Domanda:
Qual è il vantaggio di ingranaggi planetari aggiuntivi?
Sam Weston
2015-03-08 04:40:34 UTC
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Un ingranaggio planetario è un ingranaggio che non ruota attorno a un asse ma attorno a un altro ingranaggio noto come ingranaggio solare o ingranaggio a stella. In passato ho progettato prototipi di sistemi che utilizzavano un unico ingranaggio planetario rotante attorno a un ingranaggio rotante. Tuttavia, da allora, quasi tutti i sistemi che ho visto utilizzare ingranaggi planetari hanno utilizzato più ingranaggi, più comunemente in set di 3, 4, 5 e 6.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi meccanici dell'utilizzo di più ingranaggi planetari e qual è il numero ottimale di ingranaggi?

Non intendi [composto] (https://en.wikipedia.org/wiki/Epicyclic_gearing#Compound_planetary_gears), giusto?
@HDE226868 Non credo, intendo più ingranaggi planetari sullo stesso vettore, che ruotano attorno allo stesso ingranaggio solare.
Numero ottimale di marce per cosa? In termini di costo, la risposta è probabilmente qualcosa di banale come "uno solo". Ma ne occorrono almeno tre perché gli ingranaggi stessi resistano allo spostamento sul piano, ad esempio. Di quale applicazione ti occupi?
Come si usa un solo ingranaggio planetario?
@ChrisMueller http: // upload.wikimedia.org / wikipedia / commons / d / d4 / Sun_and_planet_gears.gif
@ChrisMueller: In realtà, se l'asse di tutti - il sole, il supporto e l'ingranaggio anulare sono fissati contro lo spostamento laterale (= montato in cuscinetti vicini), un ingranaggio sarebbe perfettamente sufficiente se il carico è sufficientemente basso. Gli ingranaggi 3+ forniscono una funzionalità del cuscinetto senza cuscinetti effettivi e una capacità di carico molto migliore.
3 è il minimo che fornirà una forza di posizionamento bilanciata
Una risposta:
#1
+4
HDE 226868
2015-03-08 06:08:32 UTC
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Inizierò citando la sezione "Vantaggi" dell ' articolo di Wikipedia:

Il carico in un treno di ingranaggi planetari è condiviso tra più pianeti, quindi la capacità di coppia è notevolmente aumentata. Maggiore è il numero di pianeti nel sistema, maggiore è la capacità di carico e maggiore è la densità di coppia.

Più sono, meglio è. La stessa idea è trattata qui:

Divisioni di coppia
Quando si considerano le ripartizioni di coppia si presume che la coppia sia divisa tra i pianeti allo stesso modo, ma questo potrebbe non essere un presupposto valido. Il supporto dei membri e il numero di pianeti determinano la divisione della coppia rappresentata da un numero "effettivo" di pianeti. Questo numero negli insiemi epiciclici costruiti con due o tre pianeti è nella maggior parte dei casi uguale al numero effettivo di pianeti. Quando vengono utilizzati più di tre pianeti, tuttavia, il numero effettivo di pianeti è sempre inferiore al numero effettivo di pianeti.

Diamo un'occhiata alle divisioni di coppia in termini di supporto fisso e supporto fluttuante dei membri. Con il supporto fisso, tutti i membri sono supportati in cuscinetti. I centri del sole, dell'anello e del vettore non coincidono a causa delle tolleranze di produzione. Per questo motivo, un minor numero di pianeti sono simultaneamente in mesh, con un conseguente numero effettivo inferiore di pianeti che condividono il carico. Con il supporto flottante, a uno o due membri è consentita una piccola quantità di libertà radiale o galleggiamento, che consente al sole, all'anello e al vettore di cercare una posizione in cui i loro centri sono coincidenti. Questo galleggiante potrebbe essere piccolo quanto 0,001-0,002 pollici. Con il supporto flottante, tre pianeti saranno sempre in mesh, il che si tradurrà in un numero effettivo più elevato di pianeti che condividono il carico.

La disposizione a pianeta singolo non cambia la capacità di coppia, ma il multiplo -la disposizione del pianeta fa. Puoi aumentare il numero di pianeti senza limiti e continuare ad aumentarlo.

Un altro vantaggio dell'utilizzo di più pianeti è la minore perdita di energia. Wikipedia afferma che c'è una perdita di energia di solo il 3% circa per stadio, ma non lo conferma con una citazione in linea, né specifica il numero o la disposizione dei pianeti. Questo offre la stessa caratteristica di una "tipica perdita di energia".

Svantaggi

L'ovvio qui è che più pianeti aggiunti, più complesso diventa il sistema. Se si verifica un guasto grave, potrebbe essere amplificato con più pianeti (in alternativa, si potrebbe sostenere che alcune disposizioni forniscono ridondanza).


Esiste un numero ottimale di ingranaggi? Dipende davvero dalla tua applicazione. La complessità può essere un problema enorme e con la complessità arriva il costo. Le riparazioni, a loro volta, possono essere costose se qualcosa va drasticamente storto. Se l'applicazione richiede un carico e una coppia elevati, possono essere utili più marce.

Risposta fantastica che ha davvero chiarito bene la situazione.
Penso che anche ingranaggi extra possano aumentare le perdite per attrito. Più pianeti, ciascuno con attrito del proprio asse.
@SF. - ma la forza su ogni ingranaggio (sui suoi denti e sul suo asse) è ridotta di una quantità corrispondente, quindi in un'approssimazione del primo ordine, dovrebbe annullare tutto. Solo gli effetti di secondo ordine, come la viscosità del lubrificante, sarebbero importanti.
@DaveTweed: Sì, ma mentre per carichi elevati (coppia, carico assiale o radiale) la distribuzione del carico è vantaggiosa (meno stress = perdite per elemento), con carichi bassi questi effetti del secondo ordine sono dominanti. Supponiamo di voler accelerare una ventola dell'elica (coppia bassa, solo debole attrito dell'aria) con un motore in linea; l'ingranaggio planetario sarà generalmente una scelta sbagliata, e uno con più "pianeti" sempre più lo saranno. OTOH se si utilizza un motore a coppia elevata per azionare un dispositivo a coppia ancora più elevata, saranno utili ingranaggi extra.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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