה משובצת) משנה את הדינמיקה של המנשא, מה שמשפיע על התאמת המהירות.

כלומר, אנחנו יכולים שוב להסיק שהדגם הפלנטרי פועל כתיבת הילוכים. במערכת זו, ה-Epicycle מבצע את הפונקציה של חוליה מונעת בשרשרת, ציוד השמש נשאר נייח והמנשא נסגר על המארז. בְּבמקרה זה, תוכניות העבודה של תותבים פשוטים ומרובי מהירויות יהיו זהות. ההבדל הקטן היחיד הוא שלכל צומת של המערכת הפלנטרית יש אינדיקטורים מוגדרים בקפדנות של יחסי העברה.

תהליך תפעולי

המדד העיקרי בהפעלת מנגנון זה על ידי המשתמש הוא שמירה על סט הציוד הפלנטרי במצב עבודה אופטימלי. זה מושג באמצעות ניקוי תקופתי של האלמנטים והכי חשוב, באמצעות שימון. מה צריך לשמן בקופסה הפלנטרית? בעיקר מיסבים הזזה של המפחית. שמן מופנה מגל הארכובה לתוך חלל גל ההילוכים, וממלא את חללי הלוויינים בגלגלי שיניים. יתר על כן, בהתאם לעיצוב, חומר סיכה טכני נכנס למיסבי ההילוכים דרך הפינים והחורים הרדיאליים. לפיזור מירבי של השמן לאורכם של המסבים, לעיתים נעשה שטוח בחלק החיצוני של התון.

משמנים את גלגלי השיניים על ידי טבילת שיני הגלגל באמבט נוזלי, או על ידי הפניית שמן לאזור המתקפה דרך חרירים מיוחדים. כלומר, שימון סילון או שימון טבילה מתממש. אבל הדרך היעילה ביותר היא התפשטות ערפל שמן, המשמש ביחס לאלמנטים של מעורבות ומיסבים. שיטת סיכה זו מיושמת על ידי ריסוס מאקדח ריסוס מיוחד.

באשר לחומר הסיכה עצמו, שמני נפט לא מגוגים מומלצים לגלגלי שיניים פלנטריים. לדוגמה, ניסוחים תעשייתיים לשימוש כללי מתאימים לשימוש. למהירות גבוההמנגנונים, רצוי להשתמש במתקני טורבינה ותעופה מיוחדים.

תקלות ומנגנון תיקון

התסמין השכיח ביותר של כשל בהילוך פלנטרי הוא נוכחות של רעידות באזור התיבה. הנהגים מציינים גם רעשים זרים, זעזועים ועוויתות. נוכחותם של תסמינים מסוימים תלויה באופי התקלה, אשר עשויות להיות מספר סיבות:

• התחממות יתר של המנגנון.
• סגנון נהיגה אגרסיבי עם בלימה ותאוצה כבדים.
• מחסור בשמן, מפלס נמוך או איכות לא מספקת.
• חימום לא מספיק של תיבת ההילוכים לפני הנהיגה.
• החלקה על קרח.
• מכונית פוגעת בשלג או בוץ.
• בלאי של רכיבי ציוד פלנטריים.

כדי לתקן תיבת הילוכים פלנטרית, עליך לדעת את הסיבה הספציפית לכשל שלה. לשם כך, המנגנון מפורק. בדרך כלל התיבה מוברגת בתוך גל ההינע. יש צורך להסיר את סוגרי המהירות מאחד הצדדים (בהתאם לעיצוב) ולאחר מכן לשחרר את הבורג דרך החור בציר ההינע. לאחר מכן, האלמנט מנוקה או מוחלף. בדרך כלל, אלו הם זיהום ברב מתכת, שיניים שבורות, סרנים וגלגלי שיניים בלויים.

מסקנה

מנגנונים פלנטריים שונים במורכבות המכשיר, שיש לה יתרונות וחסרונות. הראשון הוא האיזוןאלמנטים מטופלים עם חלוקת כוחות מדויקת יחסית. גורם זה מאפשר פיתוח של יחידות הילוכים בגודל צנוע, המאפשרות פריסה אופטימלית. במקרה של ה"פלנטרי" של האופניים, מצוינים גם יתרונות ארגונומיים, כולל היכולת לעבור בעמידה. בנסיעה ברחבי העיר, זוהי איכות שימושית במיוחד, שכן אתה צריך להחליף מצבי מהירות לעתים קרובות למדי. אם אנחנו מדברים על החסרונות של מערכות פלנטריות, אז עם יחסי העברה גדולים הם עדיין מאופיינים בביצועים צנועים. כמו כן, המערכת דורשת הרכבה מדויקת, שכן הסטיות הקטנות ביותר מגדילות את הסיכון לאותו בלאי של חלקים.