Capítulo uno: ¿Qué es un engranaje planetario?

Un engranaje planetario es un engranaje epicicloidal que consta de un engranaje central, denominado engranaje solar y que sirve como engranaje de entrada, que tiene tres o más engranajes que giran a su alrededor y que se denominan planetas. Los engranajes planetarios engranan con una corona dentada que rodea al planeta y a los planetas y tiene la forma de un engranaje recto interno. El diseño de los engranajes planetarios los hace excepcionalmente resistentes y fáciles de convertir a diferentes relaciones de transmisión.

Capítulo dos: Cómo se fabrican los engranajes planetarios

Los juegos de engranajes planetarios son un método para convertir el movimiento alternativo en movimiento giratorio. Fueron desarrollados por William Murdoch en 1781 para su uso con máquinas de vapor como reemplazo de las manivelas que se usaban para producir movimiento giratorio. Una aplicación común de los engranajes planetarios es la reducción de velocidad en un espacio limitado.

Los componentes principales y esenciales de un engranaje planetario son el engranaje solar o engranaje central, varios otros engranajes conocidos como planetas, un engranaje de anillo exterior y un portasatélites. Los cuatro componentes de un engranaje planetario proporcionan estabilidad debido a la distribución uniforme de la masa y la rigidez rotacional. El par se aplica radialmente a los engranajes y se transfiere radialmente sin ejercer presión sobre los dientes de los engranajes.

Engranaje solar

El engranaje solar es el engranaje central de un conjunto de engranajes planetarios que recibe información para el conjunto de engranajes. Como el engranaje solar es impulsado por el eje de entrada, los engranajes planetarios están facultados para impulsar la corona. La estructura de un engranaje planetario está configurada de tal manera que los piñones del soporte, que está unido a los engranajes planetarios, engranan con el planeta.

Engranajes planetarios

Los engranajes planetarios están montados sobre un soporte y se mueven de acuerdo con el movimiento del planeta. A medida que giran contra el engranaje solar, sus dientes engranan con los dientes de la corona. A medida que los engranajes planetarios se mueven, giran alrededor del sol y las coronas. Los engranajes planetarios tienen uno o más engranajes planetarios y controlan la velocidad de transmisión de potencia.

Engranaje de anillo

El anillo exterior de un sistema de engranajes planetarios es la corona o engranaje anular. tiene dientes en su circunferencia interior y es liso en su borde exterior. Los dientes de una corona dentada planetaria apuntan hacia adentro para engranar con los engranajes planetarios. Los engranajes portador y planetario están unidos y rodeados por la corona que está fijada en su posición. Todos los dientes de los engranajes planetarios engranan con el engranaje solar y la corona. A medida que los engranajes planetarios giran alrededor del engranaje solar, la corona se ve obligada a girar en la misma dirección que el engranaje solar.

Transportador

Los engranajes planetarios están fijados a un soporte que conecta sus centros con el engranaje solar y garantiza que engranen de manera que sus círculos primitivos giren sin deslizarse. Normalmente, el soporte es móvil y gira con respecto al engranaje solar. está conectado a los centros de cada uno de los engranajes planetarios para brindar soporte. La forma más simple de engranaje planetario tiene un sol, un planeta, una corona y un portador. Los engranajes planetarios compuestos tienen más de uno de cada uno de los diversos engranajes, que se vuelven más complejos a medida que

aumenta el número de engranajes planetarios.

Construcción de engranajes planetarios

Los engranajes planetarios requieren la definición de múltiples entradas para obtener una salida específica. El engranaje solar está en el centro del conjunto y engrana con los dientes de los engranajes planetarios, que son pequeños y están conectados a la estructura portadora que está hecha de aluminio fundido. hierro o acero. El portador tiene una ranura para cada uno de los engranajes planetarios que rodean el engranaje solar y están rodeados por la corona.

La construcción de un juego de engranajes planetarios puede incluir engranajes rectos o helicoidales. La diferencia entre los dos engranajes es su ángulo de hélice: los engranajes rectos tienen un ángulo de hélice cero, mientras que los engranajes helicoidales tienen un ángulo de hélice de 10 a 30 grados. Con cualquier forma de engranaje, los cojinetes desempeñan un papel importante en la transmisión de par de un conjunto de engranajes planetarios. Los rodamientos de agujas tienen el tamaño correcto pero no pueden tolerar las fuerzas axiales. El tipo ideal de rodamientos son los rodamientos de rodillos cónicos para fuerzas axiales y son más grandes que los rodamientos de agujas.

Capítulo tres: tipos de engranajes planetarios

Los distintos tipos de engranajes planetarios se diferencian por su rendimiento, eficiencia y versatilidad. Cada tipo tiene la capacidad de convertir dos entradas en una sola salida, un factor que los hace complicados de diseñar y analizar. La forma más común de conjunto de engranajes planetarios es un solo sol y un solo planeta con un soporte y un anillo dentado exterior.

Los conjuntos de engranajes planetarios se comportan de manera contradictoria, un factor que hace que su análisis sea difícil, pero intrigante e interesante. Proporcionan un par excelente con rigidez adecuada y poco ruido en un tamaño compacto. Los engranajes planetarios vienen en una amplia variedad de formas y diseños, lo que es una de las razones de su amplio uso.

Una breve lista de engranajes planetarios incluye:

monoetapa

multietapa

en linea

Compensar

Coaxial

Ángulo recto

unidad armónica

Diferencial

simpson

Ravigneaux

Estos diez juegos de engranajes planetarios son una muestra muy pequeña de la lista completa de engranajes planetarios, que incluye engranajes especiales diseñados para aplicaciones únicas e inusuales. Es importante señalar que cada tipo de juego de engranajes planetarios tiene sus ventajas y desventajas. Su uso está determinado por cómo satisfacen las necesidades de una aplicación.

Conjunto de engranajes planetarios de una sola etapa

Un conjunto de engranajes planetarios de una sola etapa consta de un engranaje planetario, tres engranajes planetarios, un soporte y la corona dentada. El eje de entrada hace girar el engranaje solar, lo que hace que los engranajes planetarios hagan girar el soporte y el eje de salida. Los engranajes de diferentes tamaños con diferente número de dientes cambian la velocidad y el par de salida. Los juegos de engranajes planetarios de una sola etapa se utilizan con maquinaria pesada, equipos industriales y transmisiones automotrices. Como ocurre con la mayoría de los engranajes planetarios, los engranajes planetarios de una etapa se utilizan por su diseño compacto y su peso.

Conjunto de engranajes planetarios de etapas múltiples

Los juegos de engranajes planetarios de etapas múltiples tienen dos o más engranajes planetarios para lograr la velocidad y el par requeridos. Tienen la misma construcción que los juegos de engranajes planetarios de una sola etapa, pero tienen varios engranajes más agregados al eje de entrada en el primer juego, que está conectado al engranaje planetario del primer juego. El soporte del primer juego está conectado al engranaje planetario del segundo juego, un patrón que continúa en todos los engranajes planetarios del juego de engranajes planetarios de etapas múltiples. Los juegos de engranajes planetarios de etapas múltiples se utilizan en aplicaciones que requieren un par alto y varios velocidades de salida. Logran altas relaciones de transmisión en un paquete compacto y liviano.

Conjunto de engranajes planetarios en línea

Con un juego de engranajes planetarios en línea, los ejes de entrada y salida están en línea recta y constan de un solo engranaje planetario y múltiples engranajes planetarios contenidos en una corona dentada. Los satélites están montados sobre un soporte que gira alrededor del sol. El eje de entrada hace girar el engranaje solar central, que hace girar los engranajes planetarios que engranan con la corona; la rotación alrededor del eje central envía energía al eje de salida. Los juegos de engranajes planetarios en línea se utilizan por su eficiencia, densidad de par y bajo juego.

Juegos de engranajes planetarios compensados

Los juegos de engranajes planetarios desplazados se conocen como engranajes planetarios de eje paralelo. Tienen los ejes de entrada y salida colocados en posición desplazada o paralela. Al igual que con los juegos de engranajes planetarios en línea, los juegos de engranajes planetarios desplazados tienen un engranaje solar con varios engranajes planetarios montados en un soporte que engrana con el engranaje de anillo exterior. en lugar de que la salida esté en línea recta con la entrada, está alineada de manera diferente en relación con el eje de entrada. Elegir el diámetro y el número de dientes correctos del engranaje loco hace posible que los ejes de entrada y salida estén en una eje común.

Juegos de engranajes planetarios en ángulo recto

En los juegos de engranajes planetarios en ángulo recto, los ejes de entrada y salida están dispuestos en ángulo recto entre sí. El engranaje planetario, los engranajes planetarios, el soporte y el anillo exterior están todos montados en la misma configuración que los otros juegos de engranajes. La rotación de los engranajes planetarios transmite potencia a un conjunto de engranajes cónicos en ángulo recto que está conectado al eje de salida.

Conjunto de engranajes planetarios de transmisión armónica

Los juegos de engranajes planetarios de accionamiento armónico también se conocen como cajas de engranajes de ondas de deformación y cajas de engranajes de generadores de ondas. Utilizan una copa de metal flexible y una ranura circular para transferir el torque. Los componentes de un conjunto de engranajes planetarios de transmisión armónica son la ranura circular y la copa flexible que se conoce como generador de ondas. Además, el conjunto de engranajes tiene engranajes elípticos o circulares llamados flexspline.

El eje de entrada impulsa el generador de ondas que hace que se deforme y cree ondas que se mueven a lo largo de la circunferencia de la copa. Las ondas creadas se enganchan con los dientes de la línea flexible que gira alrededor del eje central del conjunto de engranajes impulsores armónicos. El flexspline engrana con el engranaje de anillo exterior que envía potencia al eje de salida. Los juegos de engranajes planetarios de transmisión armónica tienen juego cero, alta precisión y alta densidad de torque, lo que los hace ideales para aplicaciones donde la precisión y la repetibilidad son esenciales.

importantes como la robótica y las aplicaciones de automatización

Conjunto de engranajes planetarios Simpson

Un juego de engranajes planetarios Simpson tiene un solo engranaje solar y dos o tres conjuntos de portaplanetarios que están conectados en serie. La estructura de un juego de engranajes planetarios Simpson tiene tres marchas adelante, una marcha atrás, un punto muerto y se utiliza en una transmisión automática de tres o cuatro relaciones. El conjunto de engranajes lleva el nombre de Howard Simpson, un famoso innovador de diseños para la industria automotriz.

Los dos juegos de engranajes planetarios son interdependientes debido a que tienen un sol común. El primer juego de engranajes está más cerca del eje de entrada y está sincronizado con el anillo del segundo juego de engranajes.

Conjunto de engranajes planetarios Ravigneaux

Un juego de engranajes planetarios Ravigneaux es una mejora del juego de engranajes planetarios Simpson y consta de dos engranajes planetarios, dos engranajes anulares y dos juegos de engranajes planetarios en un solo soporte, lo que hace que el conjunto de engranajes planetarios Ravigneaux sea más pequeño, más liviano y menos costoso. . Los dos soles están ubicados centralmente a lo largo de un eje de rotación común y son de diferentes tamaños.

El proceso para un juego de engranajes planetarios Ravigneaux implica que el más pequeño de los engranajes solares engrane su conjunto de planetas que engranan el engranaje de anillo exterior. La corona dentada exterior más grande está conectada a los planetas de ambos engranajes planetarios y engrana al mayor de los dos soles. Un soporte, de diferente radio, sujeta los juegos de engranajes planetarios y está conectado al eje de transmisión. Gira como una unidad en relación con el sol y la corona.

Conjunto de engranajes planetarios diferenciales

Con un conjunto de engranajes planetarios diferenciales, cada engranaje gira, lo cual es un factor clave en el conjunto de engranajes para impulsar las ruedas de un automóvil. Inicialmente, los automóviles estaban configurados para tener una de las ruedas impulsada mientras la otra rueda estaba montada libremente. Aunque era un método de conducción eficaz, no era seguro, por lo que era necesario encontrar un método para conducir ambas ruedas.

El desarrollo del conjunto de engranajes planetarios diferenciales requirió que cada rueda tuviera su propio eje de transmisión. Se utilizan varios engranajes cónicos con un soporte para cambiar la dirección de rotación del eje de transmisión. El juego de engranajes tiene una corona dentada grande, un soporte, dos engranajes planetarios y un engranaje planetario. La corona dentada está conectada al eje de una de las ruedas mientras que el engranaje solar está unido a la otra rueda, lo que permite cambiar la rotación del eje de transmisión para impulsar las ruedas.

Cajas de cambios planetarias

Las cajas de cambios planetarias funcionan mediante motores hidráulicos, motores eléctricos o motores de combustión. Son la forma más común de caja de cambios y están conectados directamente a un motor de precisión o están integrados. Las cajas de cambios planetarias son excepcionalmente eficientes a la hora de transmitir energía desde un motor a una salida.

Tracción a las ruedas

Una caja de cambios planetaria con tracción a las ruedas es la forma más simple de caja de cambios y se puede conectar directamente a una rueda con las ruedas combinadas sobre la carcasa del sistema. En la caja de cambios se encuentra el soporte para la caja de cambios planetaria con tracción a las ruedas. La conexión directa de la caja de cambios a las ruedas ayuda a reducir el tamaño de la caja de cambios.

Salida del eje

Al igual que con otras cajas de engranajes planetarios, el engranaje solar hace girar los planetas, que están alojados en un soporte dentro de la caja de engranajes de transmisión del eje. La corona dentada está fija mientras el soporte hace girar el eje de transmisión. La carcasa de la caja de cambios está fijada directamente a la máquina y la salida es el eje giratorio.

Salida del husillo

Las cajas de engranajes de salida del husillo son como las cajas de engranajes de salida del eje, con la principal diferencia en la salida entregada por una brida.