Stufenplanetenradsatz
Stufenplaneten sind sehr interessante Planetenradsätze, sie ermöglichen in einer Stufe:
- sehr große Übersetzungen
- sehr kleine Übersetzungen
- große Sonnenräder für zentrale Durchführungen
Aber: sie sind schwer zu finden.
Beispiele:
Ein Stufenplanetenradsatz mit den möglichen Übersetzungen
| Sonne – Hohlrad | -0,9787 |
| Sonne – Steg | 1,9787 |
| Hohlrad – Steg | 2,0217 |
| Hohlrad – Sonne | -1,0217 |
| Steg – Sonne | 0,5054 |
| Steg – Hohlrad | 0,4946 |
Eine so kleine Übersetzung ist bei einem einfachen Planetenradsatz nicht machbar – wird diese kleine Übersetzung aber für einen koaxialen Antrieb benötigt, so kann ein Stufenplanet eine gute Lösung sein.
Die minimale Übersetzung ergibt sich durch den
kleinstmöglichen Planetenraddurchmesser ( Unterbringung der Planetenlager ).
Dieser Stufenplanetenradsatz ermöglicht die Übersetzungen.
| Sonne – Hohlrad | -13,8571 |
| Sonne – Steg | 14,8571 |
| Hohlrad – Steg | 1,0722 |
| Hohlrad – Sonne | -0,0722 |
| Steg – Sonne | 0,0673 |
| Steg – Hohlrad | 0,9327 |
Bei einem normalen Planetenradsatz passen die Planeten nicht mehr in einer Ebene nebeneinander.
Die maximale Übersetzung ergibt sich durch den erforderlichen Mindestabstand zwischen den Planetenrädern.
Stufenplanetenradsatz suchen
Die Suche nach den „richtigen“ Zähnezahlen ist schon bei einfachen Planetenradsätzen nicht ganz einfach, bei Radsätzen mit Stufenplaneten ist es noch einmal deutlich schwieriger. Hier zeigen wir eine Möglichkeit, diese Suche zu vereinfachen und deutlich zu beschleunigen.
Der SpgsFinder ist ein Tool, welches für vorgegebene Übersetzungen und Zähnezahlbereiche alle in Frage kommenden Kombinationen findet.
Eingabemöglichkeiten
In eines der Eingabefelder für „ratios“ muss ein Wert eingegeben werden. Wird das Eingabefeld verlassen oder mit ENTER bestätigt, so werden alle anderen Übersetzungen sofort berechnet und angezeigt.
Die minimalen und maximalen Zähnezahlen sollen den Suchbereich sinnvoll begrenzen – wird der Suchbereich sehr groß, so kann die Suche sehr lange dauern.
Die Eingaben für das Beispiel im Bild ergeben 2193 mögliche Kombinationen, aus denen sich 81 den Vorgaben entsprechende Lösungsmöglichkeiten ergeben.
Die in der Mitte des Fensters angezeigten Lösungen können mit Pfeiltasten oder Maus durchlaufen werden. Zu jeweils vorselektierten Lösung werden dann rechts die ersten Rohdaten angezeigt. Dadurch kann bereits nach passenden Durchmessern oder auch Modula ausgewählt werden.
Ein Doppelklick oder ENTER wählt den markierten Radsatz aus, er wird in einem eigenen Fenster angezeigt.
Eingaben zum Suchen
Hier eine Beschreibung, nach welchen Vorgaben gesucht werden kann.
Übersetzung
Es wird ein Wert in das Eingabefeld „sun to carrier ratio“ eingegeben …
… erst wenn das Eingabefeld mit TAB verlassen oder der Wert mit ENTER bestätigt wird, werden auch die anderen, sich ergebenden Übersetzungen berechnet und angezeigt.
Es kann jede der sechs möglichen Übersetzungen als Vorgabe eingegeben werden – eine Umrechnung per Taschenrechner oder ähnliches ist also nicht notwendig.
Zähnezahlen
Die Eingabe der Zähnezahlen gibt die Anzahl der Ergebnisse und die Rechenzeit vor.
Auch ist zu bedenken, dass die beiden Planeten einen möglichst großen gemeinsamen Teiler haben sollten – das erleichter die Montage.
Primzahlen können an Sonne und Hohlrad verwirklicht werden, wenn dies erforderlich ist. Da aber immer mehrere Planeten mit Sonne und Hohlrad im Eingriff sind, kann auf Primzahlen auch verzichtet werden.
Achsabstand, Eingriffs- und Schrägungswinkel
Zurzeit muss der Achsabstand eingegeben werden.
Andere Eingabemöglichkeiten wie
- K* (Niemann/Winter)
- max. Hohlradaußendurchmesser
- max. Bauraumdurchmesser (inkl. Planeten)
- …
sind machbar.
Der Eingriffswinkel ist einzugeben.
Als Schrägungswinkel wird entweder der für die Sonne oder der für das Hohlrad vorgegeben. Der jeweils andere Schrägungswinkel wird so berechnet, dass sich die Axialkräfte aus den beiden Verzahnungen aufheben – das schont die Wälz oder Gleitlager.
Belastung und Bezugsprofil
Der b / d – factor ist das Breiten-Durchmesser-Verhältnis von Zahnbreite und Teilkreis des kleinsten Rades.
Drehmoment und Drehzahl sind einzugeben.
h_aP*, rho_fP* und h_fP* sind die Höhen- und Radiusfaktoren für das Bezugsprofil der Verzahnungen nach DIN 867 oder ISO 53.