Что такое планетарная передача?

[N-roman]

Не так давно я опубликовал две заметки по планетарным системам.

<a href="http://norcoroman.livejournal.com/97759.html" target="_blank">От Truvativ
</a><a href="http://www.freewheel.ru/341.html" target="_blank">От Nikolai
</a>
Для тех, у кого нет технического образования, вкратце расскажу как оно работает. В обоих случах работает по одному и тому же принципу.

Вот так выглядит схема планетарной системы



Есть три элемента: внешняя звезда (зеленая), внутренняя или солнечная звезда (красная) и группа звезд-сателлитов (голубые), осями сидящая на водиле (синее). Водило жестко пристыковано к шатуну (соответственно тоже синий). Все может вращаться вокруг оси. У водила, внешней и солнечной шестерен эта ось совпадает с осью каретки. Сателлиты вращаются каждый вокруг своей оси.

Практика в железе
В режиме низшей передачи водило жестко соединяется с солнечным колесом. Получается такая картина угловых скоростей:



Поскольку солнечное колесо теперь заодно с водилом и шатуном, я закрасил его синим цветом.
Шатун вместе с водилом (а значит и осями сателлитов) сблокирован с солнечным колесом и вращается с какой-то "синей" угловой скоростью (смотрим на маленькую синюю стрелку внутри). Поскольку солнечное колесо вращается вместе с шатуном, а сателлиты в свою очередь сидят осями на водиле, угловая скорость солнечного колеса и сателлитов одинакова. Вся эта хренотень цепляет за внешнюю звезду и передает ей вращение. Соответственно, с той же самой угловой скоростью. Получается прямая кинематическая связь шатун - внешняя звезда. Как будто и нет внутри никаких механизмов.

Теперь отцепим солнечное колесо от водила с шатуном и сцепим с неподвижной рамой велосипеда. Шатун с водилом по-прежнему вращаются.



Поскольку водило с осями сателлитов вращается вокруг неподвижного солнечного колеса, начинают вращаться на своих осях и сателлиты. В одной точке каждый сателлит обкатывается вокруг солнечного колеса, а в противоположной - передает вращение на внешнюю звезду. По закону рычага, скорость вращения внешней звезды будет больше чем оси сателлита. Так и получается т. н. overdrive, то есть повышенная передача.

Теория в цифрах
Замечу так же, что передаточное отношение не зависит от диаметра и сооттветственно кол-ва зубьев сателлитов. Оно рассчитывается по банальной формуле:

I = Zв/Zс
, где:
Zв - кол-во зубьев внешней звезды (не тех, которые приводят цепь, а тех, которые находятся в зацеплении с сателлитами!!!)
Zс - кол-во зубьев солнечной звезды.

В трансмиссиях Truvativ и Nikolai передаточное отношение в районе 1,6. То есть, условно говоря, внутренний диаметр внешней звезды больше внешнего диаметра солнечной звезды в те самые 1,6 раза.

Переключалка
Все, что необходимо сделать в механизме переключения - обеспечить возможность соединения солнечного колеса либо с водилом (а значит, и шатуном), либо с рамой велосипеда. Кстати, если оставить солнечное колесо свободным, то получится дифференциальная планетарная передача. В этом случае при наличии любой мало-мальски действующей нагрузки на внешней звезде (например, от действия цепи), водило будет всего-лишь закручивать в обратную сторону солнечное колесо. Физически это будет выглядеть так, что вы со всей дури крутите педали, а ничего не происходит - лишь что-то шумит внутри коробки.

Оригинал заметки: http://norcoroman.livejournal.com/105497.html

[Smith]

Роман, спасибо за заметку.
Пара замечаний:
1. Nicolai пишется через "c"
2. Есть еще третий аналогичный вариант: http://www.seed-your-ideas.com/Triebwerk/en/index.html
Интересен он тем, что переключение осуществляется не манеткой, а нажатием "кнопки" в торце оси шатунов.

[Quantum]

Кстати, подобными вещами увлекаются не только Truvativ с Nicolai.

Есть еще Kris Holm(правда тут каретка по совместительству и втулка) в сотрудничестве с Schlumpf Innovations, но насколько я понял принцип от этого все равно не меняется.

Добавлено позже (02/10/2008 21:04):
<div class='quotetop'>Цитата(Smith @ 02.10.2008 10:01) <{POST_SNAPBACK}></div>

Роман, спасибо за заметку.
Пара замечаний:
1. Nicolai пишется через "c"
2. Есть еще третий аналогичный вариант: http://www.seed-your-ideas.com/Triebwerk/en/index.html
Интересен он тем, что переключение осуществляется не манеткой, а нажатием "кнопки" в торце оси шатунов.[/b]

о, а этот трибверк сделан все тем же Шлюмпфом))

[Chel]

<div class='quotetop'>Цитата(N-roman @ 02.10.2008 00:16) <{POST_SNAPBACK}></div>

Теория в цифрах
Замечу так же, что передаточное отношение не зависит от диаметра и сооттветственно кол-ва зубьев сателлитов. Оно рассчитывается по банальной формуле:

I = Zв/Zс
, где:
Zв - кол-во зубьев внешней звезды (не тех, которые приводят цепь, а тех, которые находятся в зацеплении с сателлитами!!!)
Zс - кол-во зубьев солнечной звезды.

В трансмиссиях Truvativ и Nikolai передаточное отношение в районе 1,6. То есть, условно говоря, внутренний диаметр внешней звезды больше внешнего диаметра солнечной звезды в те самые 1,6 раза.[/b]

Неверная формула.
Должно быть так: (Zв+Zс)/Zв.
Это во сколько раз угол поворота внешней звезды будет больше угла поворота водила (т.е. шатунов).
Отсюда получается, кстати, что передаточное соотношение у такой системы может находиться только в диапазоне от 1 до 2.

А написано очень хорошо (понятно). Рисунки помогают.

[Лепихов Михаил]

<div class='quotetop'>Цитата(Quantum @ 02.10.2008 20:04) <{POST_SNAPBACK}></div>

Кстати, подобными вещами увлекаются не только Truvativ с Nicolai.

Есть еще Kris Holm(правда тут каретка по совместительству и втулка ) в сотрудничестве с Schlumpf Innovations,[/b]

Блин, ни разу такого не видел! Судя по всему, втулка-каретка для юника.

[Lis Yalta]

Да хороше решение, с энтой штукой получим высокий
клиренс, ну скажем как с 32 зведой и вместе с тем на повышенной передаче будет
эмулироватся к примеру 38.
Актуально для ФР высокий клиренс и вместе с тем возможность
вкручивания.

[Лепихов Михаил]

<div class='quotetop'>Цитата(Lis Yalta @ 19.02.2009 12:58) <{POST_SNAPBACK}></div>

Да хороше решение, с энтой штукой получим высокий
клиренс, ну скажем как с 32 зведой и вместе с тем на повышенной передаче будет
эмулироватся к примеру 38.
Актуально для ФР высокий клиренс и вместе с тем возможность
вкручивания.[/b]

Даааа...Это точно!