Det episykliske toget er en mekanisk overføringsenhet . Det har det spesielle med å ha to bevegelighetsgrader, som differensialet , det vil si at det forbinder tre sjakter som har forskjellige rotasjonshastigheter med en enkelt matematisk relasjon: det er nødvendig å fikse hastighetene til to av sjaktene. Å vite at av den tredje.
Disse togene brukes ofte til hastighetsreduksjon på grunn av de store reduksjonsforholdene som denne konfigurasjonen tillater, med like kompaktitet med et enkelt gir . De er essensielle i utformingen av helikoptre (veldig høy turbinhastighet, veldig lav rotorhastighet, vektbegrensning). De finnes ofte ved uttaket av en elektrisk motor (elektriske biler og sykler, bærbare skrutrekkere, presisjonsaktuatorer osv.), Eller til og med vinsjer og robotkoblinger med dobbel kobling .
Vanligvis består av tannhjul (de kan også være friksjonsvalser ), et episyklisk utstyr har følgende elementer:
Begrepet epicycloidal kommer fra banen etter en epicycloid av et punkt av satellittene observert i forhold til den indre planetariske. Imidlertid observeres en hypocykloid hvis referansen til bevegelsen er det ytre planetgiret, som ofte er festet i reduksjonsorganene. Dette tilsvarer derfor nøyaktig det observatøren ser når han ser en satellitt utvikle seg.
Bane epicyklisk ett punkt festet til en satellitt i forhold til det planetariske interiøret.
Bane i hypocykloid av en tann fra en satellittvisning fra utsiden av planeten.
Når det gjelder parallelle gir, kan de to planetgirene som er i kontakt med planetene, være plassert rundt (tilfelle av ytre planetgir), eller i midten (tilfelle av indre planetgir). Dette resulterer i fire konfigurasjoner:
Enttannet satellitt, en indre og en ytre planetarisk.
Dobbeltannet satellitt, en indre og en ytre planetarisk.
Dobbeltannet satellitt og to ytre planetutstyr.
Dobbeltannet satellitt og to interne planetutstyr.
I alle tilfeller har planetariet og planetbæreren en felles rotasjonsakse.
Sfæriske togDette er den konfigurasjonen som ble vedtatt i den bil differensial . Rotasjonsaksen til satellittene (ofte parvis) er vinkelrett på planetens. Derfor er tannhjulene koniske . Satellittene driver planetene i rotasjon.
Hvis de to planetene har samme motstand mot styrken, vil ikke satellittene snu. Dreiemomentet som overføres til hvert solutstyr vil da være det samme.
Hvis motstanden mot innsatsen er annerledes, vil planetgiret skifte i hastighet (det ene solutstyret vil rotere raskere enn det andre) takket være satellittenes rotasjon.
Det er for å redusere rotasjonshastigheten til en aksel i et gitt forhold at planetgirene hovedsakelig brukes. De er til stede i automatiske girkasser og i mange reduksjonsgir koblet til elektriske motorer. De vises i de samme katalogene som sistnevnte. Geometrien deres gir en utgående aksel koaksial med inngangsakselen, noe som letter implementeringen av dem. Endelig har de en flott evne til å redusere hastigheten. Generelt sett er tre satellitter plassert på satellittbæreren. Dermed blir ikke kreftene i tannhjulene tatt opp av lagrene. Som et resultat er disse reduksjonsanordningene veldig egnet for overføring av store dreiemomenter .
Disse samme enhetene brukes noen ganger som en multiplikator , som på vindturbiner . Også her er det deres kompakthet og fraværet av radial kraft indusert i lagrene til inngangs- og utgangsakslene som rettferdiggjør deres bruk. Det er takket være forbedringene som ble gjort av Mitsubishi Electric i 1982 og patentene fra selskapet Aisin siden 1996 at GKN og Toyota var i stand til å utvikle et hybridsystem i store serier .
Fra det enkleste toget (type I) elimineres mobilitet ved å feste det ytre solutstyret (eller ringutstyret), for eksempel ved hjelp av en clutch .
Inngangsakselen er koblet til det indre planetariet. Når det snur, tvinger den satellitten til å rulle inne i kronen. I sin bevegelse driver den satellittbæreren som om det var en sveiv. Planetbæreren utgjør enhetens utgående aksel. I denne konfigurasjonen dreier utgangen i samme retning og langsommere enn inngangen.
Til en enhetsoverføring av kraft , spesielt redusering, er overføringsforholdet hovedtrekket. Det er forholdet mellom hastigheten (eller frekvens ) for rotasjon av utgangsakslingen , som i den inngående aksel. Mindre enn 1 i tilfelle en reduksjon, blir den ofte erstattet av dens inverse , reduksjonsforholdet .
eller:
I dette tilfellet er overføringsforholdet derfor:
Hensyn til sklisikre forhold i girene:
og egenskapene til pivotforbindelsen mellom satellitten og dens støtte gir dessuten forholdet:
Alle elementene som animeres av en bevegelse av rotasjon (permanent eller øyeblikkelig) med hensyn til 1 , kan vi skrive lovene for fordeling av hastigheter, eller felt av hastigheter, med formelen for hastighetssammensetning. Spesielt :
er :
Vi kan derfor trekke ut uttrykket fra rapporten:
I et standard gir er diametrene proporsjonale med antall tenner ( Z ) på tannhjulene. Ved å sette Chasles-forholdet , med OI den primitive radiusen til inngangsplaneten, og IA den primitive radiusen til satellitten, blir uttrykket for overføringsforholdet:
Med:
For eksempel utgjør en 11-tanns planet som driver en 22-tanns satellitt, derfor dobbelt så stor, et reduksjonsgir med et reduksjonsforhold på 6. Dette er bare mulig med et konvensjonelt gir hvis mottakshjulet er seks ganger større enn giret. kjøredrev. Til sammenligning, hvis vi tar et konvensjonelt gir med samme drivhjul (med 11 tenner), er den radiale størrelsen på dette reduksjonsgiret 77 tenner (11 + 66), mens det episykliske giret bare opptar 55 tenner. (11 + 2 × 22), uten å telle veiledende problemer knyttet til de induserte kreftene.
Merk den faktiske størrelsen oppnås ved å multiplisere antall tenner med den adopterte tannmodulen .Det forrige resultatet kan bli funnet ved hjelp av Willis 'formel:
Med:
Disse reduksjonene består ofte av flere planetgir som er satt i kaskade. Utgangsakselen til den ene reduseringsenheten blir inngangsakselen til den neste. Det totale forhold som da er produktet av de mellomliggende forhold, oppnås reduksjoner i et forhold større enn 100 fra tre trinn og når lett 1000 fra det fjerde trinn. For eksempel, med fire trinn i forholdet 1/6, får vi en reduksjon på 1296.