Что такое планетарная передача: устройство и принцип работы механизма, применение в КПП и других узлах

Слово планетарка известно многим автомобилистам – под ним понимают трансмиссию, работу которой обеспечивает взаимодействие зубчатых шестеренок. Состоит планетарная передача из разных по размеру шестерней передающий крутящий момент. Подобный тип КПП используют во многих моделях автомобилей с классическим задним приводом.

Что такое планетарная передача

Для передачи вращательного движения и изменения угловых скоростей часто используют планетарные передачи, в основе которых используются зубчатые колеса – шестерни.

Механизм был изобретен еще в 11 веке арабским конструктором Ибн Халафом эль-Муради. В манускриптах средневекового ученого описана первая элементарная конструкция передачи вращательного движения.

Устройство чаще всего используется в редукторах для изменения получаемого вращательного движения и мощности. Механизм воздействует на получаемый крутящий момент и способен:

  • складывать;
  • изменять;
  • раскладывать.

Простыми словами он предназначен для увеличения или понижения крутящего момента, его изменения в противоположную сторону. Не все знают, что конструкция подобного типа используется для обеспечения плавного поворота транспортных средств.

Планетарный однопоточный или двухпоточный механизм поворота помогает при дополнительной помощи ленточного тормоза, передает мощность к ведущим колесам.

Планетарная передача
Планетарная передача

Устройство и принцип работы планетарного редуктора

Передача крутящего момента при помощи зубчатых шестерен чаще всего применяется в редукторах. Для того чтобы понять, как работает простой планетарный однорядный редуктор, необходимо изучить состав его элементов и схему работы.

В конструкцию однорядного редуктора входят следующие элементы:

  • коронная шестерня;
  • солнечная шестерня;
  • планетарная шестеренка или сателлит, находящийся в составе коробки передач;
  • водило.

Механизм или устройство состоит из шестерен, и принцип работы их заключается в изменении скоростей при разнонаправленном движении элементов.

Солнце (шестерня находится в середине механизма) двигается вокруг своей оси. Сателлиты коробки (малые шестеренки, обычно их несколько) вращаются вокруг солнца. Основу, внутри которой находятся все части, представляет коронная шестеренка. Водило служит для приведения сателлитов в движение.

Что такое планетарная передача: устройство и принцип работы механизма, применение в КПП и других узлах
Устройство и принцип работы планетарного редуктора

Схема и виды планетарных редукторов

Крутящий момент для редуктора создает подключенный при помощи вала двигатель. Вал соединяется с солнечной шестерней, которая начинает вращение вокруг своей оси. Зубья центрального шестеренчатого колеса давят на зубцы сателлитов.

Они приходят в движение, крутясь по своей оси и вдоль внешней короной шестерни. Водило, соединенное с осями сателлитов, получает крутящий момент и передает его на подключенный вал. Это самая распространенная схема работы однорядного редуктора.

Для увеличения крутящего момента и перенаправления его движения механизм может работать вокруг неподвижно стоящей солнечной шестерни или крутящейся коронной. Водило будет либо быстрее вращаться или начнет крутиться в обратную сторону.

Основные виды планетарных редукторов классифицируют по следующим параметрам:

  • количеству ступеней;
  • направлению вращения;
  • форме элементов и корпуса.

Механизм может иметь либо одну, либо несколько ступеней (многоступенчатые). Последние применяют при необходимости увеличивать частоту крутящего момента.

По направлению движения редукторы разделяют на простые с одним направлением вращения и дифференциальные, обладающие возможностью работы в обратном направлении.

По форме элементов механизм может быть коническим, колесным, волновым или червячным.

Из чего состоит планетарный механизм

Основу работы редуктора составляет планетарный механизм. Принцип работы его состоит во вращении шестерней вокруг центральной оси. Круглые элементы крутятся как планеты вокруг солнца. Это и послужило названием механизму.

Устройство состоит из 3 типов шестерней – солнечной и планетарной с внешними зубцами и коронной, с внутренним расположением зубцов. У механизма есть пара выхода для входного и выходного вала. Принцип работы строится на повышении крутящего момента.

Схема: из чего состоит планетарный механизм
Схема: из чего состоит планетарный механизм

Планетарная передача в автомобиле

Инженеры автомобилестроители использовали данный тип конструкции для переключения передач. Планетарка используется в АКПП и МКПП для ведущего заднего моста.

Сегодня разные концерны выпускают собственные планетарные трансмиссии, но такие узлы используются давно. Ярким примером служит планетарная трансмиссия дизельного трактора советского производства ДТ-75.

Единственное отличие состоит в том, что в тракторе планетарная передача, мосты и коробка располагались в разных частях, а в современных автомобилях планетарный механизм является частью коробки и находится в одном с ней корпусе.

Для автоматических коробок переключения передач используют чаще всего 2 типа узлов:

  • передача Равиньо с одним водилом и коронной шестерней;
  • передача Симпсона с одной солнечной шестерней.

Устройство Симпсона состоит из 2 планетарных рядов, у которых все элементы идентичны. Плюс для упрощения конструкции использована единая солнечная шестерня. Удлиненный элемент является центром для обоих рядов.

Передача Равиньо отличается тем, что имеет только одну коронную шестерню и одно водило, плюс дополнительные зубчатые элементы.

Некоторые современны узлы состоят из 3 рядов, каждый из которых имеет полноценный планетарный механизм. Управление происходит при помощи фрикционов.

Принципы работы планетарных коробок передач

Все существующие планетарные автоматические или механические коробки передач многоступенчатые. Они помогают получить большее количество придаточных чисел. Объединяет виды механизмов то, что все они принадлежат к дифференциальному типу, что необходимо для осуществления обратного вращения.

На простом однорядном механизме невозможно получить 5-6 скоростей, как это необходимо для современных автомобилей. По этой причине используют многорядные типы, в составе которых находятся:

  • несколько планетарных рядов;
  • промежуточные планетарные механизмы;
  • тормозные механизмы.

При необходимости для удлинения соединения используют дополнительный промежуточный вал. Все элементы помещены в единый закрытый корпус. Для предотвращения быстрого истирания зубцов внутри корпуса постоянно циркулирует трансмиссионное масло. Маслянистая жидкость определенной вязкости смазывает планетарный ряд полностью в АКПП.

Полезность или КПД коробки рассчитывают в зависимости от величины передаточного числа. Расчет проводится сравнением количества зубцов на шестеренках входного и выходного валов.

На деле обозначает то сколько нужно сделать полных оборотов ведущему валу для того, чтобы ведомый провернулся один раз.

Достоинства и недостатки планетарной передачи

Планетарная муфта широко применяется в автомобилестроении. АКПП этого типа устанавливают как на авто эконом класса, так и на люксовые модели. Коробки не теряют актуальности из-за следующих достоинств:

Компактные размеры – передача угловых скоростей при помощи нескольких небольших по габаритам и массе элементам позволяет снизить нагрузку на узел при движении, повышая его долговечность.
Большое количество передаточных чисел позволяет получить большой процент КПД.
Пониженная нагрузка на входной и выходной валы.
Повышенная износоустойчивость шестерней обеспечивается из-за снижения давления на каждый отдельный зуб элементов.
Наличие дифференциала обеспечивает обратный ход выходному валу.
Обеспечение шумоизоляции. Узел работает намного тише в сравнении с коробками других конструкций.
Простое передаточное отношение упрощает установку на любой вид техники.
Баланс работы механизмов обеспечивает пониженный уровень вибрации.

У узла есть и свои недостатки, которые может отметить любой автовладелец, эксплуатирующий авто с планетарной трансмиссией. К особенно неприятным относят:

Требовательность к уровню и качеству трансмиссионной жидкости.
Сложный ремонт узла.
Выход из строя подшипников, установленных в сателлитах.

Самостоятельный ремонт без опыта, навыков работы с планетарными коробками и наличия высокоточного оборудования практически невозможен. Но все же достоинств у узла больше, чем недостатков, что и определяет его применимость.

Возможные неисправности АКПП планетарного типа приведены в таблице.

СимптомПричинаСпособ устранения
Выбивание передачиСломанные зубцы шестерней Повышенная вибрация кузоваРемонт КПП Замена подушек опор
Высокий уровень шума, гул КППИзнос подшипников Повреждение зубцов Утечка трансмиссионной жидкостиЗамена элементов Проверка уровня масла, доливка при необходимости
Сложность при переключении передачПоломка привода Износ синхронизаторовРемонт Замена

Заключение

Простота и доступность установки каскада передач дают шанс устанавливать КПП этого типа на легковые и грузовые транспортные средства, а также на тяжелую военную и специальную технику. Передачу применяют также в кораблестроении и авиастроении, используют при создании производственных механизмов.

Знакома ли вам планетарная КПП и как вы оцениваете надежность ее работы? Поделитесь в комментариях. Сохраните статью в закладках, чтобы полезная информация всегда была доступной.

Оцените статью
АКПП ГУРУ
Добавить комментарий