Планетарный редуктор и планетарная передача

Планетарный редуктор имеет тип передачи, который относится к зубчатым передачам с непосредственным контактом тел вращени. Это передачи вращательного движения и служат для передачи энергии от двигателей к рабочим машинам, с преобразованием скоростей, сил и крутящих моментов.

Простейшая зубчатая передача состоит из двух колес с зубьями, посредством которых они сцепляются между собой. Вращение ведущего зубчатого колеса преобразуется во вращение ведомого колеса путем нажатия зубьев первого на Зубья второго. Меньшее зубчатое
колесо передачи называется шестерней, большее — колесом.

Планетарными называют зубчатые редукторы , содержащие зубчатые колеса с перемещающимися геометрическими осями. Эти зубчатые колеса, называемые планетарными или сателлитами, движутся подобно планетам Солнечной системы, от чего и получили свое наименование. Зубчатые колеса, с которыми сцепляются сателлиты, называются центральными. Оси сателлитов закрепляются в звене передачи, называемом водилом, которое, так же как и центральное колесо, вращается вокруг центральной, или основной, геометрической оси передачи.
Одно из центральных колес планетарной передачи установлено неподвижно. Ведущим (или ведомым) валом передачи служит вал подвижного центрального колеса, а ведомым (или ведущим) — вал водила. Если в планетарной передаче сделать подвижным все зубчатые колеса и водило, то такая передача называется дифференциальной или дифференциалом. В дифференциале два основных звена ведущие (или ведомые), а третье — ведомое (или ведущее).
На рисунке представлена схема наиболее распространенной простейшей планетарной передачи, в которой центральное колесо 1 — ведущее, водило Н — ведомое, три сателлита 2 вращаются вместе с водилом вокруг центральной оси передачи, центральное колесо 3 закреплено неподвижно.

Передаточное отношение планетарного редуктора определяют следующим образом. Допустим, что все звенья передачи (1, 2, 3 и H) жестко скреплены между собой. Сообщим этой жесткой системе переносное вращательное движение вокруг центральной оси с угловой скоростьюw_H, равной скорости водила w_H, но обратной по знаку. При этом скорость относительного движения сцепляющихся зубчатых колес и соответственно передаточное отношение их не изменятся. При таком движении результирующая угловая скорость водила +w_H+(-w_H)=0, т. е. водило окажется остановленным; результирующие относительные угловые скорости зубчатых колес 1 и 3 ω'₁=ω₁-ω_H и ω'₃=ω₃-ω_H. При ω_H=0, т. е. при неподвижном водиле Н, планетарная передача превращается в простую зубчатую передачу, в которой геометрические оси всех зубчатых колес неподвижны. Для этого редуктора передаточное отношение (сателлиты не учитываются, так как они являются паразитными колесами) i' = ω'₁/ω'₃=(ω₁-ω_H)/(ω₃-ω_H). Передаточное отношение i' считается положительным при одинаковых направлениях вращения обоих зубчатых колес и отрицательным при противоположных направлениях вращения. Для рассматриваемой передачи i' имеет отрицательное значение: i'=(ω₁-ω_H)/(ω₃-ω_H)=-(z₃/z₁), где z₁ и z₃ — соответственно числа зубьев зубчатых колес 1 и 3. Так как колесо 3 закреплено неподвижно, то ω₃=0, а угловая скорость водила ω_H=ω₁/[1+(z₃/z₁)]. Передаточное отношение данной планетарной передачи i=ω₁/ω_H, или в окончательном виде i=1+z₃/z₁.

Так же определяют передаточное отношение других видов планетарных передач и планетарных редукторов.

Для двухступенчатой планетарного редутора, в которой каждая ступень представляет собой планетарную передачу по первой схеме, где центральное колесо 1—ведущее, водило Н2 - ведомое, центральные колеса 3 и 4 закреплены в корпусе, передаточное отношение i=1+z₂z₃/z₁z₄.

Некоторые виды планетарных редукторов по сравнению с простой зубчатой передачей обладают достоинством — возможностью получать большие передаточные отношения при небольшом числе зубчатых колес и небольших габаритах передачи. Однако при очень большом передаточном отношении работа планетарной передачи ухудшается и ее КПД получается низким.

Нагрузки со стороны каждого центрального колеса или водила воспринимаются одновременно несколькими (3...6) сателлитами. Вследствие этого размеры зубчатых колес планетарного редуктора по сравнению с простой передачей значительно меньше.
Следовательно, основные достоинства планетарных редукторов — большие передаточные отношения, компактность и малая масса. С помощью дифференциальных передач в машинах получается сложение или разложение движения, что используют, в частности, в автомобилях и металлорежущих станках. Однако планетарные передачи, по сравнению с обыкновенными, требуют повышенной точности изготовления и сложнее в сборке. Планетарные передачи и планетарные редукторы благодаря своим достоинствам нашли довольно широкое применение в станкостроении, транспортном машиностроении, приборостроении.