Sử hoạt động của bộ bánh răng hành tinh trước và sau dựa trên bộ truyền hành tinh có máy tốc độ
|
1. Bộ truyền bành răng hành tinh thường. Show
a. Nguyên lý cấu tạo.  Cấu tạo bộ truyền bánh răng hành tinh thường Bộ truyền bánh răng hành tinh thường bao gồm 4 bộ phận: Bánh răng bao, bánh răng hành tinh, bánh răng mặt trời và cần dẫn. Trong đó, bánh răng bao ăn khớp trong với bánh răng hành tinh, bánh răng hành tinh ăn khớp ngoài với bánh răng mặt trời. Bánh răng hành tinh có trục bản thân được cố định với cần dẫn, có thể tham gia đồng thời hai chuyển động quay quanh trục bản thân và quay quanh bánh răng mặt trời. b. Nguyên lý truyền động. Bằng cách thay đổi các phần tử đầu vào, đầu ra và cố định một bộ truyền bánh răng hành tinh có thể tạo ra các chế độ làm việc: giảm tốc, đảo chiều, truyền thẳng (nối trực tiếp), tăng tốc. * Giảm tốc. Chế độ giảm tốc của bộ truyền bánh răng hành tinh thường Trong chế độ làm việc này, phần tử đầu vào là bánh răng bao, đầu ra là cần dẫn và phần tử cố định là bánh răng mặt trời. Khi đó tốc độ đầu ra sẽ nhỏ hơn tốc độ đầu vào. * Tăng tốc. Chế độ tăng tốc của bộ truyền bánh răng hành tinh thường Ngược lại với chế độ giảm tốc, ở chế độ tăng tốc phần tử đầu vào và đầu ra được đảo ngược lại. Cụ thể đầu vào là cần dẫn, còn đầu ra là bánh răng bao. Khi đó tốc độ đầu ra sẽ lớn hơn tốc độ đầu vào. * Truyền thẳng (nối trực tiếp). Đây là chế đọ truyền động có tốc độ đầu vào và tốc độ đầu ra là bằng nhau. Khi đó đầu vào là bánh răng mặt trời và bánh răng bao, còn đầu ra là cần dẫn. Có thể nói lúc này toàn bộ bộ truyền được nối trực tiếp với nhau. Chế độ nối trực tiếp của bộ truyền bánh răng hành tinh thường Trong cả 3 chế độ làm việc là giảm tốc, tăng tốc và truyền thẳng thì chiều quay của trục đầu và trục đầu ra là giống nhau. * Đảo chiều. Chế độ đảo chiều của bộ truyền bánh răng hành tinh thường Trong chế độ đảo chiều phần tử đầu vào là bánh răng mặt trời, phần tử đầu ra là bánh răng bao và phần tử cố định là cần dẫn. Lúc ày do bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh ăn khớp ngoài nên quay ngược chiều nhau. Bánh răng hành tinh và bánh răng bao ăn khớp trong nên quay cùng chiều. Do đó, bánh răng mặt trời (trục đầu vào) và bánh răng bao (trục đầu ra) quay ngược chiều nhau. 2. Bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux. a. Nguyên lý cấu tạo. Bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux Khác với bộ truyền bánh răng hành tinh thường, bộ truyền bánh răng hành tinh kiểu Ravigneaux bao gồm hai loại bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh. Trong đó, bánh răng mặt trời nhỏ ăn khớp ngoài với với bánh răng hành tinh nhỏ. Bánh răng hành tinh ngắn ăn khớp ngoài với bánh răng hành tinh dài. Bánh răng hành tinh dài đồng thời ăn khớp trong với bánh răng bao và ăn ăn khớp ngoài với bánh răng mặt trời lớn. Toàn bộ trục bản thân của các bánh răng hành tinh được gắn cố định trên cần dẫn. b. Nguyên lý truyền động. * Chế độ giảm tốc. Trong chế độ giảm tốc của bộ truyền hành tinh Ravigneaux có hai tỉ số truyền như sau: - Tỉ số truyền 1: Đầu vào là bánh răng mặt trời nhỏ, đầu ra là bánh răng bao, phần tử cố định là cần dẫn. Tỉ số truyền giảm tốc 1 của bộ truyền Ravigneaux - Tỉ số truyền 2: Đầu vào là bánh răng mặt trời nhỏ, đầu ra là bánh răng bao, phần tử cố định là bánh răng mặt trời lớn. Tỉ số truyền giảm tốc 2 của bộ truyền Ravigneaux * Chế độ nối trực tiếp. Chế độ truyền thẳng của bộ truyền Ravigneaux Trong chế độ này toàn bộ bộ truyền không có chuyển động tương đối giữa các phần tử với nhau. Nói cách khác bộ truyền là một khối để tốc độ trục đầu vào và đầu ra bằng nhau. * Chế độ tăng tốc. Chế độ tăng tốc của bộ truyền Ravigneaux Trong chế độ này phần tử đầu vào là cần dẫn, phần tử đầu ra là bánh răng bao, phần tử cố định là bánh răng mặt trời lớn. * Chế độ đảo chiều Trong chế độ đảo chiều: phần tử đầu vào là bánh răng mặt trời lớn, phần tử đầu ra là bánh răng bao, phân tử cố định là cần dẫn. Chế độ đảo chiều của bộ truyền Ravigneaux 3. Một số ví dụ về việc sử dụng bộ truyền hành tinh trong hộp số tự động.
Hộp số tự động A340 và A343 trên xe Toyota Hilux 2008 Hộp số trên xe Toyota Hilux 2008 sử dụng 3 bộ truyền hành tinh thường với 1 bộ truyền hành tinh OD (over drive), 1 bộ truyền hành trước và 01 bộ truyền hành tinh sau. Hộp số này có 4 cấp số tiến. Đây là hộp số sử dụng trong hệ truyền động cầu sau. Trong khi đó hộp số U760E sử dụng trên xe Toyota Camry 2015 sử dụng 2 bộ truyền hành tinh: 01 bộ truyền hành tinh thường và 01 bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux. Hộp số này có 6 cấp số tiến. Hộp số tự động U760E trên xe Camry 2015 Như vậy có thể thấy trong bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux có thêm một tỉ số truyền giảm tốc so với bộ truyền hành tinh kiểu thường. Việc kết hợp giữa 2 bộ truyền này trong cùng một hộp số sẽ giúp giảm kích thước theo chiều dài của hộp số so với việc sử dụng 2 bộ truyền hành tinh thường. Đồng thời tăng được số cấp của hộp số. Điều này đặc biệt phù hợp cho những hộp số của xe có hệ truyền động cầu trước, khi mà không gian theo chiều ngang xe bị hạn chế.
Bánh răng hành tinh là bộ phận quan trọng trong hộp số tự động của xe ô tô. Vậy bánh răng hành tinh là gì? Cơ cấu và nguyên lý hoạt động ra sao? Ứng dụng của bánh răng hành tinh trong đời sống và đặc biệt trong hộp số tự động của xe ô tô,… Mọi thông tin bạn cần biết sẽ gói gọn trong bài viết dưới đây! Định nghĩa chung về bánh răngBánh răng được biết đến là 1 bộ phận cơ khí có hình tròn, có răng bao quanh. Bánh răng này sẽ khớp với bộ phận của bánh răng khác để truyền momen quay tạo thành một bộ bánh răng. Bánh răng hành tinh là gì?Có thể gọi bánh răng hành tinh là bánh răng theo chu kỳ. Đây là một hệ thống bánh răng bao gồm 1 bánh răng trung tâm (bánh răng mặt trời) [1], nhiều bánh răng dẫn động (bánh răng hành tinh) quay xung quanh [2] cùng với 1 bánh răng vòng [3]. Chú thích: [1], [2], [3] được đánh dấu trong hình dưới đây: Bánh răng trung tâm đóng vai trò điều khiển, các bánh răng dẫn động tham gia với bánh răng vòng tạo nên lực thúc đẩy từ bên trong. Bánh răng hành tinh dễ dàng chuyển sang tỷ lệ khác chỉ bằng cách thay đổi bánh răng trung tâm hoặc thay đổi hạt tải điện. Cấu tạo và chức năng của bánh răng hành tinhMột bộ bánh răng hành tinh gồm có các thành phần chính sau:
Chức năng chính của mọi bánh răng hành tinh là dẫn truyền momen quay, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. Trong hộp số tự động AT của xe ô tô, bánh răng hành tinh là một bộ phận quan trọng có nhiệm vụ điều khiển tăng – giảm tốc, tạo tỷ số truyền, nối trực tiếp, đảo chiều bằng việc thay đổi phần tử đầu vào – ra và cố định 1 bộ truyền. Nguyên lý hoạt động chung của bánh răng hành tinhDựa trên nguyên tắc dẫn động, nếu 2 bánh răng ăn khớp ngoài thì tạo chuyển động quay ngược chiều, nếu ăn khớp trong thì tạo chuyển động quay cùng chiều. >>>Xem thêm: Trục các đăng là gì? Tự thay trục các đăng tại nhà Phân loại bánh răng hành tinhHiện nay có 2 loại bánh răng hành tinh phổ biến là bộ truyền hành tinh thường và bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux. Cơ cấu và nguyên lý hoạt động của các loại bánh răng hành tinhBánh răng hành tinh thườngCơ cấu bánh răng hành tinh thườngBộ bánh răng hành tinh gồm có các bộ phận sau:
Trong đó cần dẫn là thiết bị nối với trục trung tâm của mỗi bánh răng, làm cho các bánh răng xoay quanh cần dẫn, còn bộ các bánh răng như các hành tinh xoay quanh mặt trời. >>>Xem thêm: Bộ điều áp là gì? Tổng hợp từ A-Z thông tin về bộ điều áp khí nén trong ô tô Nguyên lý hoạt động của hệ bánh răng hành tinh thườngNguyên lý hoạt động của hệ bánh răng hành tinh thường dựa vào sự dẫn động của bánh răng. 2 bánh răng sẽ quay ngược chiều hoặc cùng chiều tùy theo tùy theo nó ăn khớp ngoài hay ăn khớp trong với bánh răng mặt trời. Trong các loại hộp số tự động, bánh răng hành tinh có tác dụng giảm tốc, tăng tốc, đảo chiều và nối trực tiếp. Giảm tốc – tỷ số truyền > 1Bánh răng mặt trời là cố định, đầu ra là cần dẫn, đầu vào là bánh răng bao. Khi bánh răng mặt trời cố định thì chỉ có bánh răng hành tinh xoay quanh trung tâm bánh răng mặt trời. Lúc này trục đầu ra giảm tốc so với trục đầu vào do các bánh răng hành tinh xoay quanh bánh răng mặt trời. Tăng tốc – tỷ số truyền < 1Bánh răng mặt trời là cố định, đầu ra là bánh răng bao, còn đầu vào là cần dẫn. Cơ chế này ngược so với cơ chế giảm tốc, khi cần dẫn chuyển động quay theo chiều kim đồng hồ thì hộp số bánh răng hành tinh cũng di chuyển xung quanh bánh răng mặt trời và đi theo chiều kim đồng hồ. Từ đó tốc độ đầu ra sẽ lớn hơn tốc độ đầu vào, như vậy trục đầu ra tăng tốc so với trục đầu vào. Truyền thẳng – nối trực tiếp – tỷ số truyền = 1Khác với 2 cơ chế tăng và giảm tốc, cơ chế truyền thẳng có tốc độ đầu ra và đầu vào bằng nhau. Trong đó bánh răng mặt trời và bánh răng bao là đầu vào, còn đầu ra là cần dẫn. Bánh răng mặt trời và bánh răng bao quay cùng nhau nên tốc độ bằng nhau làm cho đầu ra là cần dẫn cũng có cùng tốc độ. Đảo chiềuCần dẫn là cố định, đầu ra là bánh răng bao, còn bánh răng mặt trời là đầu vào. Cần dẫn được cố định, bánh răng mặt trời quay khiến bánh răng bao quay trên trục làm hướng sẽ được đảo ngược chiều. >>>Xem thêm: Các loại xi lanh cho động cơ phổ biến nhất hiện nay Khác với cơ cấu bánh răng hành tinh thường, cơ cấu bánh răng tinh kiểu Ravigneaux chỉ có 2 loại là bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh. Trong đó, bánh răng mặt trời nhỏ thì ăn khớp ngoài với với bánh răng hành tinh nhỏ, còn bánh răng hành tinh ngắn thì ăn khớp ngoài với bánh răng hành tinh dài. Bánh răng hành tinh dài cùng ăn khớp trong với bánh răng bao và ăn khớp ngoài với bánh răng mặt trời lớn. Toàn bộ trục của các bánh răng hành tinh đều gắn cố định trên cần dẫn. Chế độ giảm tốcHộp số bánh răng hành tinh có 2 tỉ số truyền sau đây:
Chế độ nối trực tiếpTrong chế độ nối trực tiếp, toàn bộ hệ thống truyền không có chuyển động giữa các phần tử với nhau. Có thể nói bộ truyền là một khối để tốc độ trục đầu vào và đầu ra bằng nhau. Chế độ tăng tốcBánh răng mặt trời lớn là cố định. Đầu vào là cần dẫn, còn đầu ra là bánh răng bao. Chế độ đảo chiềuCần dẫn là cố định. Đầu vào là bánh răng mặt trời lớn, còn đầu ra là bánh răng bao. So sánh bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux với bộ truyền hành tinh kiểu thường thì kiểu Ravigneaux có thêm một tỉ số truyền giảm tốc. So với việc sử dụng 2 bộ truyền hành tinh thường thì việc kết hợp giữa bộ truyền hành tinh kiểu Ravigneaux và bộ truyền hành tinh thường trong cùng một hộp số sẽ làm giảm kích thước theo chiều dài của hộp số, đồng thời tăng được số cấp của hộp số. Việc ứng dụng bánh răng hành tinh phù hợp với hộp số của những xe có hệ truyền động cầu trước, hạn chế về không gian theo chiều ngang. Ưu nhược điểm của hộp số sử dụng cơ cấu bánh răng hành tinhƯu điểmƯu điểm của bánh răng hành tinh đó là chúng khá chắc chắn, không cần tấm lắp, cho phép nhìn rõ các bộ phận chuyển động để dễ dàng sửa chữa, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, có độ bền cao và hoạt động êm khi chuyển số trong lúc ô tô đang chạy làm cho việc điều khiển tự động hóa được dễ dàng hơn, ít tiếng ồn. Hiệu suất làm việc cao (tỉ lệ công suất/trọng lượng cao), cho phép sử dụng các ổ trượt nhỏ do đã được giảm tải bởi lực hướng kính. Độ tin cậy hoàn toàn đảm bảo, giá thành rẻ. Nhược điểm
Tuy nhiên các nhược điểm trên có thể khắc phục khi tối ưu sơ đồ cơ cấu và trình độ chế tạo máy phát triển. Ứng dụng bánh răng hành tinh vào thực tiễnBánh răng hành tinh là một bộ phận cơ khí hữu dụng, không thể thiếu trong việc vận hành cơ khí. Chúng được ưu tiên sử dụng cho các không gian hạn chế, bởi vì chúng có kích thước nhỏ hơn các loại hộp số khác. Bên cạnh đó, chúng còn là cơ sở của các loại hộp số tự động phổ biến ngày nay, gọi là hộp số tự động hành tinh thủy lực. Bánh răng hành tinh thường được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp ô tô, đây chính là một bộ phận quan trọng cấu thành hộp số tự động trên ô tô bạn đang dùng ngày nay. Chúng cũng được ứng dụng phổ biến trong công nghệ in 3D ( một dạng công nghệ bồi đắp vật liệu). Bánh răng cung cấp 1 tỷ số truyền lớn trong một gói nhỏ có trọng lượng nhẹ. Bánh răng hành tinh có 1 ưu điểm là chúng không bị rơi ra khỏi vòng và không cần có tấm lắp, cho phép mình nhìn rõ các bộ phận chuyển động. Loại linh kiện cơ khí này được sử dụng trong in 3D để tạo ra đồ chơi trẻ em. Bên cạnh đó, bánh răng hành tinh còn được sử dụng trong các thiết bị cơ khí như tuabin gió, máy khoan và một số hệ thống truyền động trong xe dành cho máy bay trực thăng. Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng rất phổ biến trong máy móc công nghiệp, máy cắt laser, nơi sử dụng robot dẫn đường hay thậm chí ngay cả trên bàn mổ bệnh viện,… Giá thành theo từng size của bánh răng hành tinhMức giá tham khảo cho từng size của bánh răng hành tinh:
Trên đây là toàn bộ những thông tin cần thiết về bánh răng hành tinh, nguyên lý hoạt động cũng như vai trò của bánh răng hành tinh trong đời sống, đặc biệt trên xe ô tô. Mong rằng những chia sẻ trên sẽ thực sự hữu ích cho bạn. Đừng quên truy cập website Muaban.net thường xuyên để đọc thêm nhiều thông tin bổ ích về công nghệ, ô tô, xe máy,… nhé! >>Xem thêm: __ Hương Martinie __ |
