Lehká planetová převodovka

Pravděpodobně jste už slyšeli o planetové převodovce. Planetové převody, také známé jako epicyklické převody, byly vyvinuty Řeky před více než 2000 lety a původně měly pomoci předpovědět pohyby planet ve sluneční soustavě. Planetová ozubená kola sestávají z centrálního hnacího kola (tj. Slunce) s více „planetovými“ ozubenými koly, která obíhají kolem něj. Ozubené kolo obklopuje centrální i planetové kolo.

Základní princip a konstrukce

Planetová převodovka je tvořena planetovým převodem nebo jejich sestavou v případě vícestupňové planetové převodovky. Samotný planetový převod je pak tvořen centrálním kolem, satelity, unašečem satelitů a korunovým kolem. Centrální kolo, korunové kolo a unašeč satelitů mají společnou osu. Jedna ze tří rotačních částí - centrální kolo, korunové kolo a unašeč satelitů - je zastavena a zbylé dvě slouží jako vstup a výstup (nebo naopak). Při činnosti se vždy satelity otáčejí okolo své osy a tím přenášejí rotaci (kroutící moment a rychlost otáčení) ze vstupu na výstup.

Pro přímý záběr - poměr otáček 1:1 - musí být všechna kola spojena. Rychlostní stupně se řadí zabrzděním nebo odbrzděním některé části převodovky, a převod zvyšuje rychlost rotace.

Výpočet převodového poměru a příklad

Ve stručnosti - planetová převodovka má tři typy koleček: Slunce (S), Planety (P) a prstenec (R). Tedy počet zubů planetového kola nemá vliv na převodový poměr. Na stránce Planetary Gear Clock je použitá převodovka, kde má Slunce 10 zubů, prstenec 110 zubů a planety 50 zubů. 10 : (10 + 110) = 1 : 12.

Použití v praxi a historie

V automobilovém světě byly první převodovky využívající planetové převody namontovány na začátku 20. století do automobilu Wilson-Pilcher, který byl vyroben ve Spojeném království. Ford Model T pak v roce 1908 použil planetové převody pro svoji dvoustupňovou manuální převodovku. Oldsmobile poskočil o několik desetiletí dopředu a v roce 1937 vyvinul automatickou převodovku, která používala planetové převody zvané „automatická bezpečnostní převodovka“ a byla schopna řadit mezi vysokými a nízkými převodovými stupni, přičemž používala spojku pouze při startování z místa.

Planetové převodovky mohou být použity ve spojení se spalovacími motory, elektromotory nebo hydromotory a používají se kvůli jejich odolnosti, účinnosti a schopnosti zvládat vysoké kroutící momenty. Planetové převody se používají v zařízeních s omezeným prostorem, protože jsou obvykle menší než jiné typy převodovek. Tvoří také základ nejběžnějšího typu automatické převodovky, známé jako hydraulická planetová automatická převodovka. Většina moderních automatických převodovek v automobilovém průmyslu používá planetové převody.

Jinde se planetové převody používají v zařízeních, jako jsou šneky a větrné turbíny a systémy pohonu ve vozidlech pro vrtulníky a letecké motory. Soupravy planetových kol jsou oblíbené také pro průmyslové stroje, kde je využívají řízené roboty, laserové řezací stroje a dokonce i nemocniční operační stoly. Je také velká šance, že šunka ve vaší chladničce bylo nakrájena na kráječi, který používal planetové převody.

Praktická zkušenost: stavba modelu a úpravy

Velmi rád si prohlížím projekty na Instructables. Jeden z kategorie zajímavějších se mi zdá Planetary Gear clock. Ke stažení jsou zde kompletní podklady pro stavbu. Proto jsem si nejprve všechny soubory naimportoval do Corel Draw!. Následně jsem si je upravil tak, aby se jednalo o uzavřené objekty a nikoli o jednotlivé čáry. To mi zabralo asi nejvíce času. Pak už jen stačilo na laseru vyříznout příslušné díly z plexiskla.

Stavebnice používá ložiska tloušťky 5 mm, proto kola musí být z 5 mm silného plexiskla. U ostatních dílů je to jedno. Zvolil jsem si kombinaci černého, opálově bílého a červeného plexiskla. Červené plexisklo je typu „display“, tedy s velkou průhledností.

Právě ten NEMA 17 motor je věc, se kterou jsem nejméně spokojený. Zejména proto, že se mi zdá nevhodně velký a zasahující do ciferníku. V podstatě bych celou konstrukci označil jako zajímavou hračku pro začátečníky, kteří si chtějí vyzkoušet práci s krokovým motorem. Konstrukce je velmi tolerantní k chybám v programech. Například pokud si chcete ověřit funkce, se kterými se setkáváme v seriálu Krokohrátky 1, Krokohrátky Merkurino, nebo Krokohrátky s Arduinem.

Elektronika a řízení

Nejzásadnější změnu jsem provedl v elektronické části. Nejsem úplně příznivcem používání Arduina s RTC modulem pro takto primitivní aplikace jako jsou ručičkové hodiny. Použil jsem prostý procesor PIC16F15323, který má neuvěřitelně příznivou cenu. Použil jsem „hodinkový“ krystal 32768Hz, se kterým má procesor extra malou spotřebu (přibližně 1 µA při spánku a méně než 360 µA při běhu).

K němu jsem připojil modul s motorovým budičem Toshiba TB6612FNG, což je poměrně přátelský a nenáročný budič s možností spánku, dostupný také jako modul. Pro napájení jsem použil napěťový zdroj 5 V, což není úplně ideální z pohledu krokového motoru, ale motor je i tak naddimenzovaný. Program v procesoru je celkem zanedbatelný, pracovní kmitočet dělím v poměru 1:1024, takže procesor zpracovává 32 Hz kroky. V každém kroku zkontroluje klávesnici a přičte hodnotu vteřinového čítače, když vteřinový čítač dosáhne hodnotu 32 (celá vteřina), vynuluje se a přičte se hodnota minutového čítače. Ten přetéká po dosažení hodnoty 60 sekund. Pak se provede pootočení motoru o hodnotu 10 kroků.

Praktické hledání hotových řešení

Neměl byste někdo nápad, kde sehnat buď planetovou převodovku s koaxiální hřídelí (v provedení hračkovém nebo čínském za pár dolarů) nebo rovnou hotové točítko s převodem 1:10 (hrubě/jemně), jako je na obrázku? Má to sloužit ke stejnému účelu jako u mikroskopu, jen to má hýbat trochu těžším okulárovým výtahem, takže třecí převod jako bývá v mikroskopech nestačí, asi budou potřeba zoubky. ... pomohlo by ti tělo Meopatáckého mikroskopu? Jsou kompletní jen nemají okuláry.

Průmyslové provedení a speciální aplikace

NOVINKA: Planetová převodovka NGV pro bezobslužná transportní vozidla. Nově vyvinutá převodovka pro vysoká radiální zatížení u automaticky naváděných vozidel (AGV) a pro další vysokozátěžové aplikace. Klíčové vlastnosti tohoto produktu jsou dokonale optimalizovány pro použití u průmyslových automaticky naváděných vozidel (AGV). Průmyslová automaticky naváděné transportní vozíky převážejí velké náklady 24 hodin denně, takže u nich existují vysoké požadavky na konstrukci a mechaniku. Protože u automaticky naváděných vozidel bývá převodovka přímo v kole, působí v závislosti na typu vozidla na výstupní ložiska převodovky celá váha vozu plus váha nákladu. Důsledkem jsou vysoká radiální zatížení. Omezené místo ve vozidle navíc vyžaduje obzvláště prostorově úspornou a kompaktní konstrukci převodovky.

Nová planetová převodovka NGV vyhovuje těmto speciálním požadavkům pomocí předepjatých šikmých válečkových ložisek, která jsou díky své konstrukci schopna absorbovat značně vysoké síly. U převodovky NGV bylo optimalizováno rozhraní mezi převodovkou a podvozkem: montážní příruba převodovky je nyní umístěna tak blízko podvozku, že ji lze montovat přímo tam. Další výhoda vedle snadné instalace: motor a převodovku lze předmontovat jako jednu jednotku a poté je nainstalovat společně. Díky použití nejrůznějších adaptérů lze připojit téměř jakýkoliv motor. Převodovku NGV nabízíme ve třech různých velikostech s maximální nosností jedné převodovky od 400 kg po 1 200 kg. Pro každou velikost převodovky existují speciálně vyvinutá kola pro velkou zátěž o průměrech 160 mm, 200 mm nebo 250 mm.

Materiály a obrábění ozubených kol

Jedná se o sadu převodovky s pastorkem série „L“, která byla navržena speciálně pro aplikace v oblasti laserového, plazmového a jiných typů řezání. Ozubená koruna vyrobená z legované oceli, cementována a indukčně kalena, ozubení broušeno. Na základě naší marketingové analýzy zaměřené na oblast řezání laserem, z níž bylo výstupem navržení řady „L“ s ozubenými koly a vnitřními částmi převodovky APEX AH. I přes omezené funkční možnosti může řada APEX DYNAMICS „L“ pokrýt více než 70% aplikací v odvětví řezání laserem. APEX DYNAMICS doporučuje kombinovat řadu „L“ s hřebenem M2 Q6 nebo Q6M.

Zuby indukčně kalené a broušené, broušené všechny strany. Zuby indukčně kalené a broušené, frézované všechny strany. Odchylka zubů Pt = Mn x π / cos 19˚31'42". (8) Odchylka čelní rozteče. (9) Fp = Součtová odchylka roztečí. (10) Zuby indukčně kalené a broušené, broušené všechny strany. (11) Zuby indukčně kalené a broušené, frézované všechny strany.

Tabulka: Základní součásti planetové převodovky

tags: #lehka #planetova #prevodovka