Yksinkertainen planeettavaihde

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
John Deere.jpg
Train planetaire.png
Planeettavaihde.jpg
Speed1c.png
Planeetwielmechanisme.gif

Yksinkertainen planeettavaihde sisältää toiminnan kannalta kolme osakokonaisuutta: aurinkopyörä (AU), planeettapyörät planeettakannattimellaan (PL) ja sisähammastettu kehäpyörä (KH).

Aurinkopyörä on rynnössä eli hammaskosketuksessa planeettapyörien (3-5 kpl) kanssa ja planeettapyörät edelleen kehäpyörän kanssa. Eri osien hammaslukuja sitoo toisiinsa yhtälö . Aurinkopyörän, planeettakannattimen ja kehäpyörän pyörimisnopeuksia taas sitoo yhtälö, missä perusvälityssuhde .

Valitsemalla yksi osa sisääntuloksi, toinen ulostuloksi ja lukitsemalla jäljelle jäävä osa paikalleen saadaan muodostettua välityssuhde. Yhdestä planeettavaihteesta voidaan saada yhteensä kuusi erilaista (suorasta poikkeavaa) välityssuhdetta. Seitsemäs välitys (eli suora välitys) saadaan kytkemällä jotkin kaksi osaa toisiinsa, jolloin koko planeettavaihde pyörii yhtenä blokkina. Koska lukittu osa ei pyöri eli ja välityssuhde , voidaan pyörimisnopeusyhtälöstä johtaa planeettavaihteelle seuraavan taulukon välityssuhdekaavat.

Input Lukittu Output Välityssuhde
AU KH PL
KH AU PL
PL AU KH
PL KH AU
AU PL KH
KH PL AU

Koska planeettapyörät ovat rynnössä sekä aurinkopyörän että kehäpyörän kanssa, planeettavaihteen täytyy toteuttaa seuraava yhteensopivuusehto: aurinkopyörän ja kehäpyörän hammaslukujen summa jaettuna planeettapyörien määrällä täytyy olla parillinen kokonaisluku. Tämä ehto rajoittaa planeettavaihteista saatavien perusvälityssuhteiden määrää. Planeettavaihteiden etuja ovat koaksiaalinen rakenne ja suuri momentivälityskyky, kun voima jakautuu useampaan hammaskosketukseen (planeettapyörään) yhtä aikaa. Planeettavaihteessa ei synny myöskään aksiaalisia voimia toisin kuin tavallisessa vinohampaisessa lieriöhammaspyöräparissa.

Vaikka yksinkertaisesta planeettavaihteesta voidaan saada seitsemän erilaista välityssuhdetta, normaalisti yhdestä planeettavaihteesta saadaan korkeintaan kaksinopeuksinen vaihteisto, jossa on yksi suora välitys ja yksi suorasta poikkeava välitys. Useampinopeuksiseen vaihteistoon tarvitaan enemmän kuin yksi planeettavaihde tai monimutkaisempi planeettavaihteisto, kuten Simpson- tai Ravigneaux-planeettavaihteisto.

Planeettavaihteiden käyttökohteita ovat esimerkiksi kuorma-autojen alue- ja jakajavaihteistot sekä napavälitykset. Käyttämällä yhtä sisääntuloa ja kahta ulostuloa saadaan nelivetoisen auton keskitasauspyörästö erisuurella voiman jaolla etu- ja taka-akselille. Autojen perinteiset automaattivaihteistot muodostetaan usean planeettavaihteen yhdistelmärakenteesta samoin kuin polkupyörien napavaihteet. Käyttämällä kahta moottoria sisääntuloina saadaan esimerkiksi säätyvänopeuksisia teollisuuden kuljettimia tai syöttölaitteita, joissa suuri päämoottori voi olla vakionopeusmoottori ja pienemmällä säätömoottorilla hienosäädetään tarpeen mukaan kuljettimen nopeutta perusnopeudesta ylös- tai alaspäin. Jossain työkoneissa planeettavaihdetta voidaan käyttää vaihteiston ja kytkimen yhdistelmänä: Kun lukittavan osan kytkentä avataan planeettavaihteen sisääntulo voi pyöriä vapaasti ulostulon pysyessä paikallaan, mutta osan lukitsemisen myötä syntyy välityssuhde ja planeettavaihde välittää momenttia. Kun lukitsemiseen käytetään jarrupantaa tai muuta kitkaan perustuvaa tapaa, saadaan pehmeä portaaton kytkeytyminen.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

G. Lechner, H. Naunheimer: Automotive Transmissions: Fundamentals, Selection, Design and Application. Springer Science & Business Media, 1999. ISBN 3-540-65903-X. (englanniksi)

Bosch: Autoteknillinen taskukirja, s. 552-553. Jyväskylä: Gummerus Oy, 1993. ISBN 951-9155-12-0. (suomeksi)

Mauri Airila ym.: Koneenosien suunnittelu, s. 751-757. Porvoo: Werner Söderström Osakeyhtiö, 1997. ISBN 951-0-20172-3. (suomeksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]