Как работает шестерня планетарная редуктора у велосипеда?

Рейтинг статьи Загрузка…

• Немного истории
• Комплектация механизма
• Принцип работы
• На каких велосипедах используется
• Изготовление планетарок
• Преимущества и недостатки использования
• Планетарный механизм в складных великах
• Переключение передач при движении на велике
• Ремонт и обслуживание
• Заключение

Велоспорт приносит много пользы и удовольствия, но в то же время требует и ответственной подготовки, сноровки и выносливости. А самое главное – велосипед должен быть оснащен самыми современными комплектующими.

Велосипеды многих производителей сейчас имеют установленную планетарную втулку. Она обеспечивает более плавную регулировку скоростей, а значит и более плавное движение. О других функциях и преимуществах планетарного механизма расскажем в данной статье.

Планетарные скорости на велосипеде: устройство втулки, принцип ее работы

Втулки такого типа устроены довольно сложно, похожи на коробку, с помощью которой переключаются скорости в автомобильном транспорте. Чтобы представить себе все наглядно, разберем схему передач планетарного типа.

Шестеренка, внешне напоминающая солнце, прочно зафиксирована на задней колесной оси велосипедного транспорта. С ней непосредственно сцепляются планетарные шестерни, установленные на «водиле». Такая деталь не дает возможности сателлитам разъехаться и сцепиться между собой, устанавливает направления для их движения.

В механизме еще имеется эпициклическая шестеренка, приводящаяся во вращение благодаря кручению педалей.

Звезда сопряжена со втулочным механизмом, являющимся исполнительным, через шлицевой привод. С каждой сменой передачи он меняет частоту вращения водила по отношению к кольцевой шестеренке, после чего велосипед подстраивается под угол дорожного направления и происходит регулировка его скоростного режима.

У таких разновидностей механизмов имеется необычная особенность – они работают, как редукторы. Шестеренка в виде солнца является неподвижным элементом, эпицикл выполняет функции ведомого цепочки, водило замкнуто на втулочный корпус. В качестве примера можем рассмотреть, как работает планетарная втулка на 3 скорости:

• пониженный скоростной режим. Шестеренка кольцевая опередит водило, потому что оно сцепляется с корпусной частью втулки. Передаточное число не превышает единицу, равно 0.733;
• главная скорость. Момент вращения эпицикл передает на втулку благодаря тому, что она зацепляется с планетаркой. Говоря иными словами, соединения между втулкой и водилом нет, как это происходит после включения первой скорости, а все зависит от шестеренки в виде солнца. Процесс происходит следующим образом: втулка крутится быстрее, чем водило, чтобы была достигнута максимальная скорость, на это уйдет больше усилий, чем для пониженной скорости;
• на повышенной (третьей) скорости передаточное отношение превышает единицу, для велосипеда с планетарной втулкой на 3 скорости составит 1.364. Водило и втулка двигаются в направлениях, противоположных друг другу, и это способствует достижению втулкой ускорения, превышающего основную передачу;
• для велосипеда с планетарной втулкой на 5, 7 и более скоростей диапазон по передаточным числам больше, чем у трехскоростной модели, потому что на нем установлено большее количество шестеренок. Многоскоростные и обычные втулки работают по одному принципу, разница состоит лишь в том, что любая планетарная составляющая имеет собственные фиксированные показатели отношений скоростей. а у всего механизма их больше в разы.

Планетарная втулка конструктивно близка к устройству КПП автомобиля, только должна быть максимально легкой, компактной и при этом достаточно надежной.

Читать еще:  Как выбрать или сделать крылья на фэтбайк своими руками?

Состав механизма:

• «солнышко» или солнечная шестерня. Деталь так названа от того, что располагается в центре системы;
• сателлиты или планетарные шестерни. На них передается вращение от солнечной шестеренки;
• водило. Это кронштейн, на котором закреплены сателлиты. Он необходим для того, чтобы исключить хаотичное движение «планет», а так же определить направление их движения;
• эпициклическая шестерня, именно на нее передается вращение от педалей;
• звездочка, которая вынесена за пределы корпуса справа. Она сопряжена с исполнительным механизмом или шлицевым приводом. Когда меняется скорость на руле через переключатель, он подстраивает вращение колеса в соответствии с условиями.

Солнечная шестерня объединена с осью, она неподвижна. За счет наличия эпицикла и сателлитов, есть два способа снятия мощности. Во-первых, можно вращать эпицикл вокруг оси и снимать мощность с водила. Момент при этом будет больше, это понижающая ступень.

На прямой передаче ось вращается напрямую – это главная ступень. Фактически, механизм планетарки в этом случае не задействуется.

На повышающей передаче вращается водило, момент меньше за счет того, что эпицикл находится на большем радиусе. То есть корпус вращается медленнее сателлитов.

Это пример работы 3-скоростной втулки, однако, принцип одинаков для всех компоновок, вплоть до 7-8-скоростных. Отличие между ними только в числе шестеренок и вариантов их зацепления

Преимущества планетарки

Планетарная конструкция имеет ряд серьезных преимуществ в сравнении с альтернативами:

• надежность. Кассеты и трещотки не дают столь высокой точности работы, кроме того, планетарку можно переключать стоя на месте, в то время, как наружные навески — только на ходу;
• переключение напрямую. В классических системах срабатывание осуществляется последовательно, планетарная позволяет сразу выставить необходимую скорость;
• минимальное техническое обслуживание. Фактически, узел считается необслуживаемым компонентом, потому меняется целиком при поломке. Нет необходимости настраивать, смазывать, чистить, а ресурс планетарного узла значительно продолжительнее классики;

• односкоростная цепь. Устанавливается по одной звезде спереди и сзади, потому цепь при работе не перекашивается для переключения передач. Односкоростная цепь дешевле и служит значительно дольше в таком случае;
• доступность ножного тормоза. Это наиболее простой и надежный тип тормозов, который доступен на некоторых марках. Он имеется не у всех из них, при его отсутствии можно использовать ободной или дисковый;
• при такой компоновке можно использовать защиту цепи. Это снижает риск испачкать одежду при катании, а так же уменьшает количество грязи, попадающей на цепь. В результате ее можно реже обслуживать;
• отличный вариант для эксплуатации зимой. В мороз такие «коробки передач» полностью защищены от снега, не обледеневают. Если планетарка оснащена барабанным тормозом, то он в морозы окажется многократно надежнее и эффективнее навесных конструкций;
• при падениях механизм будет в безопасности;
• переключение понятнее интуитивно, так как используется только одна манетка.

Недостатки

Разумеется, этот механизм не лишен недостатков:

• цена. Это основной недостаток, оснащение стоит не менее 4-5 тысяч рублей, а качественное от 8-10 тысяч. Однако, за счет большей долговечности и отсутствия необходимости в обслуживании, в долгосрочной перспективе цена окупается;
• маленькое передаточное отношение. У обычных систем переключения диапазон передаточных отношений составляет 550% в среднем. То есть один оборот педалей на самой низкой передаче позволит проехать расстояние, в 5,5 раз меньшее, чем на самой высокой. У планетарок этот показатель составляет в среднем 300%, потому они не позволят с легкостью подниматься в крутые горки, на прямых участках скорость будет не так высока. Этот недостаток отсутствует только у дорогостоящих 7, 11, 14-скоростных моделях;

• вес. Деталь достаточно тяжелая, в среднем 1,2-3 кг. Однако, при ее установке отпадает необходимость в кассетах, трещотках, переключателях, спереди остается только одна манетка, на раме остается меньше каналов с тросами. В сочетании это делает разницу в весе минимальной (в пределах 500-700 грамм при аналогичных показателях);
• неремонтопригодность. Нельзя сказать, что оборудование совсем не разбирается и не обслуживается, но без специальных знаний и инструмента провести ТО будет проблематично;

• нельзя использовать эксцентриковые зажимы. Если втулка слабо крепится на дропаутах, то может провернуться, повредить раму или оказаться сломанной самой;
• ниже КПД. При работе узел испытывает сильное трение из-за большого числа зубчатых передач. В итоге КПД педалирования в среднем падает до 92%, хотя у классических схем переключения оно достигает 98%.

Марки и модели

На данный момент выпуском занимается несколько компаний:

• Shimano;
• SRAM;
• Sturmey-Archer;
• Rohloff.

Самым продвинутым технически является «Ролофф». Компания разработала 14-скоростной механизм, который может на равных конкурировать с навесными аналогами

У «СРЭМа» есть 12-скоростная система с передаточным соотношением 400%.

У «Шимано» широкий ассортимент, в котором есть 3, 4, 7, 8-скоростные механизмы. А самый продвинутый имеет 11 передач.

«Штюрми» выпускает 3,5 и 7-скоростные модели, а так же гибридную кассетно-планетарную конструкцию.

Модели

• Чаще всего на серийных велосипедах встречаются 3, 5 и 8-скоростные втулки, рассмотрим их распространенные варианты.
• SHIMANO NEXUS 3C41
• Цена: в минимальной комплектации, но с ножным тормозом около 5000-6000 руб

Трехскоростная в алюминиевом корпусе, имеется 36 отверстий под спицы.

Конструктивно предусмотрен ножной тормоз, но есть возможность устанавливать и другие. Габариты 178Х120 мм, вес около 1200 грамм.

В данной системе используется следующее передаточное отношение:

• 0,733 на пониженной;
• на главной – 1;
• на повышенной – 1,364.

1. Это простейший вариант планетарки, который подойдет не более чем для размеренного катания по городу. Активно штурмовать велодорожки не получится, крутой подъем будет серьезной проблемой
2. RX-RK5
3. Цена: 7500-8000 в среднем
4. Sturmey-Archer радует адекватной ценовой политикой, например, данная модель рассчитана под дисковый тормоз, ее цена около 8 тысяч рублей, модель с ножным тормозом дешевле (около 7500 руб), маркируется RX-RC5.
5. Важно учитывать, что за эти средства многие компании предлагают уже полный комплект, который позволит установить узел на велосипед.
6. Комплектация включает:

• ведомую звезду с 20 зубьями;
• шифтер;
• трос с оплеткой;
• набор необходимых крепежей и расходников.

• Передаточные числа начинаются от 64%, на второй – 80, далее главная передача – 100, 4-я – 125 и 5-я – 156%.
• Это оснащение даст больше вариантов катания, но все-равно подойдет исключительно для города. Диапазон все еще слишком мал для активного педалирования и преодоления сложных рельефов
• G8
• Цена: около 15 000 руб

Данную модель планетарки предлагает «Срэм», это увесистая деталь, весом 2188 грамм. Позволяет развить до 55 Нм крутящего момента.

Модель под дисковый тормоз стоит около 15 тысяч, рассчитана на 36 спиц. При этом, в комплект не входит манетка.

Важно отметить, что даже у этого варианта систем достаточно скромные передаточные отношения. Они приближаются к отметке в 300%, это позволит кататься по городу и по хорошему асфальту на дальняк. Да, скорости не будет, какого-то бешеного КПД на подъеме – тоже. У нас, в велопрокате , используются городские велосипеды именно с этой втулкой.

Читать еще:  Промышленные подшипники для велосипеда

Однако, этот механизм уже позволит не катать велосипед рядом с собой в горку, а ехать самостоятельно в любых условиях.

Тонкости планетарной втулки

Установить планетарку можно, фактически, на любой велосипед. Однако, при этом необходимо располагать инструментом и навыками, которые позволят правильно провести операции. Часто проще обратиться в специализированную мастерскую, а вот почему, рассмотрим на примере 8-скоростной навески от «Шимано» — Nexus.

Планетарки практически не встречаются в России на серийных велосипедах, возможной причиной этого является сложность подбора, высокая стоимость и невозможность найти мастерскую, где специалисты могут установить впринципе. На штучные велосипеды планетарные механизмы устанавливаются еще реже

Если вы хотите поставить на свой велосипед «Нексус», то нужно учитывать, что купить полный комплект достаточно сложно. Дело в том, что есть несколько комплектаций, по которым практически невозможно получить консультацию.

Основных параметров, которые нужно учитывать – 3:

• тип посадочного места для тросов;
• тип кронштейна для подключения канала с тросом к лапке втулки;
• тип гайки, обеспечивающей жесткую фиксацию планетарки на дропаутах.

Для фиксации тросов служит лапка, точнее специальное крепление на ней. Лапка – это рычаг, к поворотному механизму которого подключается трос, и которая меняет скорость при изменении его натяжения. Элемент приобретается отдельно при заказе узла, чтобы выбрать необходимую деталь, нужно учитывать тип наконечника на тросе.

Канал троса пропускается через кронштейн на лапке, их так же несколько типов. Необходимо отталкиваться от типа используемых магистралей для прокладки линий переключения передач, чтобы выбрать подходящий вариант.

Планетарная втулка работает правильно только при строго фиксированном положении, она не должна прокручиваться. Для ее неподвижного крепления служит специальная гайка. На оси имеются специальные проточки, которые не позволяют оси проворачиваться в гайке. На самой гайке имеется выступ, который фиксируется в пазе дропаутов

Однако, есть два типа дропаутов:

• горизонтальные;
• вертикальные.

1. Гаек так же два типа, что следует учитывать при заказе.
2. Осложняется ситуация тем, что очень сложно найти специалиста, который это знает и может сразу заказать все необходимое для монтажа узла.

Виды планетарных редукторов

Отличительная черта планетарных редукторов – наличие двух и более степеней свободы. А скорость звена, напрямую связана с угловой скоростью остальных звеньев.

Существует несколько видов передач:

1. Одноступенчатая – наиболее простой вариант с небольшими габаритами.
2. Многоступенчатая – используется для получения большего придаточного числа.

Планетарные редукторы отличаются по расположению валов: вертикальному или горизонтальному.

Кроме того, планетарная передача различается по зацеплению зубчатых колёс, встречаются:

• Прямые (традиционный способ) – так как монтаж такой конструкции самый простой. Используется при небольших скоростях и не высоких нагрузках.
• Косозубые – его использование способно понизить шум редукторов, однако осевые нагрузки усложняют подбор подшипников. Угол наклона равен 18 градусам, ход более плавный, используются на скоростях среднего и высокого уровня.
• Шевронные – зубцы направлены в разные стороны. Рекомендованы для передач с высокими нагрузками. Преимущества данного вида – практически отсутствует осевая нагрузка на подшипник, это продлевает срок службы всего узла. Данный вид передачи даёт возможность увеличивать наклонный угол зубьев, до 40 градусов. Недостаток вида – его дороговизна.

Как работает шестерня планетарная редуктора у велосипеда? Ссылка на основную публикацию Статьи c упоминанием слов:

Шестерня солнечная: планетарный редуктор устройство и принцип работы

Практически все изобретения механики, основанные на вращательном движении, можно исторически соотнести с принципом колеса и временем его изобретения. До того, как был понят этот принцип, ничего подобного существовать не могло бы. Кто и когда первым придумал возможность соединять за счет зубцов несколько колес и вращать их друг за счет друга — неизвестно, но этот человек создал небольшую революцию.

Так появилась первая шестерня. Принцип шестеренчатой передачи энергии движения можно считать революционным в развитии промышленности.

Планетарный редуктор

В современной промышленности планетарные редукторы, в основе которых лежит шестерня солнечная, используются в лебедках и электроинструменте. Наиболее популярным техническим средством, которое есть практически в каждом доме и где может быть использована солнечная шестерня — велосипед с планетарной втулкой.

Сам принцип нескольких зубчатых колес, которые передают энергию движения друг другу, далеко не нов. И даже планетарный редуктор не самое свежее изобретение. Новшеством здесь можно считать лишь то, насколько активно этот принцип работы распространяется в современных приборах и технике самого разного назначения.

Планетарные втулки сегодня в велосипедах ставятся туда, куда прежде ставили звездочки для байка для регулирования передач. В спортивных велосипедах каждая звездочка на велосипед отвечает за свою передачу скоростей. Более простая задняя планетарная втулка, которая работает на солнечной шестерне, ставится на велосипеды для города, а также на туристические велосипеды.

Как было сказано, задняя планетарная втулка более популярна, чем передняя. В первую очередь, это определяется особенностью крепления велосипедной цепи и классической установки звездочки на велосипед.

Но если вы хотите переделать свой байк из обычного в электрический, то вам придется столкнуться с таким изобретением как мотор-колесо.

Ставится оно обычно на переднюю вилку (хотя можно поставить и на заднюю, и даже заменить оба колеса, сделав велосипед полноприводным), одна из важных частей мотор-колеса — планетарный редуктор, в основу которого так же положена шестерня солнечная.

Изначально мотор-колёса были иного принципа, но требования удешевления из-за возрастания массовости спроса на электровелосипеды привело к тому, что именно роторная передача, основанная на планетарном принципе, стала наиболее выгодной системой генерации энергии движения и распределения ее. Это решение увеличивает статическую тягу при уменьшении веса колеса, но при этом становится более шумным сам мотор и усиливаются вибрации от высоких частот, передающиеся на раму. На текущий момент основная часть колес с мотором до 500 Ватт — редукторные. Это сделало электровелосипеды более шумными и тяжелыми, но резко снизило стоимость конструкции. Однако, при установке такого планетарного редуктора нужно проследить, чтобы допустимые вибрации не превышали норму, иначе это отразится на сроке службы рамы.

Как же работает редуктор с солнечной шестерней?

Любой редуктор состоит из нескольких обязательных элементов.

Очевидно, что в основе лежит шестерня солнечная, а так же имеется коронная шестерня (эпицикл), которая находится на периферии редуктора и как бы вмещает в себя остальные элементы, несколько шестерен-сателлитов, находящихся между солнечной шестерней и эпициклом, взаимодействующих с обеими. А так же закрепленное водило, на осях которого вращаются сателлиты.

Процесс работы передаточного цикла зависит от кинематической схемы привода. От типа кинематической схемы вращение может подводиться к каждому элементу редуктора и сниматься с любого из оставшихся.

При этом третья составная должна быть заторможена.

Изменяя схему подвода и снятия крутящего момента внутри данной конкретной планетарной передачи, мы имеем возможность получить различные передаточные числа и направления вращения.

На этом принципе основана работа любого планетарного двигателя, будь то планетарная втулка велосипеда или мотор мотор-колеса электровелосипеда. Разница только в том, от какой энергии начинается работа планетарного двигателя.

Конечно, большинство людей, покупая технику в дом, совсем не интересуются в деталях составными частями, еще меньше их интересует, что же именно в их технике делает шестерня солнечная, и это правильно, так как невозможно знать и понимать все.

Но, если вы покупаете байки, работающие на планетарной втулке или мотор-колесе, стоит понимать уровень сложности механизма, который помогает приводить в движение ваш транспорт.

Как следствие, оценивать проблемы технического характера, которые могут возникнуть при поломке такого устройства.

При всем том, что технически сложные приспособления при поломках непросто восстановить, а самостоятельно часто невозможно, они очень облегчают жизнь велолюбителям.

Так планетарная втулка и звездочка на велосипед могут выполнять одни и те же функции, однако, ясно, что для не спортсменов велосипед с планетарной втулкой, основанной на солнечной передаче, намного удобнее.

Тем более, если речь идет об электровелосипедах.

• Многие выбирают именно этот тип транспорта, специально подыскивают оборудование для переделки обычных велосипедов в электровелосипеды.

Очевидно, что человек, который сам изготавливает электровелосипед, в общих чертах представляет, как работает мотор-колесо, и на каких принципах основано движение велосипеда с электрической тягой, в отличие от механического принципа движения велосипеда.

Если вы планируете покупать или делать своими руками электровелосипед, то принцип работы планетарного редуктора будет далеко не лишним знанием, которое поможет вам полнее представлять, что за технику вы получите в конце концов.

Планетарка – Планетарная втулка велосипеда: устройство, установка и особенности

Время чтения: ~7 минут

Андрей Смирнов
195

Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения.

В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения.

«Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.

К распространенному типу трансмиссии велосипеда относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения.

Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле.

Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:

Компоненты шестерного отсека скоростной втулки: 1 – солнечная шестерня, 2 – сателлиты, 3 – водило, 4 – эпицикл

Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки.

Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет).

Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения.

Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования. На рисунке она показана красным цветом.

Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения водила относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.

Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:

• Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 0.733.
• Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не водило, как на первой передаче, а звездочная шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее водила, а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
• Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трехскоростных велосипедов оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
• Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

• Shimano,
• SRAM,
• Sturmey-Archer,
• Rohloff.

Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных систем переключения скоростей.

Скоростной агрегат от Rohloff в разрезе

Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок.

Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей.

Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.

Преимущества использования планетарных втулок

1. Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
2. Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками.

   Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.

3. Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.

Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:

1. Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
2. Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
3. Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.
4. Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.

Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.

Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:

• Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
• С помощью ручки переключается передача.
• Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.

Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.

На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.

Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.

Схема работы составной зубчатой планетарной передачи велосипеда

Планетарная система может состоять ступенчатых (составных) планетарных шестерёнок. Составная планетарная шестерёнка состоит из двух или больше шестерней, установленных бок о бок, выполненных в виде одной цельной детали, так что все шести шестерни вращаются с одинаковой скоростью. Каждая секция такой шестерни имеет разное количество зубьев.

Один ряд зубьев приводит в движение зубчатое колесо и солнечную шестерню. Разные солнечные шестерни приводятся в движение своей отдельной секцией составных шестерёнок. Закрепляя каждый раз одну из солнечных шестерней к оси, можно добиться различных передаточных отношений.

При этом достигаются передаточные соотношения, выходящие за пределы простой планетарной передачи.

Составная планетарная шестерёнка.

5-скоростные втулки Sturmey-Archer и Sachs/SRAM

Sturmey-Archer и Sachs / SRAM выпустили несколько моделей 5-скоростной втулки, в которой использовалась одноступенчатая составная планетарная передача. Низкая, средняя (прямая) и высокая передачи работают также, как в трёхскоростных втулках, но существует по две низких и по две высоких передачи.

Меньшая секция составной шестерни взаимодействует с зубчатым колесом и одной солнечной шестернёй. Большая секция составной шестерни также взаимодействует с зубчатым колесом и своей солнечной шестерни.

При закреплении к оси большей солнечной шестерни втулка работает как простая планетарная система.

Закрепление к оси меньшей солнечной шестерни представляет собой ту же самую простую планетарную систему, но уже с более узким диапазоном.

Самые первые 5-скоростные втулки Sturmey-Archer и SRAM для переключения между высокой, низкой, прямой передачами использовали стержень и трос с правой стороны, а для сужения и расширения диапазона — другой стержень с левой стороны. Современные 5-скоростные втулки используют только один переключатель и трос, что упрощает эксплуатацию втулки, но при этом требует более сложного подключения к планетарному механизму.

7- и 9-скоростные втулки Sturmey-Archer и SRAM

7-скоростные втулки Sturmey-Archer и SRAM (сняты с производства) очень похожи на 5-скоростные, за исключением трёхкомпонентных составных планетарных шестерней. Зубчатое колесо приводится в движение средним рядом зубьев составных планетарных шестерёнок.

9-скоростные втулки SRAM i-Motion также напоминают 5-скоростные, за исключением четырёхкомпонентных составных планетарных шестерней. Зубчатое колесо приводится в движение вторым самым маленьким рядом составных планетарных шестерёнок.

В этих втулках наименьший ряд планетарных шестерёнок должен иметь достаточное количество зубьев, чтобы втулка оставалась прочной и износостойкой. Это ограничивает диапазон втулки. Из всех планетарных втулок, работающих по принципу составных шестерней, у i-Motion 9 самый широкий диапазон — 3,504 к 1.

У неё довольно большое зубчатое колесо на 72 зуба, так что наименьший ряд планетарных шестерёнок имеет 12 зубьев. Следовательно эта втулка больше и тяжелее за многие другие планетарные втулки.

Среди веломехаников её часто называют «пушечное ядро»! C целью снижения веса SRAM предлагает версию i-Motion 9 с карбоновой оболочкой.

Как работает шестерня планетарная редуктора у велосипеда

Редуктор — это механизм, способный преобразовывать крутящий момент, получаемый от двигателя, другим узлам в механизме. В большинстве механических систем, в том числе и в станках с ЧПУ, он изменяет направление усилия, а также вращательный момент и давление. Таким образом, он позволяет двигателю больше работать и испытывать меньше нагрузок.

Перечисленные функции выполняются за счет способности редуктора выполнять дробление шага. В станках, которые используют систему шагового двигателя, существует система полюсов.

У каждого двигателя есть коэффициент. Например, 1.8 градуса. Это значение делится на 360 градусов, которые обозначают круг. Если поделить коэффициент 1.8 на 360 градусов получает 200 полюсов. Так определяется минимальное значение шага. Это значение затем будет иметь весомое отображение в работе со станком. К примеру, нам необходимо вырезать деталь, длина которой — 100 мм.

Во сколько оборотов двигателя будет выполнена эта задача? Чаще всего, оборотов либо не хватает, либо становится больше. Из двух вариантов, система выберет минимальное и получится, что станок не дорежет необходимую величину. Редуктор, в таком случае, позволит раздробить шаг, благодаря чему оператор станка сможет выполнить необходимую задачу.

  Подшипники шариковые сферические — описание и размеры

Важнейшим параметром каждого редуктора является коэффициент редукции. Он может быть 1.8, 1.3.1.2 в зависимости от используемого типа передачи.

В ременных редукторах обычно устанавливается ремень с разным количеством зубцов. Коэффициент редукции у таких устройств — 1.5, тогда как у планетарного 1.7. Значение коэффициента редукторов разного типа не являются конкурентным преимуществом, так как у каждой передачи есть свои преимущества и недостачи.

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор увеличивает крутящий момент и хорошо передает усилие. В таком механизме центральная шестеренка передает вращение на другие шестерни, которые могут вращать наружное кольцо, которое затем передает движение подсоединенному узлу. Либо по отзеркаленной схеме, наружное кольцо передает движение группе колец, которые затем дают крутящий момент центральной шестеренке.

Преимущества планетарного редуктора

• отдача больших передаточных чисел,
• компактность и небольшой вес,
• большой КПД,
• способность справляться с большими нагрузками,
• безотказность в работе.

Обслуживание и ремонт

Сложность рассматриваемого механизма определяет то, что возникает необходимость в своевременном обслуживании и проведении ремонта

Для начала уделим внимание тому, каким образом проводится расчет планетарного редуктора. Среди особенностей этого процесса отметим следующие моменты:

Определяется требуемое число передаточных ступеней. Для этого применяются специальные формулы. Определяется число зубьев и расчет сателлитов. Зубчатые колеса могут иметь самое различное число зубьев

В рассматриваемом случае их число довольно много, что является определяющим фактором.

Уделяется внимание выбору наиболее подходящего материала, так как от его свойств зависят и основные эксплуатационные характеристики устройства. Определяется показатель межосевого расстояния.

Делается проверочный расчет. Он позволяет исключить вероятность допущения ошибок на первоначальном этапе проектирования. Выбираются подшипники

Они предназначены для обеспечения плавного вращения основных элементов. При выборе подшипника уделяется внимание тому, на какую нагрузку они рассчитаны. Кроме этого, не рекомендуется использовать этот элемент без смазки, так как это приводит к существенному износу.

Определяется оптимальная толщина колеса. Слишком большой показатель становится причиной увеличения веса конструкции, а также расходов. Проводится вычисление того, где именно должны быть расположены оси шестерен.

Это проводится с учетом размеров зубчатых колес и некоторых других моментов. Как правило, в качестве основы применяется чертеж, который можно скачать из интернета.

Самостоятельно разработать проект по изготовления планетарного редуктора достаточно сложно, так как нужно обладать навыками инженера для проведения соответствующих расчетов и проектирования.

Изготовить самостоятельно рассматриваемую конструкцию достаточно сложно, как и провести ремонт планетарных редукторов. Среди особенностей этой процедуры отметим следующее:

1. Процедура достаточно сложна, так как механизм состоит из большого количества различных элементов. Примером можно назвать то, что сразу после разбора все иголки могут высыпаться практически моментально.
2. Многие специалисты рекомендуют доверять рассматриваемую работу исключительно профессионалам, так как допущенные ошибки становятся причиной быстрого износа и выхода из строя механизма.
3. Ремонт зачастую предусматривает замену шестерен, которые со временем изнашиваются. Примером можно истирание зубьев, изменение размеров посадочного гнезда и многие другие дефекты. Самостоятельно изготовить подобные изделия практически невозможно, так как для этого требуется специальное оборудование.

Чаще всего обслуживание предусматривает добавление масла. Смазка планетарного редуктора позволяет существенно продлить срок службы конструкции, так как соприкосновение и трение металла становится причиной его истирания.

Рекомендуется смазывать механизм периодически, так как масло выступает еще в качестве охлаждения. В продаже встречаются специальные смазывающие вещества, которые характеризуются определенными эксплуатационными качествами.

Сегодня ремонтом редукторов занимаются компании, которые специализируются на предоставлении соответствующих услуг.

Признаком того, что механизм начинает выходить из строя становится появление сильного шума, вибрации, рывков, нагрев и многое другое.

Со временем процесс износа существенно ускоряется, так как металл, находящийся в масле попадает в зацепление шестерен. В большинстве случаев ремонт предусматривает замену всех элементов на новые.

  Как заглушить старую водопроводную трубу под давлением

В заключение отметим, что планетарный редуктор характеризуется весьма привлекательными свойствами. Примером можно назвать отсутствие большого количества крепежных элементов, а также равномерное распространение нагрузки. Как ранее было отмечено, редуктор применяется при создании различных узлов транспортных средств.