Planeetwielmechanisme

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Animatie van een planeetwielmechanisme.

Een planeetwielmechanisme is een constructie van tandwielen waarbij de drijvende as en de aangedreven as op één lijn liggen. Een planeetwielmechanisme wordt gebruikt om in een kleine ruimte een tandwielmechanisme in te bouwen voor grote veranderingen in versnelling, en voor het overbrengen van grote vermogens.

In een planeetwielmechanisme spelen de volgende tandwielen een rol:

  • Een zonnewiel: bevestigd op een centrale as.
  • Een planeetwiel: meestal drie of meer, draaien om het zonnewiel.
  • Een planeetwieldrager: verbindt de planeetwielen.
  • Een satellietwiel: vormt de buitenrand, en is verbonden met een tweede as.

██ Centrale as met daarop (enigszins verborgen achter de planeetwieldrager) het zonnewiel

██ Planeetwielen

██ Satellietwiel

██ Planeetwieldrager

Planeetwielmechanismen kunnen in verschillende uitvoeringen worden gemaakt zodat verschillende toerentallen kunnen worden gerealiseerd met dezelfde constructie. Dit wordt gedaan door bepaalde onderdelen vast te houden en dan andere aan te drijven:

  • Het zonnewiel kan aangedreven worden, terwijl het satellietwiel vastgehouden wordt, de beweging wordt afgenomen van de planeetwieldrager. Dit levert een snelheidsreductie op.
  • De planeetwieldrager kan aangedreven worden, terwijl het zonnewiel vastgehouden wordt, de beweging wordt afgenomen van het satellietwiel. Dit levert een versnelling op.
  • Het zonnewiel kan aangedreven worden, terwijl de planeetwielhouder vastgehouden wordt, de beweging wordt afgenomen van het satellietwiel. Dit levert een omkering van de beweging op.
  • Het zonnewiel wordt samen met de planeetwieldrager aangedreven en de beweging wordt afgenomen van het satellietwiel. Dit levert een 1:1 overbrenging op.

Smering in een gesloten kast kan continu plaatsvinden door er voor te zorgen dat in elk geval een deel van de tandwielen in een oliebad ligt. De olie wordt dan door de tandwielen aan elkaar doorgegeven. Bij hoge snelheden wordt een pomp gebruikt om de olie op de tandwielen te spuiten. De olie wordt ook gebruikt om warmte af te voeren die opgewekt wordt door wrijving.

Een bekende toepassing van planeetwielmechanismes is de versnellingsnaaf van een fiets. Voor een drie-versnellingsnaaf wordt één planeetwielstelsel gebruikt, voor een vijfversnellingsnaaf twee stelsels. Elk planeetwielstelsel heeft een reductiestand, een directe koppeling en een versnellingsstand.

Een andere interessante toepassing is het versnellingsmechanisme van de Hybrid Synergy Drive van onder andere de Toyota Prius. Hier drijft de verbrandingsmotor de planeetwieldrager aan en op zowel het zonnewiel als op het satellietwiel zitten elektromotoren aangesloten die afhankelijk van de energiebehoefte ook als generator kunnen dienen. De aangedreven wielen zijn verbonden met het satellietwiel.

Train planetaire.png
Planeetwielmechanisme, met twee planeetwielen. De pijlen geven de rotatierichting aan. De planeetwieldrager wordt hier niet getoond.