Bolygóműves hajtóművek konstrukciós sajátosságainak és hatásfokának vizsgálata

Study of the Construction Features and Efficiency of Planetary Gear Mechanisms

Abstract

Planetary gearboxes are widely used components of modern industrial drive systems due to their compact design and high power density. Determining their efficiency is a complex task, as power is transmitted through multiple parallel branches and losses arise as the resultant of the entire kinematic system. This paper reviews the constructional characteristics of planetary gearboxes, focusing on the interaction of the sun gear, planet gears, ring gear, and carrier, as well as the significance of load distribution among the planets. The analytical models applicable to planetary gearboxes are presented, with emphasis on the Del Castillo approach, which enables a closed-form description of efficiency through the concept of virtual tooth number. The paper demonstrates that carrier rigidity, friction conditions, and bearing and hydraulic losses significantly influence planetary gearbox efficiency. The findings provide a basis for future measurement and condition monitoring applications.

Kivonat

A bolygóműves hajtóművek kompakt kialakításuk és nagy teljesítménysűrűségük miatt széles körben alkalmazott elemei a modern ipari hajtásrendszereknek. Hatásfokuk meghatározása összetett feladat, mivel a teljesítményátvitel több párhuzamos teljesítményágon keresztül valósul meg, és a veszteségek a teljes kinematikai rendszer eredőjeként jelentkeznek. A cikk célja a bolygóműves hajtóművek konstrukciós felépítésének és a hatásfokot meghatározó főbb veszteségmechanizmusok áttekintése. A cikk bemutatja a bolygóművek alapvető kinematikai sajátosságait, különös tekintettel a napkerék, a bolygókerekek, a koszorúkerék és a hordozó kölcsönhatására, valamint a bolygók közötti terhelésmegoszlás jelentőségére. A hatásfok elemzése során ismertetésre kerülnek a bolygóművekre alkalmazható analitikus modellek, kiemelten a Del Castillo-féle megközelítés. A tanulmány rámutat arra, hogy a hordozó merevsége, a súrlódási viszonyok, valamint a csapágy- és hidraulikai veszteségek jelentős hatással vannak a bolygóművek hatásfokára.