Základní rozdíl – uspořádání hřídele
Paralelní hřídel spirálové ozubené kolo Pohon má vstupní a výstupní hřídele na různých, rovnoběžných středových osách – oddělených osovou vzdáleností C. Planetový převod má koaxiální vstupní a výstupní hřídele: centrální kolo a unašeč sdílejí stejnou geometrickou osu. Tento architektonický rozdíl není vždy omezením – mnoho strojů lze navrhnout s oběma uspořádáními – ale pokud se jedná o omezení (stroj vyžaduje koaxiální vstup a výstup nebo vyžaduje specifické odsazení hřídele), jedná se o neobchodovatelný první filtr.
V aplikacích, kde jsou obě konfigurace geometricky proveditelné – převodovka, která by mohla být buď řadová s paralelním hřídelem spirálové ozubené kolo jednotka nebo planetová jednotka – porovnání hustoty točivého momentu, účinnosti, převodového poměru a nákladů určuje lepší volbu. Korea Ever-Power vyrábí ozubená kola se šroubovicovým řezem pro převodovky s paralelními hřídeli i pro planetové převodovky (centrální kolo a planetová kola v planetové soustavě jsou šikmá ozubená kola).
Hustota točivého momentu – hlavní výhoda planetového převodu
Paralelní hřídel spirálové ozubené kolo Dvojice (znázorněná) má jedinou dráhu zatížení mezi hnacím a hnaným kolem. Planetová soukolí se třemi planetovými koly sdílí stejný přenášený točivý moment napříč třemi paralelními dráhami zatížení – čímž se ztrojnásobí kapacita točivého momentu při stejném průměru rozteče, což je zdrojem výhody hustoty točivého momentu planetového soukolí.
Planetová převodovka s n planetovými koly přenáší stejný celkový točivý moment současně n paralelními dráhami zatížení. U 3 planetových kol nese každá dvojice planet jednu třetinu celkového točivého momentu – což představuje přibližně 3× větší točivý moment při stejném průměru ozubeného věnce než dvojice paralelních kol se stejným modulem a šířkou čela. Toto rozdělení zatížení je základním důvodem, proč mají planetové převodovky vyšší hustotu točivého momentu (výstupní točivý moment na kg hmotnosti převodovky nebo na jednotku objemu skříně) než paralelní převodovky. spirálové ozubené kolo převodovky.
Rozsah jednostupňového převodového poměru
Jednostupňový paralelní hřídel spirálové ozubené kolo Dvojice dosahuje prakticky převodových poměrů 1:1 až přibližně 8:1 (nad 8:1 se ozubené kolo stává mnohem větším než pastorek a skříň je neprakticky velká v poměru k dvojici ozubených kol). Jednostupňová planetová soukolí (střední + věnec + n planet) dosahuje v koaxiálním, kompaktním uspořádání převodových poměrů 3:1 až 10:1. Oba typy vyžadují pro převody nad jejich praktickým limitem pro jednostupňové soukolí více stupňů.
Pro velmi vysoké převodové poměry v kompaktním provedení dosahují složené planetové uspořádání (dva planetové stupně v jedné skříni) převodových poměrů 25:1 až 100:1 při stejné axiální délce jako jeden paralelní hřídel. spirálové ozubené kolo převodový stupeň. To je rozhodující výhoda pro servopohony, robotické kloubové pohony a pohony kol AGV (automaticky řízená vozidla), kde je současně vyžadován vysoký převodový poměr, kompaktní tvar a koaxiální vstup-výstup.
Porovnání účinnosti
| Parametr | Šroubové ozubené kolo s paralelním hřídelem | Planetové soukolí (3 planety, šroubovicové zuby) |
|---|---|---|
| Účinnost sítě (na stupeň) | 98,5–99,5% (zem šikmá ozubená kola) | 97–99% (šroubový planetový převod – stejné ztráty zubů, ale více kontaktních bodů s ložiskem) |
| Ztráty v ložiskách | 2 ložiska hřídele na stupeň (pastorek + hřídel ozubeného kola) | 1 + n_planet dodatečných ložisek (centrální hřídel + každý planetový čep) — více celkových třecích bodů |
| Ztráty těsnění | 2 těsnění hřídele (vstup + výstup) | 2 těsnění hřídele – stejné |
| Ztráty z víření | Střední – ozubené kolo ponořené v olejové lázni při jedné rychlosti otáčení | Vyšší – planetová kola obíhají Slunce a zároveň se otáčejí; složité rozložení oleje; vyšší ztráty rozstřikem při vysoké rychlosti |
| Typická celková účinnost (jednostupňová) | 97,5–99% | 96–98,5% |
Rozdíl v účinnosti mezi paralelními hřídeli šikmá ozubená kola a planetové převody jsou obvykle 1–2% při stejné přesnosti zubů, mazání a typu ložiska. Tento rozdíl je významný u vysoce výkonných kontinuálních pohonů (kde 1% o výkonu 5 MW = 50 kW tepelného výkonu), ale zanedbatelný u servopohonů a polohovacích pohonů, kde jsou primárními kritérii výběru hustota točivého momentu a kompaktní tvar planetového převodu.
Porovnání výrobních nákladů
Planetové převodovky jsou na výrobu výrazně dražší než převodovky s paralelními hřídeli. spirálové ozubené kolo převodovky s ekvivalentní točivým momentem. Tuto propast způsobují tři zdroje cenové prémie:
Planetový stupeň vyžaduje centrální kolo, n planetových kol (obvykle 3), korunové kolo, nosič planetových kol s n planetovými hřídeli a ložisky a skříň. Plochý hřídel spirálové ozubené kolo Stupeň vyžaduje pastorek, ozubené kolo, 4 ložiska a skříň. Konfigurace se třemi planetami má přibližně 3× více ozubených kol a ložisek na stupeň.
Ozubený věnec (vnitřní ozubené kolo) se obrábí obrážením ozubených kol nebo tvrdým skořápkováním otvoru – což je ve srovnání s vnějším ozubením pomalý a specializovaný proces. spirálové ozubené kolo Odvalování. Tepelné zpracování vnitřních ozubených věnců je také složitější, s vyšším rizikem deformace a omezenějším přístupem k brusnému kotouči pro korekci přesnosti.
Aby bylo možné dosáhnout trojnásobného krouticího momentu planetového stupně, musí všechny 3 planety rovnoměrně rozdělit zatížení. To vyžaduje velmi přesné sladění rozteče mezi všemi planetovými koly a velmi přesné polohy planetových čepů na unášeči – tolerance jsou výrazně menší než u jednoduchého rovnoběžného hřídele. spirálové ozubené kolo pár.
Průvodce výběrem aplikace – kdy je kterákoli z nich lepší volbou
Zvolte šikmé ozubené kolo (paralelní hřídel), když
- Výkon nad 2 MW (složitost planetových hřídelí/ložisek se stává velmi náročnou)
- Více výstupních hřídelí z jednoho vstupu (dělený pohon pro válcovací stolice, lodní dvojitý vrtule)
- Velmi vysoké otáčky (nad 3000 ot./min. pro primární stupeň – odstředivé síly planetového převodu se stávají významnými)
- Levný standardní pohon, kde hustota točivého momentu není primárním omezením
- Výměna nebo dodatečná montáž do stávající skříně s paralelními hřídeli
Zvolte planetový převod, když
- Maximální hustota točivého momentu požadovaná v minimálním objemu (pohony nábojů kol, robotické klouby, servopohony)
- Koaxiální vstup a výstup jsou vyžadovány uspořádáním stroje
- Vysoký jednostupňový převodový poměr v krátké axiální délce (pohony kol AGV, pohony stoupání větrných turbín)
- Pohon nápravy elektromobilu s koaxiálním uspořádáním motor-převodovka-náprava
- Konfigurace s montáží na hřídeli, kde převodovka obepíná hnací hřídel
Korea Ever-Power – Šroubová ozubená kola pro obě architektury
Korea Ever-Power vyrábí šikmá ozubená kola pro aplikace s paralelními hřídeli i planetovými převodovkami – včetně centrálních kol, planetových kol a vnějších ozubených sekcí vnitřních věncových kol pro planetové sestavy
Výrobci společnosti Ever-Power v Koreji ozubená kola se šroubovicovým řezem pro převodovky s paralelními hřídeli i pro planetové soukolí. Pro planetová soukolí vyrábí Korea Ever-Power standardně centrální kolo a jednotlivá planetová kola. spirálové ozubené kolo komponenty – stejný výrobní proces (odvalování, cementace, broušení HÖFLER) jako u ozubených kol s rovnoběžnými hřídeli. Jako přímý výrobce šikmých ozubených kolSpolečnost Korea Ever-Power poskytuje konzultace v oblasti aplikačního inženýrství, když zákazníci vyhodnocují, zda je vhodný paralelní hřídelový motor. spirálové ozubené kolo nebo planetární architektura lépe slouží jejich specifickým požadavkům na pohon – poskytuje srovnávací hustotu točivého momentu, účinnost a výpočty nákladů, spíše než pouhé uvádění nejbližšího produktu.
Často kladené otázky
Hluk. Planetové převodovky s planetovými koly s čelními zuby jsou výrazně hlučnější než převodovky se šroubovými planetovými koly – ze stejných důvodů jsou čelní ozubená kola hlučnější než šikmá ozubená kola v jakékoli konfiguraci platí uvnitř planetového soukolí. Šroubová planetová kola také poskytují vyšší točivý moment díky vyššímu kontaktnímu poměru a lepšímu rozdělení zatížení mezi planetami (protože šikmá kontaktní linie snižuje citlivost rozložení zatížení na malé chyby stoupání mezi planetami). Prakticky všechny přesné planetové převodovky v servopohonech, automobilových aplikacích a aplikacích větrných turbín používají spirálovité zuby na centrálním, planetovém a korunovém ozubeném kole.
Společnost Korea Ever-Power nabízí obrábění ozubených kol s vnitřním ozubením do vnějšího průměru přibližně 500 mm. Vnitřní profil ozubeného kola se řeže obráběním (ne odvalováním) a dosažitelná třída přesnosti je DIN 7–8 pro ozubená kola s měkkým bokem zubů. Pro přesná planetová soukolí vyžadující DIN 5–6 na ozubeném věnci je nutné tvrdé opracování nebo broušení vnitřního profilu – Korea Ever-Power nabízí tvrdé opracování pro středně velká planetová ozubená kola. Pro velmi velká planetová ozubená kola (nad 500 mm vnějšího průměru) kontaktujte tým společnosti Korea Ever-Power a ověřte si aktuální možnosti.
Ne – při stejné přesnosti zubů, kvalitě mazání a typu ložiska, paralelní hřídel spirálové ozubené kolo Převodovka je obvykle při stejném přenášeném výkonu o něco účinnější než planetová převodovka. Další kontakty ložisek planetové převodovky (každé ložisko planetového čepu plus ložisko unašeče) a vyšší víření oleje z obíhajících planet přidávají ztráty třením, které jednoduchá převodovka s paralelním hřídelem spirálové ozubené kolo pár se vyhýbá. Nevýhoda účinnosti planetárního převodu je obvykle 0,5–21 TP3T, v závislosti na rychlosti a kvalitě konstrukce.
Se sudým počtem stupňů (2, 4), paralelní hřídel spirálové ozubené kolo Převodovku lze vyrobit jako řadovou (souosý vstup a výstup), protože každý pár stupňů vrací odsazení hřídele zpět ke vstupní ose. Dvoustupňová řadová převodovka (nejběžnější konfigurace pro kompaktní souosé pohony) dosahuje celkových převodových poměrů 5:1 až 30:1 při stejném průměru jako jednostupňová planetová převodovka – ale obvykle při větší celkové délce. Volba mezi dvoustupňovou řadovou převodovkou spirálové ozubené kolo a u jednostupňového planetového převodu se stejným převodovým poměrem a požadavkem na souosý převod se často omezuje poměr délky a hmotnosti: planetový převod je kratší a lehčí; řadový šroubovicový převod je delší, ale potenciálně levnější a účinnější při vyšších výkonových úrovních.
Šroubové ozubení nebo planetové převodovky – diskutujte o architektuře vašeho pohonu
Uveďte požadovaný točivý moment, převodový poměr, uspořádání hřídele, prostorový obal a pracovní cyklus. Inženýrský tým společnosti Korea Ever-Power poskytne konkrétní doporučení pro konfiguraci se šroubovým ozubením nebo planetovým převodem – s hustotou točivého momentu, účinností a porovnáním nákladů – do 24 pracovních hodin.
Paralelní hřídel · Planetová centrální a planetová kola · Věncová kola · Obě architektury od jednoho výrobce
Střihač: Cxm
