A caixa de cambios planetaria multietapa é un dispositivo de transmisión mecánica de precisión que consegue relacións de redución máis altas, unha maior saída de par e unha estrutura máis compacta ao conectar varios conxuntos de unidades de transmisión de engrenaxes planetarias (é dicir, "etapas") en serie.
O concepto de deseño básico da caixa de cambios planetaria multietapa é a desaceleración por etapas. Sobre a base dunha caixa de cambios planetaria dunha única etapa-, cada etapa do conxunto de engrenaxes planetarias proporciona unha determinada relación de redución. Despois da superposición de varias etapas, o par amplifica aínda máis e a velocidade redúcese, conseguindo unha relación de transmisión total moi elevada (como 100:1 ou incluso 1000:1 ou máis), mantendo unha estrutura compacta e unha transmisión eficiente. Amplamente utilizado en escenarios industriais que requiren altas relacións de redución e altas densidades de potencia.
A caixa de cambios planetaria de varias etapas consegue unha relación de redución e un par de torque ultra-elevadas mediante unha desaceleración escalonada, ao tempo que mantén unha estrutura compacta, polo que é unha opción ideal para maquinaria pesada, transmisión de precisión e escenarios con espazo limitado. Non obstante, a súa complexidade e custo de deseño son elevados, polo que require unha optimización precisa en termos de etapas, perfil do dente, lubricación e outros aspectos. Para requisitos de baixa relación de redución (<10:1), single-stage planetary gearboxes are still a more economical solution.
O núcleo da caixa de cambios planetaria multietapa é unha combinación en serie de mecanismos de engrenaxe planetaria dunha etapa. Cada unidade dunha-etapa inclúe catro compoñentes básicos: o engranaxe solar, o planetario, o anel interior e o porta planetarios (coa mesma estrutura que unha caixa de cambios planetaria dunha soa etapa).
A clave para a transmisión de varias etapas reside no método de transmisión de enerxía entre etapas adxacentes, e normalmente hai dous esquemas comúns:
|
Composición estrutural |
Etapa de entrada: a engrenaxe solar da primeira etapa está conectada ao eixe de entrada de enerxía e recibe a potencia inicial. Etapa intermedia: composta por varios mecanismos planetarios dunha-etapa, co extremo de saída da etapa anterior (normalmente un porta planetarios ou un anel de engrenaxe interno) conectado ao extremo de entrada da seguinte etapa (normalmente un engrenaxe solar), conseguindo a transmisión de enerxía paso a paso. Etapa de saída: o porta planetarios ou o anel de engrenaxe interno da última etapa está conectado ao eixe de saída para emitir a potencia final despois da desaceleración. |
|
Principio de funcionamento |
Despois de que a potencia se transmita desde a engrenaxe solar da etapa de entrada, fai xirar a engrenaxe planetaria da primeira etapa e transmite a potencia á engrenaxe solar da segunda etapa a través do porta planetarios ou do anel de engrenaxe interno; Repita este proceso no segundo nivel, ralentizando aínda máis e amplificando o torque; Finalmente, a potencia de saída que sufriu unha desaceleración de varias-etapas transmítese a través da etapa de saída. Cada nivel pode acadar unha determinada relación de redución (normalmente unha única-redución de redución de 3-10), e a relación de redución total despois do apilamiento de varios niveis é o produto das relacións de redución de cada nivel (por exemplo, se unha unidade cunha relación de redución de 5 está conectada en serie, a relación de redución total pode alcanzar 5 × 5 × 5=125). |
A caixa de cambios planetaria de varias etapas está en comparación coa caixa de cambios planetaria de unha-etapa:
|
Características |
Caixa de cambios planetaria de varias etapas |
Caixa de cambios planetaria dunha etapa |
|
Intervalo de relación de redución |
large (usually>10, ata miles) |
pequeno (normalmente 3-10) |
|
Saída de par |
Alto (amplificación de varias-etapas) |
Medio (amplificación dunha-etapa) |
|
Volume e peso |
Relativamente compacto (pero máis grande que unha única-etapa das mesmas especificacións) |
Máis compacto |
|
Eficiencia de transmisión |
Alto (pero máis baixo que-etapa única, diminúe lixeiramente co aumento das etapas) |
Alto (95% -98%) |
|
Custo de fabricación |
Alto (estrutura complexa de varios-niveis) |
Baixo |
|
Escenarios aplicables |
Gran relación de redución, alta demanda de par |
Relación de redución pequena e media, demanda de par medio |
Aquí, Nesta páxina, presentamos os nosos redutores de engrenaxes planetarias en serie PGHR, verás a folla de datos, as caixas de cambios acabadas, os vídeos de probas como segue:
Tamén podes ver máis proxectos ou visitar a nosa galería de vídeos en Youtube: https://www.youtube.com/@tallmanrobotics
|
Serie de engrenaxes helicoidais de alta precisión en ángulo: PGHR Stage 1 |
|
|
|
|
Serie de engrenaxes helicoidais de alta precisión en ángulo: PGHR Stage 2 |
|
|
|
O valor fundamental da caixa de cambios planetaria multietapa reside en resolver a contradición entre "requisitos de alta relación de redución" e "estrutura compacta", e as súas vantaxes reflíctese principalmente en:
|
Saída de relación de redución ultra grande |
A relación de redución dunha caixa de cambios planetaria dunha soa etapa adoita estar limitada pola súa estrutura (xeralmente non excede de 10), mentres que a superposición de varias etapas pode acadar facilmente decenas a miles de relacións de redución (por exemplo, unha transmisión de 4 etapas pode acadar unha relación de redución de máis de 1000), satisfacendo as necesidades de escenarios de baixa velocidade e máquinas xeradoras de gran potencia eólica. |
|
Alta densidade de potencia |
A propia estrutura planetaria comparte a carga a través de múltiples engrenaxes planetarias, cunha ruta de transmisión de enerxía curta e simétrica. Despois de apilar varias etapas, aínda pode manter un pequeno volume e peso, e a súa densidade de potencia (potencia de saída por unidade de volume) é moito maior que outros tipos, como caixas de cambios de eixe paralelo. |
|
Alta eficiencia de transmisión |
A eficiencia dunha caixa de cambios planetaria dun só-etapa adoita ser do 95 % -98 %. Na transmisión de varias etapas, a eficiencia total é o produto das eficiencias de cada etapa (por exemplo, unha unidade cunha eficiencia de 3 etapas do 96 % ten unha eficiencia total de aproximadamente 96 % x 96 % x 96 % ≈ 88,5%), que aínda é maior que outros tipos de caixas de cambios coa mesma relación de redución. |
|
Funcionamento suave |
Na transmisión de varias etapas, os engrenaxes planetarios de cada etapa distribúense uniformemente (normalmente 3-6), a carga é compartida por varias engrenaxes e a coincidencia de engranaxe das engrenaxes é alta, polo que a vibración e o ruído son máis baixos que os das caixas de cambios dunha etapa ou doutro tipo das mesmas especificacións. |
|
Flexibilidade de deseño modular |
A relación de redución total pódese personalizar de forma flexible aumentando ou diminuíndo o número de etapas ou axustando a relación de redución dunha única-etapa para satisfacer as necesidades dos diferentes escenarios e reducir os custos de deseño e fabricación. |
O rendemento da caixa de cambios planetaria de varias etapas depende do deseño de precisión e hai que resolver problemas complexos causados pola transmisión de varias-etapas:
|
Concentricidade e precisión de montaxe |
A conexión en serie de varios niveis require unha estrita concentricidade dos eixes das engrenaxes a todos os niveis, se non, provocará cargas adicionais, aumento da vibración e unha vida útil reducida. Para controlar os erros requírese mecanizado de alta precisión (como rectificado de engrenaxes, deseño de rixidez do porta planetarios) e montaxe de precisión. |
|
Balance de distribución de carga |
A carga entre os distintos niveis debe distribuírse uniformemente para evitar fallos prematuros dun determinado nivel debido á sobrecarga. No deseño, é necesario compensar os erros de fabricación a través de compoñentes flotantes (como flotante do engrenaxe solar, flotante do porta planetarios) ou soportes elásticos para garantir a transmisión uniforme da carga. |
|
Forza axial e deseño de rodamentos |
Se se utiliza un deseño de dentes helicoidais ou cónicos, a transmisión de varias etapas xerará unha forza axial acumulada, que debe equilibrarse configurando correctamente os rodamentos (como os rodamentos de esferas de contacto angular, os de rolos cónicos) ou os rodamentos de empuxe para evitar o sobreenriquecido ou o desgaste dos rodamentos. |
|
Lubricación e disipación de calor |
Os engrenaxes de varias etapas teñen múltiples puntos de engranaxe e calefacción por fricción concentrada, o que require o uso de sistemas de lubricación eficientes (como a lubricación forzada por inxección de aceite) e estruturas de disipación de calor (como os disipadores de calor e os refrixeradores de aceite) para garantir que os engrenaxes e os rodamentos funcionen a temperaturas razoables. |
A caixa de cambios planetaria multietapa úsase amplamente en campos que requiren unha transmisión de enerxía estrita debido á súa gran relación de redución, alto par e estrutura compacta.
|
Novos equipos enerxéticos |
Sistema de accionamento do eixo principal dos aeroxeradores (que require unha relación de redución de 100-200 para converter a rotación de baixa-velocidade dos aeroxeradores en xeradores de enerxía de alta velocidade), dispositivo de accionamento do sistema de seguimento fotovoltaico. |
|
Maquinaria pesada de enxeñería |
O mecanismo de xiro e a marcha de guindastre e escavadoras (que requiren un alto par de torsión, cunha relación de redución normalmente entre 50-500). |
|
Automatización Industrial |
Sistema de transmisión de servomotor de precisión, articulacións do robot (que requiren unha alta relación de redución mantendo unha alta precisión e unha baixa reacción). |
|
Aeroespacial |
Redutor principal do helicóptero, mecanismo de axuste da actitude do satélite (require alta fiabilidade e deseño lixeiro). |
|
Equipos metalúrxicos e mineiros |
Sistemas de accionamento para laminadores e trituradoras (que requiren resistencia ao impacto, alto par e capacidade de operación continua). |
A caixa de cambios planetaria multietapa é un dispositivo de transmisión eficiente que consegue unha gran relación de redución mediante a conexión en serie de unidades de transmisión planetaria de varias etapas-. A súa vantaxe principal reside en equilibrar a "gran relación de redución de saída" e a "estrutura compacta", mantendo un alto par, alta estabilidade e flexibilidade modular. Aínda que a dificultade de deseño e fabricación é maior que a dunha caixa de cambios dunha-etapa, a caixa de cambios planetaria multietapa pode cumprir os requisitos extremos de rendemento da transmisión en campos como a nova enerxía, a maquinaria pesada e a automatización de precisión, e é un compoñente fundamental nos modernos sistemas de transmisión de enerxía industrial.
Etiquetas en quente: caixa de cambios planetaria de varias etapas, fabricantes de caixas de cambios planetarias de varias etapas de China, provedores, fábrica
