هناك جميع أنواع الأجهزة الميكانيكية. البعض منهم مألوف لنا منذ الطفولة. هذه ، على سبيل المثال ، الساعات ، الدراجات ، قمم الغزل. نتعلم عن الآخرين مع تقدمنا في السن. هذه هي محركات السيارات ونوافع الرافعات وغيرها. تستخدم كل آلية متحركة نوعًا من النظام لجعل العجلات تدور وتعمل الآلة. تعد آلية الكواكب واحدة من أكثرها إثارة للاهتمام وشعبية. يكمن جوهرها في حقيقة أن الآلة تُدار بواسطة عجلات أو تروس تتفاعل مع بعضها البعض بطريقة خاصة. دعونا نلقي نظرة فاحصة عليه
معلومات عامة
تم تسمية الترس الكوكبي وآلية الكواكب على هذا النحو بالقياس مع نظامنا الشمسي ، والذي يمكن تمثيله بشكل مشروط على النحو التالي: يوجد في المركز "شمس" (العجلة المركزية في الآلية). "الكواكب" (عجلات صغيرة أو أقمار صناعية) تتحرك حولها. كل هذه الأجزاء في الترس الكوكبي لها أسنان خارجية. النظام الشمسي الشرطي له حدود في قطره. دوريتم إجراؤه في آلية الكواكب بواسطة عجلة كبيرة أو فلك التدوير. كما أن لديها أسنانًا داخلية فقط. يتم تنفيذ معظم العمل في هذا التصميم بواسطة الناقل ، وهو عبارة عن آلية رافعة. يمكن إجراء الحركة بطرق مختلفة: إما أن تدور الشمس أو تدور فلك التدوير ، ولكن دائمًا جنبًا إلى جنب مع الأقمار الصناعية.
أثناء تشغيل آلية الكواكب ، يمكن استخدام تصميم آخر ، على سبيل المثال ، شمسان وأقمار صناعية وناقل ، ولكن بدون فلك التدوير. خيار آخر هو دراجتان ، لكن بدون الشمس. يجب أن يكون الناقل والأقمار الصناعية حاضرين دائمًا. اعتمادًا على عدد العجلات وموقع محاور الدوران في الفضاء ، يمكن أن يكون التصميم بسيطًا أو معقدًا أو مسطحًا أو مكانيًا.
لفهم كيفية عمل هذا النظام بشكل كامل ، تحتاج إلى فهم التفاصيل.
موقع العناصر
يتضمن أبسط أشكال التروس الكوكبية ثلاث مجموعات من التروس بدرجات متفاوتة من الحرية. تدور الأقمار الصناعية أعلاه حول محاورها وفي نفس الوقت حول الشمس ، والتي تظل في مكانها. تربط فلك التدوير آلية الكواكب من الخارج وتدور أيضًا عن طريق تعشيق بديل للأسنان (هي والأقمار الصناعية). هذا التصميم قادر على تغيير عزم الدوران (السرعات الزاوية) في مستوى واحد.
في آلية كوكبية بسيطة ، يمكن للشمس والأقمار الصناعية أن تدور ، بينما يظل مركز الزلزال ثابتًا. على أي حال ، فإن السرعات الزاوية لجميع المكونات ليست فوضوية ، ولكن لها اعتماد خطي على بعضها البعض. عندما يتم تدوير الوسائط ، فإنها توفرخرج عزم دوران منخفض السرعة.
أي أن جوهر الترس الكوكبي هو أن مثل هذا التصميم قادر على تغيير وتوسيع وإضافة عزم الدوران والسرعة الزاوية. تحدث الحركات الدورانية في هذه الحالة في محور هندسي واحد. تم تثبيت عنصر النقل الضروري للمركبات والآليات المختلفة.
ملامح المواد الإنشائية والمخططات
ومع ذلك ، فإن المكون الثابت ليس ضروريًا دائمًا. في الأنظمة التفاضلية ، يدور كل عنصر. التروس الكوكبية مثل هذه لها مخرج واحد مدفوع (يتحكم) في مدخلين. على سبيل المثال ، الترس التفاضلي الذي يتحكم في محور في السيارة هو ترس مشابه.
تعمل هذه الأنظمة على نفس مبدأ هياكل العمود المتوازية. حتى الترس الكوكبي البسيط له مدخلين ، الترس الدائري الثابت هو إدخال ثابت بسرعة زاوية صفر.
وصف مفصل للأجهزة
يمكن أن تحتوي الهياكل الكوكبية المختلطة على عدد مختلف من العجلات ، بالإضافة إلى تروس مختلفة يتم توصيلها من خلالها. إن وجود مثل هذه التفاصيل يوسع بشكل كبير من إمكانيات الآلية. يمكن تجميع الهياكل الكوكبية المركبة بحيث يتحرك عمود المنصة الحاملة بسرعة عالية. نتيجة لذلك ، يمكن القضاء على بعض المشاكل مع معدات التخفيض ، والعتاد الشمس وغيرها في عملية تحسين الجهاز.
هكذا كما رأينا منفي ضوء المعلومات ، تعمل آلية الكواكب على مبدأ نقل الدوران بين الروابط المركزية والمتحركة. في الوقت نفسه ، فإن الأنظمة المعقدة مطلوبة أكثر من الأنظمة البسيطة.
خيارات التكوين
من الممكن استخدام عجلات (تروس) ذات تكوينات مختلفة في آلية الكواكب. معيار مناسب مع أسنان مستقيمة ، حلزونية ، دودة ، شيفرون. لن يؤثر نوع الاشتباك على المبدأ العام لتشغيل آلية الكواكب. الشيء الرئيسي هو أن محاور دوران الناقل والعجلات المركزية تتطابق. لكن يمكن تحديد محاور الأقمار الصناعية في طائرات أخرى (متقاطعة ، موازية ، متقاطعة). مثال على التقاطع هو تفاضل بين العجلات ، حيث تكون التروس مخروطية الشكل. مثال على الترس التفاضلي المتقاطع هو تفاضل ذاتي القفل مع ترس دودي (تورسن).
أجهزة بسيطة ومعقدة
كما هو مذكور أعلاه ، يشتمل مخطط آلية الكواكب دائمًا على ناقل وعجلتين مركزيتين. يمكن أن يكون هناك أي عدد من الأقمار الصناعية. هذا هو ما يسمى بالجهاز البسيط أو الأولي. في مثل هذه الآليات ، يمكن أن تكون التصاميم على النحو التالي: "SVS" ، "SVE" ، "EVE" ، حيث:
- S هي الشمس.
- B - الناقل.
- ه هو مركز الزلزال.
تسمى كل مجموعة من العجلات + الأقمار الصناعية مجموعة تروس كوكبية. في هذه الحالة ، يجب أن تدور جميع العجلات في نفس المستوى. الآليات البسيطة هي صف واحد ومزدوج. نادرًا ما يتم استخدامها في مختلف الأجهزة والآلات التقنية. مثاليمكن أن تكون بمثابة آلية دراجة كوكبية. وفقًا لهذا المبدأ ، يعمل الكم ، بفضله يتم تنفيذ الحركة. تم إنشاء تصميمه وفقًا لمخطط "SVE". الأقمار الصناعية ليست 4 قطع. في هذه الحالة ، ترتبط الشمس بقوة بمحور العجلة الخلفية ، ويكون مركز الزلزال متحركًا. يتم إجبارها على الدوران بواسطة راكب دراجة يضغط على الدواسات. في هذه الحالة ، قد تتغير سرعة الإرسال ، وبالتالي سرعة الدوران.
في كثير من الأحيان يمكنك العثور على آليات كوكبية العتاد المعقدة. يمكن أن تكون مخططاتهم مختلفة تمامًا ، والتي تعتمد على الغرض من هذا التصميم أو ذاك. كقاعدة عامة ، تتكون الآليات المعقدة من عدة آليات بسيطة ، تم إنشاؤها وفقًا للقاعدة العامة لمعدات كوكبية. هذه الأنظمة المعقدة تتكون من صفين أو ثلاثة أو أربعة صفوف. من الممكن نظريًا إنشاء هياكل بعدد كبير من الصفوف ، لكن هذا لا يحدث عمليًا.
الأجهزة المستوية والمكانية
يعتقد بعض الناس أن الترس الكوكبي البسيط يجب أن يكون مسطحًا. هذا صحيح جزئيا فقط. يمكن أيضًا أن تكون الأجهزة المعقدة مسطحة. هذا يعني أن التروس الكوكبية ، بغض النظر عن عددها المستخدمة في الجهاز ، موجودة في طائرة واحدة أو في مستوى متوازي. الآليات المكانية لها تروس كوكبية في طائرتين أو أكثر. في هذه الحالة ، قد تكون العجلات نفسها أصغر مما كانت عليه في النموذج الأول. لاحظ أن آلية الكواكب المسطحة هي نفس الآلية المكانية. الفرق هو فقط في المساحة التي يشغلها الجهاز ، أي في الاكتناز.
درجات الحرية
هذا هو اسم المجموعةإحداثيات الدوران ، والتي تتيح لك تحديد موضع النظام في الفضاء في وقت معين. في الواقع ، تتمتع كل آلية كوكبية بدرجتين على الأقل من الحرية. أي أن السرعات الزاوية لدوران أي رابط في مثل هذه الأجهزة ليست مرتبطة خطيًا ، كما هو الحال في التروس الأخرى. هذا يسمح لك بالحصول على سرعات زاوية للإخراج تختلف عن تلك الموجودة عند الإدخال. يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أنه في الاتصال التفاضلي في آلية الكواكب هناك ثلاثة عناصر في أي صف ، وسيتم توصيل الباقي بها خطيًا ، من خلال أي عنصر واحد من الصف. من الناحية النظرية ، من الممكن إنشاء أنظمة كوكبية بثلاث درجات أو أكثر من الحرية. لكن من الناحية العملية ، فهي غير صالحة للعمل.
نسبة التروس الكوكبية
هذه هي أهم خاصية للحركة الدورانية. يسمح لك بتحديد عدد المرات التي زادت فيها لحظة القوة على العمود المتحرك فيما يتعلق بلحظة عمود القيادة. يمكنك تحديد نسبة التروس باستخدام الصيغ:
i=d2 / d1=Z2 / Z1=M2 / M1=W1 / W2=n1 / n2 ، حيث:
- 1 - رابط رئيسي
- 2 - الرابط التابع
- d1، d2 - أقطار الروابط الأولى والثانية.
- Z1، Z2 - عدد الأسنان
- M1 ، M2 هي عزم دوران.
- W1 W2 - السرعات الزاوية.
- n1 n2 - السرعة.
وهكذا ، عندما تكون نسبة الترس أعلى من النسبة على العمود المدفوع ، تزداد لحظة القوة ، وينخفض التردد والسرعة الزاوية. يجب أن يؤخذ هذا دائمًا في الاعتبار عند إنشاء تصميم ، لأنتعتمد نسبة التروس في آليات الكواكب على عدد الأسنان التي تحتوي عليها العجلات ، وأي عنصر من الصف هو العنصر الرائد.
نطاق التطبيق
في عالم اليوم هناك العديد من الآلات المختلفة. يعمل الكثير منهم بمساعدة التروس الكوكبية.
يتم استخدامها في تفاضلات السيارات ، والتروس الكوكبية ، وفي المخططات الحركية لأدوات الآلات المعقدة ، وفي علب التروس لمحركات الهواء ، وفي الدراجات ، وفي الحصادات والجرارات ، وفي الدبابات والمعدات العسكرية الأخرى. وفقًا لمبادئ التروس الكوكبية ، تعمل العديد من علب التروس في محركات المولدات الكهربائية. فكر في نظام آخر من هذا القبيل.
ترس دوران كوكبي
يستخدم هذا التصميم في بعض الجرارات والمركبات المجنزرة والدبابات. يظهر رسم تخطيطي بسيط للجهاز في الشكل أدناه.
مبدأ تشغيل آلية دوران الكواكب كما يلي: الناقل (الموضع 1) متصل بأسطوانة الفرامل (2) وعجلة القيادة الموجودة في اليرقة. فلك التدوير (6) متصل بعمود النقل (الموضع 5). يتم توصيل الشمس (8) بقرص القابض (3) وأسطوانة الفرامل المتأرجحة (4). عند تعشيق قابض القفل وإيقاف تشغيل فرامل الشريط ، لن تدور الأقمار الصناعية. سيصبحون مثل الرافعات ، حيث أنهم متصلون بالشمس (8) وفلك التدوير (6) عن طريق الأسنان. لذلك ، يجبرونهم والناقل على الدوران في وقت واحد حول محور مشترك. في هذه الحالة ، السرعة الزاوية هي نفسها.
عند فك تعشيق القفل وتشغيل الفراملسيبدأ دوران الشمس في التوقف ، وستبدأ الأقمار الصناعية في التحرك حول محاورها. وبالتالي ، فإنهم يخلقون لحظة على الناقل ويدورون عجلة قيادة اليرقة.
ملابس
من حيث عمر الخدمة والتخميد ، في أنظمة الكواكب الخطية ، يكون توزيع الحمل ملحوظًا بين المكونات الرئيسية.
يمكن أن يزيد التعب الحراري والدوري فيها بسبب التوزيع المحدود للحمل وحقيقة أن التروس الكوكبية يمكن أن تدور بسرعة كبيرة على محاورها. علاوة على ذلك ، عند السرعات العالية ونسب التروس الخاصة بالعتاد الكوكبي ، يمكن لقوى الطرد المركزي زيادة مقدار الحركة بشكل كبير. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه مع انخفاض دقة الإنتاج وزيادة عدد الأقمار الصناعية ، يزداد الميل إلى عدم التوازن.
قد تكون هذه الأجهزة وأنظمتها عرضة للتآكل والتلف. ستكون بعض التصميمات حساسة حتى للاختلالات الصغيرة وقد تتطلب مكونات تجميع عالية الجودة ومكلفة. يمكن أن يكون الموقع الدقيق لدبابيس الكواكب حول محور ترس الشمس مفتاحًا.
الترتيبات الكوكبية الأخرى التي تساعد على موازنة الأحمال تشمل استخدام المجموعات الفرعية العائمة أو الحوامل "اللينة" للحفاظ على حركة الشمس أو مركز الزلزال لأطول فترة ممكنة.
أساسيات تركيب الأجهزة الكوكبية
هذه المعرفة مطلوبة عند تصميم وإنشاء مكونات الماكينة. إن مفهوم "تركيب آليات الكواكب" هو حساب عدد الأسنانفي الشمس ومركز الزلزال والأقمار الصناعية. في هذه الحالة ، يجب استيفاء عدد من الشروط:
- يجب أن تكون نسبة التروس مساوية للقيمة المحددة.
- تعشيق أسنان التروس يجب أن تكون صحيحة.
- من الضروري التأكد من محاذاة عمود الإدخال وعمود الإخراج.
- الحي المطلوب (يجب ألا تتداخل الأقمار الصناعية مع بعضها البعض).
أيضًا ، عند التصميم ، يجب أن تأخذ في الاعتبار أبعاد الهيكل المستقبلي ووزنه وكفاءته.
إذا تم إعطاء نسبة التروس (n) ، فيجب أن يفي عدد الأسنان الموجودة على الشمس (S) وعلى التروس الكوكبية (P) بالمعادلة:
n=S / P
إذا افترضنا أن عدد الأسنان في مركز الزلزال مبكر (أ) ، فعندئذٍ مع قفل الناقل ، يجب مراعاة المساواة:
n=-S / A
إذا تم إصلاح مركز الزلزال ، فستكون المساواة التالية صحيحة:
n=1+ A / S
هذه هي الطريقة التي يتم بها حساب آلية الكواكب.
مزايا وعيوب
هناك عدة أنواع من الإرسال يتم استخدامها بنجاح في أجهزة مختلفة. تتميز الكواكب فيما بينها بالمزايا التالية:
- يوفر حملًا أقل على كل سن من أسنان العجلات (كل من الشمس ومركز الزلزال والأقمار الصناعية) نظرًا لتوزيع الحمل عليها بشكل متساوٍ. هذا له تأثير إيجابي على عمر الخدمة للهيكل.
- بنفس القوة ، يكون للعتاد الكوكبي أبعاد ووزن أصغر من أنواع النقل الأخرى.
- القدرة على تحقيق نسب تروس أعلى مععدد عجلات أقل.
- ضمان أقل ضوضاء
عيوب التروس الكوكبية:
- بحاجة الى مزيد من الدقة في تصنيعها.
- كفاءة منخفضة مع نسبة تروس كبيرة نسبيًا.
