遊星歯車とは何ですか?

遊星歯車

遊星歯車システムは注目すべきセットアップです。中央に太陽歯車、それを周回する複数の遊星歯車、および外側のリング歯車があります。遊星歯車はキャリア上にあります。その設計により、高い出力対重量比と効率的なトルク伝達が可能になります。--さまざまなギア比を提供できます。入力としてサンギア、出力としてリングギアまたはプラネットキャリアを使用し、コンポーネントに応じてさまざまな比率が可能です。オートマチックトランスミッションでは、スムーズなシフトを実現するために重要です。コンパクトなので、最新の機械のドライブトレインなど、スペースが限られた用途に適しています。-

第 1 章: 遊星歯車とは何ですか?

遊星歯車は、太陽歯車と呼ばれる中央歯車で構成され、入力歯車として機能し、その周りを回転する遊星と呼ばれる 3 つ以上の歯車を備えた遊星歯車です。遊星歯車は、太陽歯車と遊星歯車を取り囲み、内部平歯車の形状をしたリング歯車と噛み合います。遊星歯車の設計により、非常に頑丈になり、さまざまな歯車比に簡単に変換できます。

第 2 章: 遊星歯車ができるまで

遊星歯車セットは、往復運動を回転運動に変換する方法です。これらは、回転運動を生み出すために使用されるクランクの代替品として蒸気エンジンで使用するために、1781 年にウィリアム マードックによって開発されました。遊星歯車の一般的な用途は、限られたスペースでの減速です。

遊星歯車の主要かつ不可欠なコンポーネントは、太陽歯車または中央歯車、遊星として知られる他のいくつかの歯車、外輪歯車、および遊星キャリアです。遊星歯車の 4 つのコンポーネントにより、質量と回転剛性が均等に配分されるため、安定性が得られます。トルクはギアに半径方向に加えられ、ギアの歯に圧力をかけることなく半径方向に伝達されます。

サンギア

太陽歯車は、歯車セットへの入力を受け取る遊星歯車セットの中心歯車です。サンギアが入力シャフトによって駆動されると、遊星ギアはリングギアを駆動する力を与えられます。遊星歯車の構造は、遊星歯車に取り付けられたキャリアのピニオンが太陽歯車に噛み合うことで構成されています。

プラネットギア

遊星歯車はキャリアに取り付けられており、太陽歯車の動きに合わせて動きます。サンギアに対して回転すると、その歯がリングギアの歯と噛み合います。遊星歯車が動くと、太陽とリングギアの周りを回転します。 遊星歯車には 1 つ以上の遊星歯車があり、動力の伝達速度を制御します。

プラネットギア

遊星歯車はキャリアに取り付けられており、太陽歯車の動きに合わせて動きます。サンギアに対して回転すると、その歯がリングギアの歯と噛み合います。遊星歯車が動くと、太陽とリングギアの周りを回転します。 遊星歯車には 1 つ以上の遊星歯車があり、動力の伝達速度を制御します。

キャリア

遊星歯車は、その中心を太陽歯車に接続するキャリアに固定されており、遊星歯車のピッチ円が滑ることなく回転するように噛み合っています。通常、キャリアは移動可能であり、サンギヤに対して回転します。サポートを提供するために各遊星歯車の中心に接続されています。最も単純な形式の遊星歯車には、1 つの太陽、1 つの遊星、リング ギア、および 1 つのキャリアがあります。複合遊星歯車にはさまざまな歯車がそれぞれ複数あり、それらはますます複雑になります。

遊星歯車の数が増えます。

遊星歯車の構造

遊星歯車は特定の出力を得るために複数の入力を定義する必要があります。太陽歯車はアセンブリの中心にあり、遊星歯車の歯とかみ合います。遊星歯車は小さく、アルミニウム、鋳鉄、または鋼で作られたキャリアフレームワークに接続されています。キャリアは、太陽歯車を取り囲み、リング歯車によって取り囲まれる遊星歯車のそれぞれにシャットを有する。

遊星歯車セットの構造には、平歯車またははすば歯車が含まれる場合があります。 2 つの歯車の違いはねじれ角です。平歯車のねじれ角は 0- ですが、はすば歯車のねじれ角は 10 ～ 30 度です。どちらの形式のギアでも、ベアリングは遊星歯車セットのトルク伝達において重要な役割を果たします。ニードルベアリングのサイズは適切ですが、軸方向の力に耐えることができません。理想的なタイプのベアリングは、軸方向の力に対応する円すいころベアリングで、ニードル ベアリングよりも大きいです。

第 3 章: 遊星歯車の種類

さまざまなタイプの遊星歯車は、その性能、効率、汎用性によって分類されます。各タイプには 2 つの入力を 1 つの出力に変更する機能があり、これが設計と分析を複雑にする要因となっています。遊星歯車セットの最も一般的な形式は、キャリアと外輪歯車を備えた単一の太陽と単一の遊星です。

遊星歯車セットは直観に反した動作をするため、その分析が困難であり、獣医師にとって興味深く興味深いものとなっています。コンパクトな設置面積で、適切な剛性と小さな騒音を備えた優れたトルクを提供します。遊星歯車にはさまざまな形状やデザインがあり、それが広く使用されている理由の 1 つです。

遊星歯車の短いリストには次のものが含まれます。

シングルステージ-

マルチ-ステージ

インライン-

オフセット

同軸

直角

ハーモニックドライブ

ディファレンシャル

シンプソン

ラヴィニョー

これら 10 個の遊星歯車セットは、ユニークで珍しい用途向けに設計された特殊歯車を含む、遊星歯車の完全なリストのごく一部のサンプルです。各タイプの遊星歯車セットには長所と短所があることに注意することが重要です。それらの使用は、アプリケーションのニーズをどのように満たすかによって決まります。

シングルステージ遊星歯車セット-

単段遊星歯車セットは、1 つの太陽歯車、3 つの遊星歯車、キャリア、およびリング歯車で構成されます。-入力シャフトは太陽歯車を回転させ、これにより遊星歯車がキャリアと出力シャフトを回転させます。異なる歯数の異なるサイズの歯車は、出力の速度とトルクを変化させます。単段遊星歯車セットは、重機、産業用機器、自動車のトランスミッションで使用されます。-ほとんどの遊星歯車と同様、コンパクトな設計と重量を実現するために単段遊星歯車が使用されます。-

マルチステージ遊星歯車セット-

多段遊星歯車セットには、必要な速度とトルクを達成するために 2 つ以上の遊星歯車が含まれています。これらは単段遊星歯車セットと同じ構造をしていますが、最初のセットの入力シャフトにさらにいくつかの歯車が追加されており、最初のセットの太陽歯車に接続されています。最初のセットのキャリアは 2 番目のセットの太陽歯車に接続され、このパターンは多段遊星歯車セット内のすべての遊星歯車に続きます。多段遊星歯車セットは、高トルクと複数の出力速度を必要とする用途に使用されます。-コンパクトで軽量なパッケージで高いギア比を実現します。

インライン遊星歯車セット-

インライン遊星歯車セットでは、入力軸と出力軸が一直線上にあり、1 つの太陽歯車とリングギアに含まれる複数の遊星歯車で構成されます。遊星歯車はキャリアに取り付けられており、キャリアは太陽の周りを回転します。入力軸は中央の太陽歯車を回転させ、これによりリング歯車と噛み合う遊星歯車が回転し、中心軸を中心とした回転により出力軸に動力が送られます。インライン遊星歯車セットは、効率、トルク密度、低バックラッシュを目的として使用されます。

オフセット遊星歯車セット

オフセット遊星歯車セットは平行軸遊星歯車として知られています。入力シャフトと出力シャフトがオフセットまたは平行位置に配置されています。インライン遊星歯車セットと同様に、オフセット遊星歯車セットには、外輪歯車と噛み合うキャリアに取り付けられた複数の遊星歯車を備えた太陽歯車が備わっています。出力は入力と一直線上にあるのではなく、入力シャフトに対して異なる位置に配置されます。アイドル ギアの正しい直径と歯数を選択すると、入力シャフトと出力シャフトを共通の軸上に置くことができます。

直角遊星歯車セット

直角遊星歯車セットでは、入力シャフトと出力シャフトが互いに直角に配置されます。-太陽歯車、遊星歯車、キャリア、外輪はすべて他の歯車セットと同じ構成で取り付けられています。遊星歯車の回転により、出力軸に接続された直角かさ歯車セットに動力が伝達されます。-

ハーモニックドライブ遊星歯車セット

ハーモニックドライブ遊星ギアセットは、波動ギアボックスおよび波動発生器ギアボックスとしても知られています。トルクを伝達するために、柔軟な金属カップとサーキュラ スプラインを使用します。ハーモニックドライブ遊星歯車セットの構成要素は、サーキュラ スプラインとウェーブ ジェネレータと呼ばれるフレキシブル カップです。さらに、歯車セットにはフレクスプラインと呼ばれる楕円形または円形の歯車が含まれています。

入力シャフトはウェーブ ジェネレーターを駆動し、ウェーブ ジェネレーターを変形させ、カップの円周に沿って移動する波を生成します。生成された波は、ハーモニック ドライブ ギア セットの中心軸の周りを回転するフレクスプラインの歯と噛み合います。フレクスプラインは外輪歯車と噛み合い、出力軸に動力を伝達します。ハーモニックドライブ遊星歯車セットはバックラッシがゼロ、高精度、高トルク密度を備えているため、精度と再現性が要求される用途に最適です。

ロボット工学や自動化アプリケーションなどの重要なアプリケーション

シンプソン遊星歯車セット

シンプソン遊星歯車セットは、1 つの太陽歯車と、直列に接続された 2 セットまたは 3 セットの遊星キャリアを備えています。シンプソン遊星歯車装置の構造は、前進 3 段、後進 1 段、ニュートラルを備えており、3 速または 4 速の自動変速機に使用されます。このギアセットは、自動車業界のデザインの有名な革新者であるハワード・シンプソンにちなんで名付けられました。

2 組の遊星歯車は共通の太陽を持っているため相互依存しています。最初のギア セットは入力シャフトに近く、2 番目のギア セットのリングと同期します。

ラビニョー遊星歯車セット

Ravigneaux 遊星歯車セットは Simpson 遊星歯車セットを改良したもので、1 つのキャリア上に 2 つのサン ギア、2 つのリング ギア、および 2 セットの遊星歯車で構成されているため、Ravigneaux 遊星歯車セットはより小さく、より軽く、より安価になります。 2 つの太陽は共通の回転軸に沿って中央に位置しており、大きさが異なります。

ラビニョー遊星歯車セットのプロセスには、外側リング ギアと噛み合う遊星セットと噛み合う小さい方の太陽歯車が含まれます。大きい方の外輪歯車は両方の遊星歯車の遊星に接続されており、2 つの太陽のうち大きい方の太陽と噛み合います。半径の異なるキャリアが遊星歯車のセットを所定の位置に保持し、ドライブ シャフトに接続されています。太陽とリングギアに対して一体となって回転します

差動遊星歯車セット

差動遊星歯車セットでは、すべての歯車が回転します。これは、車の車輪を駆動するための歯車セットの重要な要素です。当初、車は、一方の車輪が駆動され、もう一方の車輪が自由に取り付けられるように設定されていました。効果的な運転方法ではありましたが、安全ではなく、両輪を駆動する方法を見つける必要がありました。

差動遊星歯車セットの開発には、各車輪に独自のドライブ シャフトが必要でした。キャリア付きのいくつかのかさ歯車は、ドライブ シャフトの回転方向を変えるために使用されます。歯車セットには、大きなリング ギア、キャリア、2 つの遊星歯車、および太陽歯車が含まれています。一方の車輪の軸にはリングギヤが、もう一方の車輪にはサンギヤが取り付けられており、ドライブシャフトの回転を変えて車輪を駆動することができます。

遊星歯車装置

遊星ギアボックスは、油圧モーター、電気モーター、または燃焼エンジンによって駆動されます。これらはギアボックスの最も一般的な形式であり、高精度モーターに直接接続されるか、統合されています。遊星ギアボックスは、モーターから出力にエネルギーを伝達する際に非常に効率的です。

ホイールドライブ

ホイールドライブ遊星ギアボックスはギアボックスの最も単純な形式であり、システムのハウジング上でホイールを組み合わせてホイールに直接接続できます。車輪駆動遊星ギアボックスのキャリアはギアボックス内にあります。ギアボックスをホイールに直接接続することで、ギアボックスのサイズを縮小できます。

シャフト出力

他の遊星ギアボックスと同様に、サンギアはシャフトドライブギアボックス内のキャリアに収容された遊星を回転させます。キャリアがドライブシャフトを回転させる間、リングギアは固定されています。ギアボックスのハウジングは機械に直接固定されており、出力は回転シャフトとなります。

スピンドル出力

スピンドル出力ギアボックスはシャフト出力ギアボックスとまったく同じですが、主な違いはフランジによって供給される出力です。