Основната разлика - разположението на вала
Паралелен вал спирална предавка Задвижването има входни и изходни валове на различни, успоредни централни линии - разделени от централното разстояние C. Планетарното зъбно колело има коаксиални входни и изходни валове: слънчевото зъбно колело и носачът споделят една и съща геометрична ос. Тази архитектурна разлика не винаги е ограничение - много машини могат да бъдат проектирани с двете разположение - но когато е ограничение (машината изисква коаксиален вход и изход или изисква специфично отместване на вала), това е неподлежащият на договаряне първи филтър.
В приложения, където и двете конфигурации са геометрично осъществими — скоростна кутия, която може да бъде или редова с паралелен вал спирална предавка агрегат или планетарен агрегат — сравнението на плътността на въртящия момент, ефективността, предавателното число и цената определя по-добрия избор. Корея Ever-Power произвежда спираловидни зъбни колела както за редуктори с паралелни валове, така и за планетарни редуктори (слънчевото зъбно колело и планетарните зъбни колела в планетарния комплект са спираловидни зъбни колела).
Плътност на въртящия момент — основното предимство на планетарната предавка
Паралелен вал спирална предавка Двойката (показана) има един път на натоварване между задвижващото и задвижваното зъбно колело. Планетарно зъбно колело с три планетни зъбни колела споделя един и същ предаван въртящ момент по три успоредни пътя на натоварване — утроявайки капацитета на въртящия момент за същия диаметър на стъпката, което е източник на предимството на планетарното зъбно колело в плътността на въртящия момент.
Планетарно зъбно колело с n планетарни зъбни колела предава един и същ общ въртящ момент едновременно през n паралелни пътя на натоварване. При 3 планетарни зъбни колела всяка двойка планетарни колела носи една трета от общия въртящ момент - което дава приблизително 3 пъти капацитета на въртящия момент при същия диаметър на зъбния венец, както двойка зъбни колела с паралелен вал със същия модул и ширина на челото. Това разпределение на натоварването е основната причина планетарните скоростни кутии да имат по-висока плътност на въртящия момент (изходен въртящ момент на кг тегло на скоростната кутия или на единица обем на корпуса) от тези с паралелен вал. спирална предавка скоростни кутии.
Диапазон на едностепенно предавателно число
Едностепенен паралелен вал спирална предавка Двойката постига съотношения от 1:1 до приблизително 8:1 на практика (над 8:1 зъбното колело става много по-голямо от пиньона и корпусът е непрактично голям спрямо зъбната двойка). Едностепенна планетарна предавка (слънчева зъбна предавка + венец + n планети) постига съотношения от 3:1 до 10:1 в коаксиално, компактно разположение. И двата вида изискват няколко степени за съотношения над техния практически лимит за едностепенна предавка.
За много високи предавателни числа в компактен корпус, комбинираните планетарни конструкции (две планетарни степени в един корпус) постигат от 25:1 до 100:1 при същата аксиална дължина като единичен паралелен вал. спирална предавка степен на скоростна кутия. Това е решаващо предимство за серво задвижвания, роботизирани шарнирни задвижвания и задвижвания на колела на AGV (автоматизирано управляеми превозни средства), където едновременно се изискват високо предавателно число, компактна форма и коаксиален вход-изход.
Сравнение на ефективността
| Параметър | Паралелна спирална предавка | Планетарна предавка (3 планети, спираловидни зъби) |
|---|---|---|
| Ефективност на мрежата (на етап) | 98,5–99,5% (земя спираловидни зъбни колела) | 97–99% (спирална планетарна предавка — същите загуби на зъби, но повече точки на контакт с лагера) |
| Загуби от лагери | 2 лагера на вала на степен (пиньон + зъбен вал) | 1 + n_планетни допълнителни лагери (слънчев вал + всеки планетарен болт) — повече общи точки на триене |
| Загуби на уплътнения | 2 уплътнения на вала (вход + изход) | 2 уплътнения на вала — еднакви |
| Загуби от преобръщане | Умерено — зъбно колело, потопено в маслена баня при една скорост на въртене | По-високо — планетарните зъбни колела обикалят около Слънцето, като същевременно се въртят; сложно разпределение на маслото; по-високи загуби от пръски при висока скорост |
| Типична обща ефективност (едностепенна) | 97.5–99% | 96–98.5% |
Разликата в ефективността между паралелните валове спираловидни зъбни колела и планетарните зъбни колела обикновено са 1–2% при еднаква точност на зъбите, смазване и тип лагер. Тази разлика е значителна за мощни непрекъснати задвижвания (където 1% от 5 MW = 50 kW генерирана топлина), но е незначителна за серво задвижвания и позициониращи задвижвания, където плътността на въртящия момент и компактната форма на планетарното зъбно колело са основните критерии за избор.
Сравнение на производствените разходи
Планетарните скоростни кутии са значително по-скъпи за производство от тези с паралелни валове. спирална предавка скоростни кутии с еквивалентен въртящ момент. Три източника на ценова премия водят до тази разлика:
Планетарната степен изисква слънчева зъбна предавка, n планетни зъбни колела (обикновено 3), коронно зъбно колело, носач на планетите с n планетни вала и лагери, както и корпус. Паралелен вал спирална предавка Степента изисква пиньон, зъбно колело, 4 лагера и корпус. 3-планетната конфигурация има приблизително 3 пъти повече компоненти за зъбни колела и лагери на степен.
Зъбният венец (вътрешното зъбно колело) се обработва чрез фрезоване на зъбни колела или твърдо шлифоване на отвора - бавен, специализиран процес в сравнение с външното спирална предавка фрезоване. Термичната обработка на вътрешни зъбни колела също е по-сложна, с по-висок риск от деформация и по-ограничен достъп до шлифовъчния диск за корекция на точността.
За да се реализира 3-кратният капацитет на въртящия момент на планетарна степен, и трите планети трябва да разпределят натоварването по равно. Това изисква много прецизно съвпадение на стъпката между всички планетарни зъбни колела и много точни позиции на планетарните болтове върху носача – допуски значително по-малки, отколкото при обикновен успореден вал. спирална предавка чифт.
Ръководство за избор на приложение — Кога всяко от тях е по-добрият избор
Изберете спирална предавка (паралелен вал), когато
- Мощност над 2 MW (сложността на планетарния вал/лагер става много трудна)
- Множество изходни валове от един вход (разделно задвижване за валцови машини, морски двоен витлов двигател)
- Много висока входна скорост (над 3000 об/мин за първичния етап — центробежните сили на планетарната предавка стават значителни)
- Евтино стандартно задвижване, при което плътността на въртящия момент не е основното ограничение
- Подмяна или преустройство в съществуващ корпус с паралелен вал
Изберете планетарна предавка, когато
- Максимална плътност на въртящия момент, необходима при минимален обем (задвижвания на главини на колела, роботизирани съединения, серво задвижвания)
- Коаксиалният вход и изход са необходими за машинната конструкция.
- Високо едностепенно предавателно число при къса аксиална дължина (задвижвания на колела на AGV, задвижвания на вятърни турбини с наклон)
- Задвижване на осите на електрически превозни средства, където е възприета коаксиалната схема на мотор-скоростна кутия-оска
- Конфигурации, монтирани на вал, при които скоростната кутия се увива около задвижвания вал
Korea Ever-Power — Винтови зъбни колела за двете архитектури
Корея Ever-Power произвежда спираловидни зъбни колела за приложения както с паралелни валове, така и с планетарни скоростни кутии — включително слънчеви зъбни колела, планетарни зъбни колела и външните зъбни секции на вътрешните венцови зъбни колела за планетарни възли
Корея Ever-Power произвежда спираловидни зъбни колела както за редуктори с паралелни валове, така и за планетарни зъбни колела. За планетарните агрегати, Korea Ever-Power произвежда централното зъбно колело и отделните планетарни зъбни колела като стандарт. спирална предавка компоненти — същият производствен процес (фрезеруване, цементация, шлайфане по HÖFLER), както при зъбните колела с паралелни валове. Като директен производител на спирални зъбни колела, Korea Ever-Power предоставя консултации по приложно инженерство, когато клиентите оценяват дали е необходим паралелен вал спирална предавка или планетарната архитектура обслужва по-добре техните специфични изисквания за задвижване — предоставяйки сравнителна плътност на въртящия момент, ефективност и изчисления на разходите, вместо просто да цитира най-близкия продукт.
Често задавани въпроси
Шум. Планетарните скоростни кутии с планети с цилиндрични зъби са значително по-шумни от тези с винтови планетарни зъбни колела - по същите причини, поради които цилиндричните зъбни колела са по-шумни от... спираловидни зъбни колела Във всяка конфигурация се прилагат вътре в планетарна система. Спиралните планетарни зъбни колела също така осигуряват по-висок въртящ момент чрез по-високо съотношение на контакт и по-добро разпределение на натоварването между планетите (защото наклонената контактна линия намалява чувствителността на разпределението на натоварването към малки грешки в стъпката между планетите). На практика всички прецизни планетарни скоростни кутии в серво, автомобилни и вятърни турбини използват спираловидни зъби на слънчевите, планетарните и коронните зъбни колела.
Вътрешните зъбни венци с външен диаметър до приблизително 500 мм са в рамките на възможностите за шлифоване на зъбни колела на Korea Ever-Power. Вътрешният профил на зъбното колело се изрязва чрез процес на шлифоване (не чрез фрезоване), а постижимият клас на точност е DIN 7–8 за зъбни венци с меки странични зъби. За прецизни планетарни комплекти, изискващи DIN 5–6 на зъбния венец, се изисква твърдо шлифоване или вътрешно профилно шлифоване — Korea Ever-Power предлага твърдо шлифоване за планетарни венци със среден размер. За много големи планетарни венци (над 500 мм външен диаметър) се свържете с екипа на Korea Ever-Power, за да потвърдите текущия диапазон на възможности.
Не — при еднаква точност на зъбите, качество на смазване и тип лагер, паралелен вал спирална предавка Скоростната кутия обикновено е малко по-ефективна от планетарната при същата предавана мощност. Допълнителните контакти на лагерите на планетарната предавка (всеки лагер на планетарния болт плюс носещия лагер) и по-високото разбиване на маслото от въртящите се планети добавят загуби от триене, които обикновена паралелна валова предавка... спирална предавка двойката избягва. Недостатъкът на ефективността на планетарния механизъм обикновено е 0,5–2%, в зависимост от скоростта и качеството на конструкцията.
С четен брой степени (2, 4), паралелен вал спирална предавка Предавателната кутия може да бъде направена редова (коаксиален вход и изход), защото всяка двойка степени връща отместването на вала обратно към входната ос. Двустепенна редова скоростна кутия (най-често срещаната конфигурация за компактни коаксиални задвижвания) постига общи предавателни числа от 5:1 до 30:1 при същия диаметър като едностепенна планетарна, но обикновено при по-голяма обща дължина. Изборът между двустепенна редова скоростна кутия спирална предавка и едностепенният планетарен двигател със същото предавателно число и коаксиален двигател често се свежда до съотношението дължина спрямо тегло: планетарният двигател е по-къс и по-лек; редовият спирален двигател е по-дълъг, но потенциално по-евтин и по-ефективен при по-високи нива на мощност.
Спираловидна или планетарна предавка — обсъдете архитектурата на вашето задвижване
Предоставете необходимия въртящ момент, предавателно число, разположение на вала, пространствена обвивка и работен цикъл. Инженерният екип на Korea Ever-Power предоставя конкретна препоръка за конфигурация с спирална предавка или планетарна предавка — със сравнение на плътността на въртящия момент, ефективността и разходите — в рамките на 24 работни часа.
Паралелен вал · Планетни слънчеви и планетарни зъбни колела · Венцови зъбни колела · И двете архитектури от един производител
Редактор: Cxm
