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遊星歯車セットには、中央の太陽歯車が含まれ、多くの遊星歯車に囲まれ、遊星キャリアによって保持され、リング歯車で囲まれています。
サン ギア、リング ギア、およびプラネタリ キャリアは、遊星機器セットからの XNUMX つの可能な洞察/出力を形成します。
通常、遊星セットの一部は静止状態に保たれ、個別の入力と個別の出力が生成されます。全体のギア比は、どの部分が静止状態に保たれているか、入力であるか、出力であるかに依存します。
パーツを静止状態に保つ代わりに、入力のためにXNUMXつのパーツを使用できます。単一の出力は、実際には両方の入力の関数です。
これは、第XNUMXステージが第XNUMXステージのXNUMXつの部分を移動する、XNUMXステージギアボックスで実現できます。 コンパクトなパッケージで非常に高い装備比率を実現できました。 この種の配置は、「ディファレンシャルプラネタリー」セットと呼ばれることもあります。
そこには、歯車を置く場所がない機械技師はいないと思います。 非常に多くのオプションを機能的にチェックしながら、金属 (またはその他の素材) の回転するアイテムが互いにかみ合って見ると魅力的なものがあります。 特に魅力的なのは遊星歯車で、実際には歯車は単に回転するだけでなく、中心軸の周りを周回します。 この記事では、「ディファレンシャルプラネタリー」セットとしても知られる遊星歯車セットアップの特定のファミリーを調査することを目的として、遊星歯車の詳細を見ていきます。

遊星歯車のさまざまな部分
図1遊星歯車のさまざまな部分

遊星歯車
遊星歯車は通常XNUMXつの部分で構成されています。 中央にある単一の太陽歯車、外側にある内部(リング)機器、およびその間を移動するいくつかの惑星。 一般に、惑星は同じサイズで、遊星歯車の内臓から共通の中間範囲にあり、遊星キャリアによって保持されています。

基本的なセットアップでは、リングギアの歯の合計は、サンシャインギアの歯の数に加えて、XNUMXつの惑星になります(ただし、これをわずかに変更することには利点があります)。もう一方のリングギアは、内臓の日光ギアと、両端の世界のためのスペースにまたがります。 惑星は通常、太陽の周りに一定の間隔で配置されます。 これを行うには、リングギアとサンギアを合わせた歯の総数を惑星の数で割ったものが完全な数に等しくなければなりません。 訓練コースでは、惑星が干渉しないように、惑星は互いに十分に離れている必要があります。

図2:太陽光の周りの等しい力と逆の力は、シャフトと中央のベアリングを部分的に駆動しないことに等しい。同じことが、惑星、リングギア、およびワールドキャリアに直接適用されることを示すことができます。

この配置は、コンパクトさ、太陽、リングギア、および遊星キャリアが共通の中心シャフトを使用する可能性、複数の惑星によって共有される負荷による高い「トルク密度」、および接線を含む、他の可能な配置に比べていくつかの利点を提供します。 間の力 あなたの歯車は、惑星と他の歯車の間の噛み合いに均等かつ反対の力が分散されるため、歯車の根元で相殺されます。

標準の遊星歯車セットの歯車比
サンライト ギア、リング ギア、およびプラネタリ キャリアは、通常、セットアップされた装置からの洞察/出力として使用されます。 標準の遊星ギアボックスでは、部品の XNUMX つが確実に固定されているため、問題が単純化され、単一の入力と出力が得られます。 どのペアの比率も個別に計算できます。

図3:通常、リングギアが静止している場合、地球の速度は図のようになります。 リング ギアと噛み合う場所では、速度は 0 になります。 速度は、遊星歯車を横切って0から太陽光歯車のあるメッシュの速度まで直線的に上昇します。 したがって、中央ではメッシュの半分の速度で移動します。

たとえば、キャリアが静止状態に保たれている場合、歯車は基本的に標準の非遊星歯車配列を形成します。 惑星は、直径の比率に反比例する相対速度で太陽から反対方向に回転します(たとえば、太陽が惑星のXNUMX倍のサイズを提供する場合、太陽光は惑星の半分の速度で回転します)。 内部歯車と噛み合った外部機器は同じ方向に回転するため、リング歯車は惑星の同じ方向に回転し、直径の比率に反比例する速度で回転します。 したがって、リングに応じた太陽光ギアの比率は、-(Dsun / DPlanet)*(DPlanet / DRing)、または単に-(Dsun / DRing)に等しくなります。 これは通常、ギア比として知られる逆数として表され、この場合は -(DRing/DSun) です。

さらに別の例。 バンドを静止させておけば、バンド面の惑星の側面も移動できず、地球はリングギアの内側を転がります。 太陽装置とのメッシュでの接線速度は太陽と世界の両方で等しくなり、地球の中心はその半分で移動し、全速力で移動するスポットとまったく移動しないスポットの中間になります。 。 日光は、メッシュの速度を日光のサイズで割った値に対して回転速度で回転します。 キャリアは、次の速度に応じて迅速に回転します。

惑星の中心(メッシュレートの半分)をキャリアのサイズで割ったもの。 したがって、装置の比率は、DCarrier/(DSun/0.5) または単に 2*DCarrier/DSun になります。

ギア比を導出するための重ね合わせアプローチ
ただし、各ケースの物理的現実を解釈する方法を理解する必要なしに、任意の惑星セットの比率を決定するための一般化された方法があります。 これは実際には「重ね合わせ」として知られており、動きを異なる部分に分割し、それらを再びつなぎ合わせた場合、結果は元の動きと同じになるという理論に基づいて機能します。 これはベクトル加算が機能するのと同じ理論であり、ここで実行しているのは実際にはベクトル加算であると主張するのは簡単ではありません。

この例では、惑星セットの動きを XNUMX つの部分に分割する可能性があります。 XNUMXつ目は、ほとんどの歯車の回転を互いに一致させて凍結し、遊星キャリアを回転させる場合です。 すべてのギアが一緒にロックされているため、すべてがキャリアの加速で回転します。 XNUMX 番目の動きは、キャリアをロックし、ギアを回転させることです。 上記のように、これはより典型的なギアセットを形成し、機器の比率は多くのギア直径の特徴として導き出すことができます。 a)カートリッジキャリア以外のものとb)カートリッジキャリア以外のすべてのモーションを組み合わせているため、マシンで発生するすべてのモーションをカバーしています。

情報はテーブルに収集され、各パーツの速度値と、任意のパーツを入力として使用した場合の装置比率と、その他のパーツを出力として使用した場合の装置比率は、入力の速度を出力で除算することで導き出すことができます。