सभी प्रकार के यांत्रिक उपकरण हैं। उनमें से कुछ हम बचपन से परिचित हैं। ये हैं, उदाहरण के लिए, घड़ियाँ, साइकिलें, कताई शीर्ष। जैसे-जैसे हम बड़े होते हैं हम दूसरों के बारे में सीखते हैं। ये कारों की मोटरें, क्रेन की चरखी और अन्य हैं। पहियों को घुमाने और मशीन को काम करने के लिए प्रत्येक गतिमान तंत्र किसी न किसी प्रकार की प्रणाली का उपयोग करता है। सबसे दिलचस्प और लोकप्रिय में से एक ग्रह तंत्र है। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि मशीन पहियों या गियर द्वारा संचालित होती है जो एक दूसरे के साथ एक विशेष तरीके से बातचीत करते हैं। आइए इसे करीब से देखें।
सामान्य जानकारी
ग्रहीय गियर और ग्रह तंत्र को हमारे सौर मंडल के सादृश्य द्वारा नाम दिया गया है, जिसे सशर्त रूप से निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है: केंद्र में एक "सूर्य" (तंत्र में केंद्रीय पहिया) है। "ग्रह" (छोटे पहिये या उपग्रह) इसके चारों ओर घूमते हैं। ग्रहीय गियर के इन सभी भागों में बाहरी दांत होते हैं। सशर्त सौर मंडल के व्यास में एक सीमा होती है। भूमिकायह ग्रह तंत्र में एक बड़े पहिये या चक्र द्वारा किया जाता है। इसके दांत भी होते हैं, केवल आंतरिक वाले। इस डिज़ाइन में अधिकांश कार्य वाहक द्वारा किया जाता है, जो एक लीवर तंत्र है। आंदोलन अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता है: या तो सूर्य घूमेगा, या उपचक्र, लेकिन हमेशा उपग्रहों के साथ।
ग्रह तंत्र के संचालन के दौरान, एक अन्य डिजाइन का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, दो सूर्य, उपग्रह और एक वाहक, लेकिन बिना एक चक्र के। एक अन्य विकल्प दो चक्र हैं, लेकिन सूर्य के बिना। वाहक और उपग्रह हमेशा मौजूद रहने चाहिए। पहियों की संख्या और अंतरिक्ष में घूर्णन के उनके अक्षों के स्थान के आधार पर, डिजाइन सरल या जटिल, फ्लैट या स्थानिक हो सकता है।
यह पूरी तरह से समझने के लिए कि ऐसी प्रणाली कैसे काम करती है, आपको विवरणों को समझने की जरूरत है।
तत्वों का स्थान
ग्रहीय गियर के सबसे सरल रूप में स्वतंत्रता की अलग-अलग डिग्री वाले गियर के तीन सेट शामिल हैं। उपरोक्त उपग्रह अपनी कुल्हाड़ियों के चारों ओर और साथ ही सूर्य के चारों ओर घूमते हैं, जो जगह में रहता है। एपिसाइकिल ग्रह तंत्र को बाहर से जोड़ता है और दांतों (यह और उपग्रहों) के वैकल्पिक जुड़ाव के माध्यम से भी घूमता है। यह डिज़ाइन एक विमान में टॉर्क (कोणीय वेग) को बदलने में सक्षम है।
एक साधारण ग्रह तंत्र में, सूर्य और उपग्रह घूम सकते हैं, जबकि उपरिकेंद्र स्थिर रहता है। किसी भी मामले में, सभी घटकों के कोणीय वेग अराजक नहीं होते हैं, लेकिन एक दूसरे पर रैखिक निर्भरता रखते हैं। जैसे-जैसे मीडिया घूमता है, यह प्रदान करता हैकम गति उच्च टोक़ उत्पादन।
यानी ग्रहीय गियर का सार यह है कि इस तरह का डिज़ाइन टोक़ और कोणीय वेग को बदलने, विस्तार करने और जोड़ने में सक्षम है। इस मामले में घूर्णी गति एक ज्यामितीय अक्ष में होती है। विभिन्न वाहनों और तंत्रों का आवश्यक संचरण तत्व स्थापित है।
संरचनात्मक सामग्री और योजनाओं की विशेषताएं
हालांकि, एक निश्चित घटक हमेशा आवश्यक नहीं होता है। विभेदक प्रणालियों में, प्रत्येक तत्व घूमता है। इस तरह के ग्रहों के गियर में एक आउटपुट संचालित (नियंत्रित) दो इनपुट होते हैं। उदाहरण के लिए, कार में धुरी को नियंत्रित करने वाला अंतर एक समान गियर है।
ऐसी प्रणालियां समानांतर शाफ्ट संरचनाओं के समान सिद्धांत पर काम करती हैं। यहां तक कि एक साधारण ग्रहीय गियर में भी दो इनपुट होते हैं, फिक्स्ड रिंग गियर शून्य कोणीय वेग का एक निरंतर इनपुट होता है।
डिवाइस का विस्तृत विवरण
मिश्रित ग्रह संरचनाओं में पहियों की एक अलग संख्या हो सकती है, साथ ही अलग-अलग गियर भी हो सकते हैं जिसके माध्यम से वे जुड़े हुए हैं। इस तरह के विवरणों की उपस्थिति तंत्र की संभावनाओं का बहुत विस्तार करती है। समग्र ग्रह संरचनाओं को इकट्ठा किया जा सकता है ताकि वाहक प्लेटफॉर्म का शाफ्ट तेज गति से आगे बढ़े। नतीजतन, डिवाइस में सुधार की प्रक्रिया में कमी गियर, सन गियर और अन्य के साथ कुछ समस्याओं को समाप्त किया जा सकता है।
इस प्रकार, जैसा कि देखा गयादी गई जानकारी, ग्रह तंत्र केंद्रीय और मोबाइल लिंक के बीच रोटेशन को स्थानांतरित करने के सिद्धांत पर काम करता है। साथ ही, साधारण प्रणालियों की तुलना में जटिल प्रणालियों की अधिक मांग है।
कॉन्फ़िगरेशन विकल्प
ग्रह तंत्र में विभिन्न विन्यास के पहियों (गियर) का उपयोग करना संभव है। सीधे दांत, पेचदार, कृमि, शेवरॉन के साथ उपयुक्त मानक। सगाई का प्रकार ग्रह तंत्र के संचालन के सामान्य सिद्धांत को प्रभावित नहीं करेगा। मुख्य बात यह है कि वाहक और केंद्रीय पहियों के रोटेशन की कुल्हाड़ियों का मेल होता है। लेकिन उपग्रहों की कुल्हाड़ियों को अन्य विमानों (क्रॉसिंग, समानांतर, प्रतिच्छेदन) में स्थित किया जा सकता है। क्रास्ड का एक उदाहरण इंटरव्हील डिफरेंशियल है, जिसमें गियर शंक्वाकार होते हैं। क्रॉस्ड का एक उदाहरण वर्म गियर (टॉर्सन) के साथ सेल्फ-लॉकिंग डिफरेंशियल है।
सरल और जटिल डिवाइस
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ग्रह तंत्र की योजना में हमेशा एक वाहक और दो केंद्रीय पहिए शामिल होते हैं। उपग्रहों की संख्या कितनी भी हो सकती है। यह तथाकथित सरल या प्राथमिक उपकरण है। ऐसे तंत्रों में, डिजाइन निम्नानुसार हो सकते हैं: "एसवीएस", "एसवीई", "ईवीई", जहां:
- एस सूरज है।
- बी - वाहक।
- E उपरिकेंद्र है।
पहियों + उपग्रहों के ऐसे प्रत्येक सेट को ग्रहीय गियर सेट कहा जाता है। इस मामले में, सभी पहियों को एक ही विमान में घूमना चाहिए। सरल तंत्र सिंगल- और डबल-पंक्ति हैं। वे शायद ही कभी विभिन्न तकनीकी उपकरणों और मशीनों में उपयोग किए जाते हैं। एक उदाहरणएक ग्रहीय साइकिल तंत्र के रूप में काम कर सकता है। इस सिद्धांत के अनुसार, आस्तीन काम करता है, जिसकी बदौलत आंदोलन किया जाता है। इसका डिज़ाइन "SVE" योजना के अनुसार बनाया गया था। 4 टुकड़ों में नहीं उपग्रह। इस मामले में, सूर्य पीछे के पहिये की धुरी से मजबूती से जुड़ा हुआ है, और उपरिकेंद्र चल रहा है। एक साइकिल चालक द्वारा पैडल दबाकर इसे घुमाने के लिए मजबूर किया जाता है। इस मामले में, संचरण की गति, और इसलिए रोटेशन की गति बदल सकती है।
अक्सर आप जटिल गियर ग्रहीय तंत्र पा सकते हैं। उनकी योजनाएँ बहुत भिन्न हो सकती हैं, जो इस बात पर निर्भर करती है कि यह या वह डिज़ाइन किस लिए अभिप्रेत है। एक नियम के रूप में, जटिल तंत्र में कई सरल होते हैं, जो एक ग्रहीय गियर के लिए सामान्य नियम के अनुसार बनाए जाते हैं। ऐसी जटिल प्रणालियाँ दो-, तीन- या चार-पंक्ति हैं। सैद्धांतिक रूप से, बड़ी संख्या में पंक्तियों के साथ संरचनाएं बनाना संभव है, लेकिन व्यवहार में ऐसा नहीं होता है।
प्लानर और स्थानिक उपकरण
कुछ लोग सोचते हैं कि एक साधारण ग्रहीय गियर समतल होना चाहिए। यह केवल आंशिक रूप से सच है। जटिल उपकरण समतल भी हो सकते हैं। इसका मतलब यह है कि ग्रहीय गियर, चाहे उनमें से कितने भी उपकरण में उपयोग किए जाते हैं, एक या समानांतर विमानों में होते हैं। स्थानिक तंत्र में दो या दो से अधिक विमानों में ग्रहीय गियर होते हैं। इस मामले में, पहिए स्वयं पहले अवतार की तुलना में छोटे हो सकते हैं। ध्यान दें कि समतल ग्रह तंत्र स्थानिक के समान है। अंतर केवल डिवाइस के कब्जे वाले क्षेत्र में है, यानी कॉम्पैक्टनेस में।
स्वतंत्रता की डिग्री
यह संग्रह का नाम हैरोटेशन निर्देशांक, जो आपको एक निश्चित समय में अंतरिक्ष में सिस्टम की स्थिति निर्धारित करने की अनुमति देता है। वास्तव में, प्रत्येक ग्रह तंत्र में कम से कम दो डिग्री स्वतंत्रता होती है। यही है, ऐसे उपकरणों में किसी भी लिंक के रोटेशन की कोणीय गति अन्य गियर की तरह रैखिक रूप से संबंधित नहीं होती है। यह आपको आउटपुट कोणीय वेग प्राप्त करने की अनुमति देता है जो इनपुट के समान नहीं हैं। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि ग्रह तंत्र में अंतर कनेक्शन में किसी भी पंक्ति में तीन तत्व होते हैं, और शेष पंक्ति के किसी एक तत्व के माध्यम से इसके साथ रैखिक रूप से जुड़े होंगे। सैद्धांतिक रूप से, तीन या अधिक डिग्री स्वतंत्रता के साथ ग्रह प्रणाली बनाना संभव है। लेकिन व्यवहार में, वे निष्क्रिय हैं।
ग्रहीय गियर अनुपात
यह घूर्णन गति की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है। यह आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देता है कि ड्राइविंग शाफ्ट के क्षण के संबंध में संचालित शाफ्ट पर बल का क्षण कितनी बार बढ़ गया है। आप सूत्रों का उपयोग करके गियर अनुपात निर्धारित कर सकते हैं:
i=d2/d1=Z2/Z1=M2/M1=W1/W2=n1/n2, जहां:
- 1 - प्रमुख कड़ी।
- 2 - गुलाम कड़ी।
- d1, d2 - पहले और दूसरे लिंक के व्यास।
- Z1, Z2 - दांतों की संख्या।
- M1, M2 टॉर्क हैं।
- W1 W2 - कोणीय गति।
- n1 n2 - गति।
इस प्रकार, जब चालित शाफ्ट पर गियर अनुपात एक से अधिक होता है, तो बल का क्षण बढ़ जाता है, और आवृत्ति और कोणीय वेग कम हो जाता है। डिज़ाइन बनाते समय इसे हमेशा ध्यान में रखा जाना चाहिए, क्योंकिग्रहों के तंत्र में गियर अनुपात इस बात पर निर्भर करता है कि पहियों में कितने दांत हैं, और पंक्ति का कौन सा तत्व अग्रणी है।
आवेदन का दायरा
आज की दुनिया में कई अलग-अलग मशीनें हैं। उनमें से कई ग्रहीय गियर की मदद से काम करते हैं।
इनका उपयोग ऑटोमोबाइल डिफरेंशियल, प्लेनेटरी गियर्स, जटिल मशीन टूल्स की गतिज योजनाओं में, एयरक्राफ्ट एयर इंजन गियरबॉक्स में, साइकिल में, कंबाइन और ट्रैक्टरों में, टैंकों और अन्य सैन्य उपकरणों में किया जाता है। ग्रहीय गियर के सिद्धांतों के अनुसार, विद्युत जनरेटर के ड्राइव में कई गियरबॉक्स काम करते हैं। ऐसी ही एक और प्रणाली पर विचार करें।
ग्रहों का टर्निंग गियर
इस डिज़ाइन का उपयोग कुछ ट्रैक्टरों, ट्रैक किए गए वाहनों और टैंकों में किया जाता है। डिवाइस का एक सरल आरेख नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
ग्रहों के घूर्णन तंत्र के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: वाहक (स्थिति 1) ब्रेक ड्रम (2) और कैटरपिलर में स्थित ड्राइव व्हील से जुड़ा है। एपिसाइकिल (6) ट्रांसमिशन शाफ्ट (स्थिति 5) से जुड़ा है। सूर्य (8) क्लच डिस्क (3) और स्विंग ब्रेक ड्रम (4) से जुड़ा है। जब लॉकिंग क्लच लगा होता है और बैंड ब्रेक बंद हो जाते हैं, तो उपग्रह नहीं घूमेंगे। वे लीवर की तरह हो जाएंगे, क्योंकि वे दांतों के माध्यम से सूर्य (8) और एपिसाइकिल (6) से जुड़े होते हैं। इसलिए, वे उन्हें और वाहक को एक साथ एक सामान्य अक्ष के चारों ओर घूमने के लिए मजबूर करते हैं। इस मामले में, कोणीय वेग समान है।
लॉकअप क्लच को हटाते समय और ब्रेक लगाते समयसूर्य का घूमना बंद हो जाएगा और उपग्रह अपनी कुल्हाड़ियों के चारों ओर घूमना शुरू कर देंगे। इस प्रकार, वे वाहक पर एक पल बनाते हैं और कैटरपिलर के ड्राइव व्हील को घुमाते हैं।
पहनें
सेवा जीवन और अवमंदन के संदर्भ में, रैखिक ग्रह प्रणालियों में, मुख्य घटकों के बीच भार वितरण ध्यान देने योग्य है।
सीमित भार वितरण के कारण उनमें थर्मल और चक्रीय थकान बढ़ सकती है और तथ्य यह है कि ग्रहीय गियर अपनी कुल्हाड़ियों पर बहुत तेज़ी से घूम सकते हैं। इसके अलावा, ग्रहीय गियर की उच्च गति और गियर अनुपात पर, केन्द्रापसारक बल गति की मात्रा को बहुत बढ़ा सकते हैं। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि जैसे-जैसे उत्पादन की सटीकता कम होती जाती है और उपग्रहों की संख्या बढ़ती जाती है, असंतुलन की प्रवृत्ति बढ़ती जाती है।
ये डिवाइस और उनके सिस्टम खराब भी हो सकते हैं। कुछ डिज़ाइन छोटे असंतुलन के प्रति भी संवेदनशील होंगे और उन्हें गुणवत्ता और महंगे असेंबली घटकों की आवश्यकता हो सकती है। सूर्य गियर अक्ष के चारों ओर ग्रहों के पिन का सटीक स्थान एक कुंजी हो सकता है।
अन्य ग्रह व्यवस्थाएं जो संतुलन भार में मदद करती हैं, उनमें सूर्य या उपकेंद्र को यथासंभव लंबे समय तक गतिमान रखने के लिए तैरते हुए उपसमुच्चय या "नरम" पर्वतों का उपयोग शामिल है।
ग्रहीय उपकरणों के संश्लेषण के मूल सिद्धांत
मशीन घटकों को डिजाइन और निर्माण करते समय इस ज्ञान की आवश्यकता होती है। "ग्रह तंत्र के संश्लेषण" की अवधारणा दांतों की संख्या की गणना करना हैसूर्य, उपरिकेंद्र और उपग्रहों में। इस मामले में, कई शर्तों को पूरा करना होगा:
- गियर अनुपात निर्धारित मान के बराबर होना चाहिए।
- गियर दांतों का जुड़ाव सही होना चाहिए।
- इनपुट शाफ्ट और आउटपुट शाफ्ट के संरेखण को सुनिश्चित करना आवश्यक है।
- पड़ोस आवश्यक (उपग्रहों को एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करना चाहिए)।
इसके अलावा, डिजाइन करते समय, आपको भविष्य की संरचना के आयामों, उसके वजन और दक्षता को ध्यान में रखना होगा।
यदि गियर अनुपात (एन) दिया गया है, तो सूर्य पर दांतों की संख्या (एस) और ग्रहीय गियर (पी) पर समीकरण को संतुष्ट करना चाहिए:
n=एस/पी
यदि हम मानते हैं कि उपरिकेंद्र पर दांतों की संख्या जल्दी (ए) है, तो वाहक बंद होने के साथ, समानता देखी जानी चाहिए:
n=-एस/ए
यदि उपरिकेंद्र स्थिर हो जाता है, तो निम्न समानता सत्य होगी:
n=1+ ए/एस
इस प्रकार ग्रह तंत्र की गणना की जाती है।
फायदे और नुकसान
कई प्रकार के ट्रांसमिशन हैं जो विभिन्न उपकरणों में सफलतापूर्वक उपयोग किए जाते हैं। उनमें से ग्रह निम्नलिखित लाभों के लिए विशिष्ट हैं:
- पहियों के प्रत्येक दांत (सूर्य, और उपरिकेंद्र, और उपग्रह दोनों) पर कम भार प्रदान करता है, इस तथ्य के कारण कि उन पर भार अधिक समान रूप से वितरित किया जाता है। इसका संरचना के सेवा जीवन पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है।
- समान शक्ति के साथ, ग्रहीय गियर में अन्य प्रकार के संचरण की तुलना में छोटे आयाम और वजन होते हैं।
- उच्च गियर अनुपात प्राप्त करने की क्षमताकम पहिए।
- कम शोर सुनिश्चित करें।
ग्रहीय गियर के नुकसान:
- उनके निर्माण में अधिक सटीकता की आवश्यकता है।
- अपेक्षाकृत बड़े गियर अनुपात के साथ कम दक्षता।
