Frage:
Was ist der Vorteil zusätzlicher Planetenräder?
Sam Weston
2015-03-08 04:40:34 UTC
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Ein Planetengetriebe ist ein Zahnrad, das sich nicht um eine Achse dreht, sondern um ein anderes Zahnrad, das als Sonnenrad oder Sternrad bezeichnet wird. Ich habe in der Vergangenheit Prototypsysteme entworfen, bei denen ein einzelnes Planetenrad verwendet wurde, das sich um ein rotierendes Zahnrad dreht. Seitdem hat jedoch fast jedes System, das ich mit Planetengetrieben gesehen habe, mehrere Zahnräder verwendet, am häufigsten in Sätzen von 3, 4, 5 und 6.

Welche mechanischen Vor- und Nachteile hat die Verwendung mehrerer Planetenräder und wie viele Zahnräder sind optimal?

Du meinst nicht [Verbindung] (https://en.wikipedia.org/wiki/Epicyclic_gearing#Compound_planetary_gears), oder?
@HDE226868 Ich glaube nicht, ich meine mehrere Planetenräder auf demselben Träger, die sich um dasselbe Sonnenrad drehen.
Optimale Anzahl von Gängen für was? In Bezug auf die Kosten ist die Antwort wahrscheinlich etwas Triviales wie "nur eine". Sie würden jedoch mindestens drei benötigen, damit die Zahnräder selbst beispielsweise einer Verschiebung in der Ebene widerstehen können. Mit welcher Anwendung beschäftigen Sie sich?
Wie benutzt man nur ein Planetengetriebe?
@ChrisMueller http: // upload.wikimedia.org / wikipedia / commons / d / d4 / Sun_and_planet_gears.gif
@ChrisMueller: Wenn tatsächlich die Achse aller - die Sonne, der Träger und das ringförmige Zahnrad - gegen seitliche Verschiebung (= in Lagern in der Nähe montiert) befestigt sind, würde ein Zahnrad vollkommen ausreichen, wenn die Last niedrig genug ist. 3+ Gänge bieten eine Lagerfunktionalität ohne tatsächliche Lager und eine viel bessere Tragfähigkeit.
3 ist das Minimum, das eine ausgeglichene Positionierkraft liefert
Einer antworten:
#1
+4
HDE 226868
2015-03-08 06:08:32 UTC
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Vorteile

Ich zitiere zunächst aus dem Abschnitt "Vorteile" des Wikipedia-Artikels:

Die Last in einem Planetengetriebe wird auf mehrere Planeten aufgeteilt, daher wird die Drehmomentfähigkeit erheblich erhöht. Je mehr Planeten sich im System befinden, desto größer ist die Belastbarkeit und desto höher ist die Drehmomentdichte.

Je mehr desto besser. Die gleiche Idee wird hier behandelt:

Drehmomentaufteilung
Wenn man Drehmomentaufteilungen betrachtet, wird angenommen, dass das Drehmoment auf die Planeten aufgeteilt wird gleichermaßen, aber dies ist möglicherweise keine gültige Annahme. Die Unterstützung der Mitglieder und die Anzahl der Planeten bestimmen die Drehmomentverteilung, die durch eine „effektive“ Anzahl der Planeten dargestellt wird. Diese Anzahl in epizyklischen Mengen, die aus zwei oder drei Planeten bestehen, entspricht in den meisten Fällen der tatsächlichen Anzahl von Planeten. Wenn jedoch mehr als drei Planeten verwendet werden, ist die effektive Anzahl der Planeten immer geringer als die tatsächliche Anzahl der Planeten.

Betrachten wir die Drehmomentaufteilung in Bezug auf die feste Unterstützung und die schwebende Unterstützung der Elemente. Bei fester Unterstützung werden alle Elemente in Lagern gelagert. Die Zentren von Sonne, Ring und Träger fallen aufgrund von Fertigungstoleranzen nicht zusammen. Aus diesem Grund befinden sich weniger Planeten gleichzeitig im Netz, was zu einer geringeren effektiven Anzahl von Planeten führt, die sich die Last teilen. Bei schwebender Unterstützung können ein oder zwei Elemente ein geringes Maß an radialer Freiheit oder Schweben haben, wodurch Sonne, Ring und Träger eine Position suchen können, an der ihre Zentren zusammenfallen. Dieser Schwimmer könnte nur 0,001 bis 0,002 Zoll betragen. Bei schwebender Unterstützung sind drei Planeten immer im Netz, was zu einer höheren effektiven Anzahl von Planeten führt, die sich die Last teilen.

Die Einzelplanetenanordnung ändert nicht die Drehmomentfähigkeit, sondern das Vielfache Planetenanordnung tut. Sie können die Anzahl der Planeten unbegrenzt erhöhen und trotzdem weiter erhöhen.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von mehr Planeten ist der geringere Energieverlust. Wikipedia behauptet, dass es einen Energieverlust von nur etwa 3% pro Stufe gibt, aber dies wird weder durch ein Inline-Zitat untermauert, noch wird die Anzahl oder Anordnung der Planeten angegeben. Dies bietet die gleiche Funktion wie ein "typischer Energieverlust".

Nachteile

Das Offensichtliche hier ist, dass je mehr Planeten, die Sie hinzufügen, werden umso komplexer, je komplexer das System wird. Wenn es einen größeren Fehler gibt, könnte er durch mehr Planeten verstärkt werden (alternativ könnte argumentiert werden, dass einige Anordnungen Redundanz bieten).


Gibt es eine optimale Anzahl von Zahnrädern? Es hängt wirklich von Ihrer Anwendung ab. Komplexität kann ein großes Problem sein, und mit der Komplexität gehen Kosten einher. Reparaturen können wiederum teuer sein, wenn etwas drastisch schief geht. Wenn die Anwendung eine große Last und ein großes Drehmoment erfordert, können mehr Zahnräder hilfreich sein.

Fantastische Antwort dies hat die Situation wirklich gut geklärt.
Ich denke, zusätzliche Zahnräder können auch die Reibungsverluste erhöhen. Weitere Planeten, jeder mit Reibung der eigenen Achse.
@SF. - aber die Kraft auf jedes Zahnrad (auf seine Zähne und auf seine Achse) wird um einen entsprechenden Betrag reduziert, so dass sich in einer Näherung erster Ordnung alles aufheben sollte. Nur Effekte zweiter Ordnung wie die Schmiermittelviskosität wären von Bedeutung.
@DaveTweed: Ja, aber während für hohe Lasten (Drehmoment, axiale oder radiale Last) die Lastverteilung vorteilhaft ist (weniger Spannung = Verluste pro Element), dominieren bei niedrigen Lasten diese Effekte zweiter Ordnung. Angenommen, Sie möchten einen Propellerlüfter (geringes Drehmoment, nur schwache Luftreibung) mit einem Reihenmotor beschleunigen. Das Planetengetriebe wird im Allgemeinen eine schlechte Wahl sein, und eines mit mehr "Planeten" zunehmend. OTOH Wenn Sie einen Motor mit hohem Drehmoment verwenden, um ein Gerät mit noch höherem Drehmoment anzutreiben, sind zusätzliche Gänge hilfreich.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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