Základný rozdiel – usporiadanie hriadeľa
Paralelný hriadeľ špirálové ozubené koleso Pohon má vstupné a výstupné hriadele na rôznych, rovnobežných stredových čiarach – oddelených stredovou vzdialenosťou C. Pohon s planétovým prevodom má koaxiálne vstupné a výstupné hriadele: centrálne koleso a unášač zdieľajú rovnakú geometrickú os. Tento architektonický rozdiel nie je vždy obmedzením – mnoho strojov je možné navrhnúť s ktorýmkoľvek z týchto usporiadaní – ale keď je obmedzením (stroj vyžaduje koaxiálny vstup a výstup alebo vyžaduje špecifické odsadenie hriadeľa), je to neobchodovateľný prvý filter.
V aplikáciách, kde sú obe konfigurácie geometricky uskutočniteľné – prevodovka, ktorá by mohla byť buď radová s paralelným hriadeľom špirálové ozubené koleso jednotka alebo planétová jednotka – porovnanie hustoty krútiaceho momentu, účinnosti, prevodového pomeru a nákladov určuje lepšiu voľbu. Výrobcovia spoločnosti Ever-Power v Kórei ozubené kolesá so špirálovým rezom pre prevodovky s paralelnými hriadeľmi aj pre planétové prevodovky (centrálne koleso a planétové kolesá v planétovej sústave sú špirálové ozubené kolesá).
Hustota krútiaceho momentu – hlavná výhoda planétovej prevodovky
Paralelný hriadeľ špirálové ozubené koleso Dvojica (znázornená) má jednu dráhu zaťaženia medzi hnacím a hnaným ozubeným kolesom. Planétová súkolesová súprava s tromi planétovými kolesami zdieľa rovnaký prenášaný krútiaci moment na troch paralelných dráhach zaťaženia – čím sa strojnásobí krútiaci moment pri rovnakom priemere rozstupu, čo je zdrojom výhody hustoty krútiaceho momentu planétového prevodu.
Planétová prevodovka s n planétovými kolesami prenáša rovnaký celkový krútiaci moment súčasne cez n paralelných dráh zaťaženia. Pri 3 planétových kolesách nesie každý pár planét jednu tretinu celkového krútiaceho momentu – čo predstavuje približne 3-násobok krútiaceho momentu pri rovnakom priemere ozubeného vence ako pár ozubených kolies s paralelným hriadeľom s rovnakým modulom a šírkou čela. Toto rozdelenie zaťaženia je základným dôvodom, prečo majú planétové prevodovky vyššiu hustotu krútiaceho momentu (výstupný krútiaci moment na kg hmotnosti prevodovky alebo na jednotku objemu skrine) ako planétové prevodovky. špirálové ozubené koleso prevodovky.
Rozsah jednostupňového prevodového pomeru
Jednostupňový paralelný hriadeľ špirálové ozubené koleso Pár dosahuje prakticky prevodové pomery 1:1 až približne 8:1 (nad 8:1 sa ozubené koleso stáva oveľa väčším ako pastorok a puzdro je neprakticky veľké v porovnaní s párom ozubených kolies). Jednostupňová planétová súkolesie (centrum + veniec + n planét) dosahuje v koaxiálnom, kompaktnom usporiadaní prevodové pomery 3:1 až 10:1. Oba typy vyžadujú viacero stupňov pre prevodové pomery nad ich praktickým limitom pre jednostupňové súkolesie.
Pre veľmi vysoké prevodové pomery v kompaktnom balení dosahujú zložené planetárne usporiadania (dva planétové stupne v jednom telese) pomer 25:1 až 100:1 pri rovnakej axiálnej dĺžke ako jeden paralelný hriadeľ. špirálové ozubené koleso prevodový stupeň. To je rozhodujúca výhoda pre servopohony, robotické kĺbové pohony a pohony kolies AGV (automaticky riadené vozidlá), kde sa súčasne vyžaduje vysoký prevodový pomer, kompaktný tvar a koaxiálny vstup-výstup.
Porovnanie účinnosti
| Parameter | Špirálové ozubené koleso s paralelným hriadeľom | Planétové koleso (3 planéty, špirálové zuby) |
|---|---|---|
| Účinnosť siete (na stupeň) | 98,5–99,5% (zem špirálové ozubené kolesá) | 97–99% (špirálový planétový prevod – rovnaké straty zubov, ale viac kontaktných bodov s ložiskom) |
| Straty v ložiskách | 2 ložiská hriadeľa na stupeň (pastorok + hriadeľ prevodovky) | 1 + n_planét dodatočných ložísk (centrálny hriadeľ + každý čap planéty) – viac bodov trenia |
| Straty tesnení | 2 tesnenia hriadeľa (vstup + výstup) | 2 tesnenia hriadeľa – rovnaké |
| Straty z vírenia | Mierne – ozubené koleso ponorené v olejovom kúpeli pri jednej rýchlosti otáčania | Vyššia – planétové kolesá obiehajú okolo Slnka a zároveň sa otáčajú; zložité rozloženie oleja; vyššie straty rozstrekom pri vysokej rýchlosti |
| Typická celková účinnosť (jednostupňová) | 97,5–99% | 96–98,5% |
Rozdiel v účinnosti medzi paralelnými hriadeľmi špirálové ozubené kolesá a planétové prevody sú typicky 1–2% pri rovnakej presnosti zubov, mazaní a type ložiska. Tento rozdiel je významný pre vysokovýkonné kontinuálne pohony (kde 1% s výkonom 5 MW = 50 kW tepelného výkonu), ale zanedbateľný pre servopohony a polohovacie pohony, kde sú primárnymi kritériami výberu hustota krútiaceho momentu a kompaktný tvar planétového prevodu.
Porovnanie výrobných nákladov
Výroba planétových prevodoviek je výrazne drahšia ako výroba prevodoviek s paralelnými hriadeľmi. špirálové ozubené koleso prevodovky s ekvivalentným krútiacim momentom. Túto medzeru spôsobujú tri zdroje cenovej prirážky:
Planétový stupeň vyžaduje centrálne koleso, n planétových ozubených kolies (zvyčajne 3), korunové koleso, unášač planét s n planétovými hriadeľmi a ložiskami a puzdro. Paralelný hriadeľ špirálové ozubené koleso Stupeň vyžaduje pastorok, ozubené koleso, 4 ložiská a puzdro. Konfigurácia s 3 planétami má približne 3× viac komponentov ozubených kolies a ložísk na stupeň.
Ozubený veniec (vnútorné ozubené koleso) sa obrába tvarovaním ozubených kolies alebo tvrdým brúsením otvoru – čo je v porovnaní s vonkajším obrábaním pomalý a špecializovaný proces. špirálové ozubené koleso Odvaľovanie. Tepelné spracovanie vnútorných ozubených kolies je tiež zložitejšie, s vyšším rizikom deformácie a obmedzenejším prístupom k brúsnemu kotúču na korekciu presnosti.
Aby sa dosiahla trojnásobná krútiaca kapacita planétového stupňa, všetky 3 planéty musia rovnomerne rozdeliť zaťaženie. To si vyžaduje veľmi presné prispôsobenie rozstupu medzi všetkými planétovými kolesami a veľmi presné polohy planétových čapov na unášači – tolerancie sú výrazne menšie ako pri jednoduchom rovnobežnom hriadeli. špirálové ozubené koleso pár.
Sprievodca výberom aplikácií – kedy je ktorákoľvek z nich lepšou voľbou
Zvoľte špirálové ozubené koleso (paralelný hriadeľ), keď
- Výkon nad 2 MW (zložitosť planétového hriadeľa/ložiska sa stáva veľmi náročnou)
- Viacero výstupných hriadeľov z jedného vstupu (rozdelený pohon pre valcovacie stolice, lodné dvojité vrtule)
- Veľmi vysoké otáčky (nad 3000 ot./min. pre primárny stupeň – odstredivé sily planétového prevodu sa stávajú významnými)
- Nízkonákladový štandardný pohon, kde hustota krútiaceho momentu nie je primárnym obmedzením
- Výmena alebo dodatočná montáž do existujúceho telesa s paralelným hriadeľom
Vyberte si planétový prevod, keď
- Maximálna hustota krútiaceho momentu požadovaná v minimálnom objeme (pohony nábojov kolies, kĺby robotov, servopohony)
- Koaxiálny vstup a výstup sú vyžadované rozložením stroja
- Vysoký jednostupňový prevodový pomer pri krátkej axiálnej dĺžke (pohony kolies AGV, pohony sklonu veterných turbín)
- Pohon nápravy elektromobilu s koaxiálnym usporiadaním motora, prevodovky a nápravy
- Konfigurácie s montážou na hriadeľ, kde prevodovka obopína hnaný hriadeľ
Korea Ever-Power – Špirálové ozubené kolesá pre obe architektúry
Kórejská spoločnosť Ever-Power vyrába špirálové ozubené kolesá pre aplikácie s paralelnými hriadeľmi aj planétovými prevodovkami – vrátane centrálnych ozubených kolies, planétových ozubených kolies a vonkajších ozubených častí vnútorných veniec ozubených kolies pre planétové zostavy
Výrobcovia spoločnosti Ever-Power v Kórei ozubené kolesá so špirálovým rezom pre prevodovky s paralelnými hriadeľmi aj pre planétové prevodovky. Pre planétové súpravy spoločnosť Korea Ever-Power štandardne vyrába centrálne koleso a jednotlivé planétové kolesá. špirálové ozubené koleso komponenty – rovnaký výrobný proces (odvaľovanie, cementovanie, brúsenie HÖFLER) ako pri ozubených kolesách s rovnobežnými hriadeľmi. Ako priamy výrobca špirálových ozubených koliesSpoločnosť Korea Ever-Power poskytuje konzultácie v oblasti aplikačného inžinierstva, keď zákazníci posudzujú, či je potrebný paralelný hriadeľ. špirálové ozubené koleso alebo planétová architektúra lepšie slúži ich špecifickým požiadavkám na pohon – poskytuje porovnávaciu hustotu krútiaceho momentu, účinnosť a výpočty nákladov, než len uvádza najbližší produkt.
Často kladené otázky
Hluk. Planétové prevodovky s planétovými kolesami s čelnými zubami sú výrazne hlučnejšie ako prevodovky so špirálovými planétovými kolesami – z rovnakých dôvodov sú čelné kolesá hlučnejšie ako špirálové ozubené kolesá v akejkoľvek konfigurácii sa používajú vo vnútri planétového súkolesia. Špirálové planétové kolesá tiež poskytujú vyššiu krútiacu kapacitu vďaka vyššiemu kontaktnému pomeru a lepšiemu rozdeleniu zaťaženia medzi planétami (pretože šikmá kontaktná čiara znižuje citlivosť rozloženia zaťaženia na malé chyby stúpania medzi planétami). Prakticky všetky presné planétové prevodovky v servopohonoch, automobilových aplikáciách a aplikáciách veterných turbín používajú špirálové zuby na centrálnom, planétovom a korunovom kolese.
Vnútorné ozubené kolesá s vonkajším priemerom až do približne 500 mm sú v rámci možností spoločnosti Korea Ever-Power na obrážanie ozubených kolies. Vnútorný profil ozubeného kolesa sa orezuje procesom obrážania (nie odvaľovaním) a dosiahnuteľná trieda presnosti je DIN 7–8 pre ozubené kolesá s mäkkým bokom zubov. Pre presné planétové súpravy vyžadujúce DIN 5–6 na ozubenom kolese je potrebné tvrdé brúsenie alebo brúsenie vnútorného profilu – spoločnosť Korea Ever-Power ponúka tvrdé brúsenie pre planétové ozubené kolesá strednej veľkosti. Pre veľmi veľké planétové ozubené kolesá (nad 500 mm vonkajším priemerom) kontaktujte tím spoločnosti Korea Ever-Power, aby ste si overili aktuálne možnosti.
Nie – pri rovnakej presnosti zubov, kvalite mazania a type ložiska, paralelný hriadeľ špirálové ozubené koleso Prevodovka je pri rovnakom prenášanom výkone zvyčajne o niečo účinnejšia ako planétová prevodovka. Ďalšie kontakty ložísk planétovej prevodovky (každé ložisko čapu planéty plus ložisko nosiča) a vyššie vírenie oleja z obiehajúcich planét zvyšujú straty trením, ktoré jednoduchá prevodovka s paralelným hriadeľom... špirálové ozubené koleso pár sa vyhýba. Nevýhoda účinnosti planétového prevodu je zvyčajne 0,5 – 21 TP3T v závislosti od rýchlosti a kvality konštrukcie.
S párnym počtom stupňov (2, 4), paralelný hriadeľ špirálové ozubené koleso Prevodovka môže byť radová (koaxiálny vstup a výstup), pretože každý pár stupňov vracia odsadenie hriadeľa späť k vstupnej osi. Dvojstupňová radová prevodovka (najbežnejšia konfigurácia pre kompaktné koaxiálne pohony) dosahuje celkové prevodové pomery 5:1 až 30:1 pri rovnakom priemere ako jednostupňová planétová prevodovka – ale zvyčajne pri väčšej celkovej dĺžke. Voľba medzi dvojstupňovou radovou prevodovkou špirálové ozubené koleso a jednostupňový planétový prevod s rovnakým prevodovým pomerom a požiadavkou na súosový prevod často závisí od dĺžky verzus hmotnosti: planétový prevod je kratší a ľahší; radový špirálový prevod je dlhší, ale potenciálne lacnejší a účinnejší pri vyšších úrovniach výkonu.
Špirálové ozubené koleso alebo planétové – diskutujte o architektúre vášho pohonu
Poskytnite požadovaný krútiaci moment, prevodový pomer, usporiadanie hriadeľa, priestorový obal a pracovný cyklus. Inžiniersky tím spoločnosti Korea Ever-Power poskytne konkrétne odporúčanie pre konfiguráciu špirálového ozubeného kolesa alebo planétového prevodu – s porovnaním krútiaceho momentu, účinnosti a nákladov – do 24 pracovných hodín.
Paralelný hriadeľ · Planétové centrálne a planétové kolesá · Vencové kolesá · Obe architektúry od jedného výrobcu
Redaktor: Cxm
