Quale rapporto di trasmissione dovrei scegliere per un cambio planetario?

Per scegliere un rapporto planetario del cambio, Dividi la velocità del motore per la velocità di uscita richiesta. Ad esempio, 1,500 giri/min ÷ 50 giri/min = 30 giri/min:1. Poi scegli il rapporto standard più vicino, perché le unità planetarie a singolo stadio sono pratiche solo fino a circa 10:1; Rapporti più alti richiedono due o tre stadi. Controlla ora coppia ed efficienza.

Cos'è un rapporto per un cambio planetario?

Un rapporto di cambio planetario è la relazione tra la velocità di ingresso e la velocità di uscita, Definito da quale dei tre membri — Sun Gear, Planet carrier o ring gear — è tenuto fisso, e per il loro numero di denti. Un set di ingranaggi planetari è una disposizione compatta in cui diversi ingranaggi planetari ruotano tra un ingranaggio centrale solare e un ingranaggio ad anello esterno mentre un portaere li tiene in orbita.

Il membro che blocchi determina l'intervallo di rapporto. Secondo la tec-science, Fissando l'anello con il sole in ingresso e il portante come uscita si ottiene un rapporto di 1 zAnello/ZSun, che produce valori superiori a 2 e non ha limite superiore. Riparare l'ingranaggio solare invece dà 1 zsole/zAnello, un intervallo tra 1 e 2. Fissando il portante si ottiene −zAnello/ZSun, dove il segno negativo segnala che l'uscita ruota nella direzione opposta rispetto all'ingresso.

[DIAGRAMMA: Apparecchio planetario etichettato che mostra il sistema solare, Planet Gears, Ingranaggio ad anello e porta-pianeta, con frecce di input e output.]

KHK illustra lo stesso insieme con modalità di funzionamento miste: per denti di ingranaggio za = 16, zb = 16 e zc = 48, La disposizione planetaria fornisce un rapporto di 4, La disposizione solare dà 1,333333, e la disposizione a stella dà −3. Una discussione nel forum di ingegneria del 2013 sullo stesso argomento osserva che tutte e sei le combinazioni di sole fisso, Sono possibili portanti fissi e anello fisso, e che alcune configurazioni invertono la direzione di uscita.

Come si calcola il rapporto tra la velocità del motore e la velocità di uscita?

Dividere la velocità nominale del motore per la velocità di uscita di cui la macchina ha bisogno. Il risultato è il rapporto ideale, che poi si abbina al rapporto più vicino che il produttore del cambio offre effettivamente. Questo calcolo è il punto di partenza pratico; Le formule per il conteggio dei denti arrivano più tardi se devi verificare un progetto.

Segui questi passaggi:

1. Annota la velocità nominale del motore in giri/min, prelevato dalla targhetta nominativa piuttosto che dalla frequenza nominale della rete.
2. Registra la velocità di uscita richiesta dalla macchina, In giri, dall'albero azionato o dal requisito di processo.
3. Dividere la velocità del motore per la velocità di uscita richiesta per ottenere il rapporto ideale.
4. Confronta il risultato con i limiti pratici a singolo stadio.
5. Seleziona il rapporto standard più vicino invece di quello matematicamente esatto.
6. Ricalcola la velocità effettiva di uscita dal rapporto scelto, e confermare che rientra ancora nella tolleranza della macchina.
7. Verifica la coppia, Efficienza, Reazioni negative e costi prima dell'ordine.

La revisione al passo 6 è ciò che la maggior parte delle guide di selezione salta. A 30:1 requisito e un 28:1 rapporto catalogo è vicino, ma non sono lo stesso comportamento delle macchine, e la differenza conta su un nastro trasportatore o su una vite dosatrice che funziona a velocità fissa.

Se stai confrontando unità planetarie con altre famiglie di riduttori, Si applica la stessa divisione della velocità, e il metodo più ampio è illustrato in questa guida a Selezione del rapporto del cambio.

Come si calcola il rapporto di trasmissione planetaria a partire dal conteggio dei denti?

Con l'anello riparato, Il rapporto è uno più il conteggio dei denti anulari diviso per il conteggio dei denti solari. TEA fornisce la formula come i = 1 zAnello/ZSole e lavora attraverso un esempio in cui un sole a 24 denti e un anello a 72 denti producono un rapporto esattamente di 4.0, con un ingranaggio planetario a 24 denti.

Due vincoli stanno dietro questa aritmetica. Woodgears afferma la relazione conteggio-denti come R = 2P S, dove R è l'anello, P è il pianeta e S è il sole, e osserva che con l'anello fissato il portante ruota per Ty = Ts· S/(R S). KHK fornisce la condizione di assemblaggio come zc = za 2zb, e aggiunge che normalmente vengono usati almeno due ingranaggi planetari affinché il carico sia condiviso e bilanciato.

L'equazione di Willis, nr·zr = nc·(zr zs) − zs·n_s, descrive il moto generale dei tre membri quando nessuno è fisso, Come stabilito da Tec-Science. È un contesto utile, ma non è necessario per il metodo della divisione della velocità da cui parte la maggior parte del lavoro di selezione.

Esempio risolto: 1,Motore a 500 giri/min, Uscita a 50 giri/min

A 1,Un motore a 500 giri/min e un requisito di uscita di 50 giri/min danno un rapporto ideale di 30:1. Secondo la progettazione delle macchine, Le teste di ingranaggi planetari a singolo stadio sono pratiche da circa 3:Da 1 a 10:1, e rapporti superiori a 10:1 Serve uno stadio planetario aggiuntivo. Questo colloca questa applicazione in un territorio a due stadi anziché a uno solo stadio.

TEA offre le bande più larghe: Le unità a singolo stadio coprono comunemente 3:Da 1 a 10:1, Le unità a due stadi coprono circa 9:Da 1 a 100:1, e le unità a tre stadi possono raggiungere fino a 1000 unità:1. Quindi un 30:1 Duty si inserisce comodamente in una selezione a due livelli.

[DIAGRAMMA: Flusso decisionale da un 1,Motore a 500 giri/min e un requisito di 50 giri/min, fino a un 30:1 rapporto ideale, al rapporto standard più vicino e una selezione a due fasi.]

Monostadio, Due o tre stadi: Quale rapporto ti serve?

Usa uno stadio per rapporti bassi, Aggiungi un secondo quando il rapporto ideale supera circa 10:1, e aggiungere un terzo solo quando il rapporto richiesto è molto alto. Il numero di livelli è la decisione che determina la dimensione, Costo e accuratezza, quindi dovrebbe essere sistemato prima che il rapporto esatto venga fissato.

Machine Design osserva che i rapporti superiori a 10:1 richiede uno stadio planetario aggiuntivo, mentre i rapporti sotto 3:1 sono poco pratici perché il pignone e l'ingranaggio ad anello finirebbero per avere quasi la stessa dimensione. La stessa fonte riporta rapporti tra 4:1 e 8:1 offre la migliore combinazione di dimensioni di pignone e ingranaggi planetari, Rappresentazione e vita all'interno di un unico palcoscenico.

Anche il tipo di ingranaggio muove i numeri. Machine Design riporta che l'ingranaggio planetario elicoidale ha un rapporto di contatto di 3,3 contro un tipico 1,5 per gli ingranaggi a dritto, offre una capacità di coppia in più dal 30 al 50%, e guadagna un ulteriore 17–20% di coppia quando l'angolo elica viene aumentato da 12° a 15°. Queste sono opzioni a livello di design, Non cambiamenti di rapporto, ma influenzano quale numero di stadi sia valido per un dato compito.

Quando la decisione sul palcoscenico è ancora aperta, questo confronto di Cambio a stadio singolo vs a più stadi Copre la lunghezza, Efficienza e spostamento dei costi man mano che vengono aggiunti i livelli. Il conteggio delle fasi si riflette direttamente anche sul materiale e nel contenuto di lavorazione lavorativa, che è uno dei motivi Prezzo del cambio industriale si muove con la banda di rapporto piuttosto che con la sola dimensione dell'alloggiamento.

Come il rapporto influisce sulla coppia in uscita, Velocità ed efficienza

Il rapporto determina direttamente la velocità di uscita, Ma la coppia in uscita non è semplicemente la coppia in ingresso moltiplicata per il rapporto. Un rapporto alto non garantisce una coppia utilizzabile, Perché la classifica del cambio, Il fattore di servizio e le perdite di efficienza limitano ciò che raggiunge l'albero motorizzato.

Secondo TEA, L'efficienza del cambio planetario si colloca tipicamente tra il 95% e il 98%, con ogni stadio che costa circa il 3%. Ciò significa che un'unità a tre stadi restituisce visibilmente meno potenza del motore rispetto a un'unità a stadio singolo, e la perdita appare come calore piuttosto che come coppia utile in uscita. La stessa fonte raccomanda di verificare la capacità di carico rispetto a ISO 6336 o DIN 3990 piuttosto che affidarsi solo al rapporto.

La regola pratica è dimensionare il cambio in base alla coppia di uscita richiesta e al ciclo di lavoro, Poi conferma che il rapporto produce una velocità di uscita accettabile. Eseguire il calcolo al contrario — scegliendo prima il rapporto e sperando che la coppia sia sufficiente — è come le unità sottodimensionate raggiungono il pavimento dello stabilimento.

Reazione e Posizionamento: Un effetto collaterale di rapporto

Rapporti più alti di solito significano più stadi, E ogni livello aggiuntivo aggiunge reazioni negative, quindi la precisione del posizionamento deve essere verificata insieme al rapporto. Il gioco di gioco è la piccola quantità di rotazione libera all'uscita prima che gli ingranaggi si ingaggino nella direzione opposta.

TEA fornisce punti di riferimento per i compiti di posizionamento: sotto 1 arcmin per posizionamento preciso, 2-5 arcmin per il posizionamento standard, e fino a 10 arcmin per la tecnologia dei nastri trasportatori. Machine Design avverte che il backlash non viene misurato secondo uno standard rigoroso, e nota che un'unità classificata a 8 arcmin appena scattata dalla scatola potrebbe raggiungere 15 arcmin dopo sei mesi di utilizzo. Quell'effetto dell'invecchiamento è un criterio di selezione, Non è un dettaglio di garanzia.

Se il posizionamento ripetuto fa parte del compito, La decisione sul rapporto e quella di accuratezza dovrebbero essere prese insieme; Il lato tolleranza di questa coppia è trattato in questa spiegazione di Reazione del cambio planetario.

Errori comuni nella selezione del rapporto di trasmissione planetaria

I guasti più comuni sono arrotondare il rapporto senza ricontrollare la velocità di uscita risultante, ignorando la coppia di picco, e specificare un rapporto che non è un'offerta standard. Nessuno di questi è un errore esotico; Accadono quando il calcolo viene trattato come una burocrazia piuttosto che come una decisione progettuale.

• Trattare rapporto di trasmissione e rapporto di riduzione come intercambiabili senza verificare quale convenzione utilizzi il fornitore.
• Scegliere il rapporto matematicamente ideale invece del rapporto standard più vicino, Poi scoprire che la velocità di uscita è sbagliata.
• Dimensionamento solo con coppia di esercizio, e ignorando la coppia di avviamento o i carichi di ammortizzatore.
• Supponendo che il backlash sia un numero di catalogo fisso che non cambierà durante la vita dell'unità.
• Supponendo che un cambio planetario regga il carico come fa un cambio a vite senza fine autobloccante; La guida posteriore deve essere confermata con il fornitore per il compito specifico.
• Dimenticando che ogni livello extra aggiunge lunghezza, Perdita di costi ed efficienza, che può prevalere sul vantaggio di una corrispondenza di proporzioni più fine.
• Richiedere un preventivo per un rapporto prima di confermare che sia disponibile come standard.

Abbinare il rapporto alla tua macchina — e al tuo fornitore

Una volta fissato il rapporto e il numero di stadi, Le variabili rimanenti sono le dimensioni di montatura e la disponibilità. Questi sono i punti in cui una costruzione OEM di solito differisce da una selezione di catalogo.

Se il duty di trasmissione è ancora in fase di definizione — ruolo di carico, inizia all'ora, Condizioni ambientali — lavora attraverso Come scegliere il cambio planetario prima di bloccare il rapporto. Il ciclo di lavoro varia anche a seconda dell'industria; Modelli tipici di servizio per miscelatori, Questi sono descritti trasportatori e linee di processo Applicazioni nei cambi planetari.

Progetti Mingye, produce e fornisce apparecchiature industriali per la trasmissione di energia dal distretto di Jinshan, Shanghai, inclusi riduttori planetari pesanti all'interno di una gamma di oltre 20 serie. Sia i motori che i riduttori sono costruiti nello stabilimento aziendale dotato di CNC su modulo, Progetti standardizzati, e è disponibile la personalizzazione OEM delle dimensioni di montaggio e dei rapporti di trasmissione, con parto normale di 7–15 giorni. OEM e ingegneri di impianto possono inviare la velocità del motore, velocità di uscita richiesta e vincoli di montaggio per una revisione del rapporto.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra rapporto di trasmissione e rapporto di riduzione?

Un rapporto di riduzione di solito descrive la velocità di ingresso rispetto alla velocità di uscita in un disco a riduzione della velocità, mentre il rapporto di trasmissione descrive in generale la relazione tra i due alberi. Molti fornitori usano i due termini in modo intercambiabile, Quindi conferma quale convenzione appare nel data sheet prima di effettuare un ordine basandoti sulla cifra.

Un rapporto di trasmissione planetario più alto costa di più.?

Di solito sì, perché rapporti più alti generalmente richiedono stadi aggiuntivi, che aggiungono ingranaggi, Cuscinetti, Lunghezza della carcassa e lavorazione lavorativa. Un'unità a stadio singolo nel 3:Da 1 a 10:1 gamma contiene meno parti di un'unità a due stadi che copre 9:Da 1 a 100:1, Quindi confronta il rapporto standard più vicino prima di assumere che un rapporto personalizzato sia la soluzione più economica.

Cosa succede se scelgo un rapporto che non è standard?

La velocità effettiva di uscita differirà dalla cifra richiesta e potrebbe uscire dalla tolleranza della macchina. Ricalcola sempre la velocità di uscita dal rapporto standard che scegli, e confermare che la deviazione sia accettabile per il processo prima di impegnarsi nel progetto. Questo controllo richiede un minuto e impedisce un ciclo di rielaborazione.

Quanta efficienza si perde per stadio planetario?

Secondo TEA, Ogni stadio planetario costa circa il 3%., Offrendo un'efficienza complessiva dal 95% al 98% per un tipico cambio planetario a più stadi. La perdita appare come calore, e riduce la coppia effettivamente disponibile all'uscita, quindi l'efficienza appartiene al calcolo della coppia piuttosto che a una nota a piè di pagina.