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Los juegos de engranajes planetarios incluyen un engranaje solar central, rodeado por muchos engranajes planetarios, mantenido por un portasatélites y encerrado dentro de una corona dentada.
El engranaje solar, la corona y el portador planetario forman tres posibles entradas / salidas de un conjunto de engranajes planetarios
Por lo general, una parte de un conjunto planetario se mantiene estacionaria, produciendo una sola entrada y una salida individual, con la relación de transmisión completa dependiendo de qué parte se mantiene estacionaria, cuál es la entrada y cuál es su salida.
En lugar de mantener cualquier parte estacionaria, se pueden utilizar dos partes principalmente porque las entradas, siendo la salida única una función de las dos entradas
Esto podría lograrse en una caja de cambios de dos etapas, con la primera etapa generando dos porciones de la segunda etapa. Se puede entender una relación de equipamiento extremadamente alta en un paquete compacto. Este tipo de disposición se conoce a veces como un conjunto 'planetario diferencial'.
No creo que haya un ingeniero mecánico que no tenga debilidad por los engranajes. Simplemente hay algo en el hecho de girar trozos de acero (o algunos otros materiales) entrelazados que es fascinante de ver, al tiempo que verifica tantas posibilidades funcionalmente. Especialmente fascinantes son los engranajes planetarios, donde de hecho los engranajes no solo giran, sino que también orbitan alrededor de un eje central. En este artículo vamos a considerar los detalles de los engranajes planetarios con miras a investigar una categoría particular de configuraciones de equipos planetarios, a veces conocidas como un conjunto 'planetario diferencial'.

Las diferentes partes de los engranajes planetarios.
Fig.1 Componentes de un engranaje planetario

Engranajes planetarios
Los engranajes planetarios normalmente constan de tres partes; Un solo engranaje solar en el centro, un engranaje interno (anillo) alrededor del exterior y una cierta cantidad de planetas que se mueven en el medio. Generalmente, los planetas son del mismo tamaño, en un rango medio común desde el centro del engranaje planetario, y se mantienen por un portador planetario.

En su configuración básica, su corona dentada podría tener dientes que se suman a la cantidad de dientes en el engranaje de luz solar, más dos planetas (aunque podría haber ventajas en modificar esto un poco), debido al hecho de que una línea recta cruza el centro desde uno el extremo de la corona al otro abarcará el engranaje solar en las tripas y el área de un planeta en cada extremo. Los planetas normalmente terminarán espaciados a intervalos regulares alrededor del sol. Para hacer esto, el número total de dientes en la corona y el engranaje solar mezclados dividido por el número de planetas tiene que ser igual a un número entero. Por supuesto, los planetas deben estar lo suficientemente separados entre sí para que no interfieran.

Fig.2: Las fuerzas equivalentes y opuestas alrededor de la luz solar no son iguales a ninguna parte de la unidad en el eje y el cojinete en el centro. Lo mismo podría mostrarse para aplicarse a los planetas, la corona y el portador mundial.

Esta disposición ofrece varias ventajas sobre otras posibles disposiciones, incluida la compacidad, la posibilidad de que la luz solar, la corona y el portador planetario empleen un eje central común, una alta 'densidad de torsión' debido a que la carga es compartida por múltiples planetas y fuerzas tangenciales entre los engranajes se cancelan en el centro de los engranajes debido a fuerzas iguales y opuestas distribuidas entre las mallas entre sus planetas y otros engranajes.

Relaciones de transmisión de conjuntos de engranajes planetarios regulares
El engranaje de luz solar, el engranaje de anillo y el portador planetario se utilizan generalmente como información / salidas de la configuración del engranaje. En su caja de cambios planetaria estándar, entre las partes generalmente se mantiene estacionaria, lo que simplifica los factores y le brinda una entrada individual y un resultado único. La relación para cualquier par se puede ejercitar de forma individual.

Fig.3: Si la corona se puede mantener estacionaria, la velocidad del planeta será la que se muestra. Donde engrana con la corona, tiene velocidad 0. La velocidad aumenta linealmente a través del equipo del planeta desde 0 en comparación con la de la malla con equipo de luz solar. Por lo tanto, en el centro se moverá al cincuenta por ciento de la velocidad de la malla.

Por ejemplo, si el portador se mantiene estacionario, los engranajes esencialmente forman una disposición de equipo estándar, no planetaria. Los planetas girarán en la dirección opuesta a la luz solar en un miembro de la familia con una aceleración inversamente proporcional a la relación de diámetros (por ejemplo, si la luz solar proporciona el doble del diámetro de los planetas, la luz solar girará a la mitad de la velocidad que los planetas). Porque un equipo externo engranado con un equipo interior gira en el mismo dirección, la corona girará en la misma dirección de los planetas, y nuevamente, con una rapidez inversamente proporcional a la relación de diámetros. La relación de aceleración del engranaje solar en relación con el anillo es, por tanto, igual a - (Dsun / DPlanet) * (DPlanet / DRing), o simplemente - (Dsun / DRing). Por lo general, se expresa como la inversa, llamada relación de transmisión, que, en casos como este, es - (DRing / DSun).

Un ejemplo más; si el anillo se mantiene estacionario, el lado de la tierra en el aspecto de la banda tampoco se puede mover y el planeta rodará por el interior de la corona. La aceleración tangencial en la malla con el engranaje de la luz solar será igual tanto para el sol como para el planeta, y las entrañas de la tierra se moverán a la mitad de esto, colocándose a medio camino entre un punto que se mueve con total rapidez y uno que no se mueve en absoluto. La luz solar rotará con una rapidez de rotación de acuerdo con la velocidad en la malla, dividida por el tamaño de la luz solar. El portador girará a una rapidez relativa a la velocidad a

las tripas de los planetas (la mitad de la velocidad de la malla) dividido por el diámetro del portador. Por tanto, la relación del aparato acabaría siendo DCarrier / (DSun / 0.5) o simplemente 2 * DCarrier / DSun.

El método de superposición para derivar relaciones de transmisión
Sin embargo, existe un método generalizado para determinar la proporción de cualquier conjunto planetario sin tener que averiguar cómo interpretar la realidad física de cada caso. Se conoce como "superposición" y funciona con la teoría de que en el caso de que rompa un movimiento en diferentes partes y luego las vuelva a juntar, el resultado sería idéntico al movimiento original. Es el mismo principio en el que funciona la suma de vectores, y no es exagerado argumentar que lo que estamos realizando aquí es, de hecho, una suma de vectores cuando se llega a eso.

En casos como este, es probable que dividamos el movimiento de un conjunto planetario en dos partes. La primera es si congela la rotación de todos los engranajes de acuerdo con los demás y gira el portador planetario. Debido a que todos los engranajes están bloqueados conjuntamente, todo girará a la aceleración del portador. El segundo movimiento suele ser bloquear el portador y girar los engranajes. Como se mencionó anteriormente, esto forma un conjunto de engranajes más típico, y las relaciones del equipo se pueden derivar como funciones de los diversos diámetros del equipo. BecauSi estamos fusionando los movimientos de a) nada excepto el portacartuchos, yb) de todo excepto el portacartuchos, cubrimos todos los movimientos que ocurren en el sistema.

La información se recopila en una tabla, dando un valor de velocidad para cada parte y la relación del aparato cuando usa cualquier parte como entrada, y cualquier otra parte como salida podría derivarse dividiendo la velocidad de la entrada por la salida.