Szukaj
Przekładnia planetarna ma charakterystyczną, współosiową konstrukcję, w której kilka kół zębatych tworzy jeden zwarty mechanizm. Jej podstawę stanowią koło słoneczne, koła planetarne, wieniec zębaty oraz jarzmo. Każdy z tych elementów pełni inną funkcję, a ich odpowiednie rozmieszczenie pozwala uzyskać dużą zdolność przenoszenia obciążeń przy stosunkowo niewielkich gabarytach.
Odpowiedź na pytanie, z czego składa się przekładnia planetarna, nie kończy się jednak na wymienieniu czterech podstawowych części. W kompletnej przekładni znajdują się również m.in. wały, łożyska, obudowa, uszczelnienia czy elementy układu smarowania. Ich konstrukcja zależy już od konkretnego modelu, wielkości przekładni i warunków, w których ma pracować.
Podstawowy zestaw planetarny tworzą cztery charakterystyczne komponenty:
To właśnie sposób rozmieszczenia tych części odróżnia przekładnię planetarną od wielu klasycznych przekładni zębatych. Koło słoneczne i wieniec są współosiowe, natomiast pomiędzy nimi znajdują się satelity zamocowane na jarzmie.
W rzeczywistym reduktorze dochodzą do tego elementy odpowiedzialne za przeniesienie napędu na zewnątrz oraz bezpieczną i trwałą pracę całego zespołu. Mogą to być m.in. wał wejściowy i wyjściowy, łożyska, uszczelnienia, obudowa, kołnierze, elementy mocujące oraz środek smarny.
Koło słoneczne jest kołem zębatym umieszczonym dokładnie w centralnej części zestawu planetarnego. Posiada uzębienie zewnętrzne, które współpracuje bezpośrednio z kołami planetarnymi rozmieszczonymi wokół niego.
Jego średnica oraz liczba zębów mają znaczenie dla geometrii całego zestawu i możliwego do uzyskania przełożenia. Koło słoneczne musi być również odpowiednio dopasowane do satelitów i wieńca, aby wszystkie koła mogły prawidłowo współpracować.
W zależności od konstrukcji przekładni koło słoneczne może być połączone z wałem wejściowym lub pełnić inną funkcję w układzie. Z punktu widzenia samej budowy najważniejsze jest jednak jego centralne położenie – wokół niego rozmieszczony jest cały zespół satelitów.
Koło słoneczne jest więc jednym z elementów, które w dużej mierze determinują wymiary i geometrię stopnia planetarnego. Nie należy jednak analizować go oddzielnie od pozostałych części, ponieważ przełożenie wynika ze wzajemnej relacji liczby zębów poszczególnych kół.
Koła planetarne, nazywane również satelitami, znajdują się pomiędzy kołem słonecznym a wieńcem zębatym. Każde z nich jest zazębione jednocześnie z oboma tymi elementami.
W prostym zestawie planetarnym stosuje się więcej niż jeden satelita. Pozwala to rozłożyć przenoszone obciążenie na kilka punktów zazębienia. Jest to jedna z przyczyn, dla których przekładnie planetarne mogą osiągać dużą gęstość momentu, czyli przenosić znaczne obciążenia przy relatywnie niewielkich wymiarach.
Liczba satelitów nie może być jednak dobierana dowolnie. Zależy m.in. od geometrii zestawu, dostępnego miejsca, wymaganej nośności oraz możliwości równomiernego rozmieszczenia kół.
Istotna jest również dokładność wykonania. Aby obciążenie rzeczywiście rozkładało się możliwie równomiernie, satelity, ich osie i uzębienie muszą zachować odpowiednią geometrię. Nawet niewielkie odchylenia mogą powodować, że część kół będzie obciążona bardziej niż pozostałe.
Więcej o przekładni planetarnej dowiesz się tutaj: Przekładnia planetarna – zasada działania, budowa i zastosowanie
Wieniec zębaty, określany również jako koło pierścieniowe, jest największym kołem podstawowego zestawu planetarnego. Otacza koło słoneczne i satelity, a jego charakterystyczną cechą jest uzębienie wewnętrzne.
Oznacza to, że zęby znajdują się po wewnętrznej stronie pierścienia i współpracują z zewnętrznym uzębieniem satelitów. Dzięki takiemu rozwiązaniu wszystkie podstawowe elementy mechanizmu można zamknąć w zwartej, współosiowej konstrukcji.
Liczba zębów wieńca jest większa niż liczba zębów koła słonecznego i ma bezpośredni wpływ na możliwe przełożenie zestawu. Wymiary koła słonecznego, satelitów i pierścienia muszą być przy tym wzajemnie zgodne – nie są to elementy, które można zestawiać w dowolnych kombinacjach.
W zależności od rozwiązania konstrukcyjnego wieniec może być związany z obudową albo uczestniczyć w przekazywaniu ruchu. Jego szczególna rola kinematyczna zależy więc od konfiguracji całej przekładni.
Jarzmo planetarne, nazywane również nośnikiem satelitów, odpowiada za utrzymanie osi kół planetarnych w określonym położeniu względem siebie oraz osi przekładni.
To ważny element konstrukcyjny, ponieważ satelity nie są osadzone na stałych osiach związanych bezpośrednio z obudową. Ich osie znajdują się właśnie w jarzmie. Musi ono zachować odpowiednią sztywność i dokładność, aby koła planetarne pozostawały prawidłowo zazębione z kołem słonecznym oraz wieńcem.
W wielu konstrukcjach jarzmo jest także elementem, z którego odbierany jest moment obrotowy. W takiej sytuacji przestaje pełnić jedynie funkcję nośną i staje się jednym z głównych członów napędu.
Na jarzmo oddziałują siły powstające podczas przenoszenia momentu, dlatego jego konstrukcja musi być dopasowana do obciążenia przekładni. Znaczenie mają m.in. materiał, sztywność, sposób podparcia osi satelitów oraz zastosowane łożyskowanie.
Koło słoneczne, satelity, wieniec oraz jarzmo tworzą jeden wzajemnie zależny układ. Nie można zmienić geometrii jednego elementu bez uwzględnienia pozostałych. Liczba zębów, średnice podziałowe, rozmieszczenie satelitów i ich osadzenie muszą zostać dobrane tak, aby wszystkie zazębienia pracowały prawidłowo.
W praktyce na trwałość i jakość pracy przekładni wpływają nie tylko same koła zębate.
Równie istotne są:
Dlatego kompletna przekładnia planetarna jest znacznie bardziej rozbudowanym zespołem niż schemat przedstawiający cztery podstawowe elementy.
Przeczytaj także: Jakie są rodzaje przekładni planetarnych? Podział rozwiązań i różnice konstrukcyjne.
W przemysłowych reduktorach znaczenie mają także sposób podłączenia silnika i wykonanie strony wyjściowej. W zależności od aplikacji stosowane są różne wały, tuleje, kołnierze i warianty montażowe. Przykładem takich rozwiązań są przekładnie planetarne PL i PLB, dostępne w wykonaniach liniowych i kątowych.
Znajomość budowy przekładni pozwala lepiej zrozumieć, dlaczego poszczególne konstrukcje różnią się przełożeniem, wielkością, sposobem montażu i możliwościami przenoszenia obciążenia. Kolejnym krokiem przy wyborze rozwiązania jest więc poznanie rodzajów przekładni planetarnych i różnic pomiędzy ich konstrukcjami.