Przekładnia planetarna do napędu śmigła w nowej generacji modeli latających *

Planetary transmission for propeller propulsion in the new generation of flying models

Author: Jakub Sikorski, Witold Pawłowski, Łukasz Kaczmarek, Mariusz Stegliński, Sebastian Lipa, Marek Klich

Mechanik nr 04/2019 - Napędy i sterowanie

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono projekt przekładni planetarnej, która w połączeniu z silnikiem elektrycznym zapewni zwiększony moment obrotowy, umożliwiający napędzanie dużych, wysoko sprawnych śmigieł nowoczesnych modeli latających. Zaproponowane rozwiązanie pozwala na zastosowanie standardowych wysokoobrotowych silników prądu stałego lub silników bezszczotkowych. Dodatkowo nowatorska konstrukcja przekładni gwarantuje wysoką sztywność mechanizmu, niezbędną do przeciwdziałania efektom żyroskopowym generowanym przez duże śmigło. Zastosowanie stopu aluminium o wysokiej wytrzymałości przyczynia się do utrzymania niskiej masy całego mechanizmu.

SŁOWA KLUCZOWE: przekładnia planetarna, projekt przekładni, silnik, stop aluminium

ABSTRACT: The article presents a planetary gear design, which in combination with an electric motor will allow to obtain an increased torque enabling the propulsion of large, high-performance propellers of modern flying models. The proposed solution allows the use of standard high-speed DC or brushless motors. In addition, the innovative design of the transmission provides high stiffness of the mechanism necessary to counteract the gyroscopic effects generated by the large propeller. The use of high-strength aluminum alloy ensures low weight of the entire mechanism.

KEYWORDS: planetary transmission, design of planetary gear, engine, aluminum alloy

Galeria

Rys. 1. Przekładnia planetarna: a) widok ogólny, b) przekrój, c) przekrój obrócony o 45°. Oznaczenia: 1 – silnik elektryczny, 2 – korpus zewnętrzny, 3 – pokrywa, 4 – korpus wewnętrzny, 5 – pokrywa silnika, 6 – koło pierścieniowe, 7 – satelita, 8 – koło słoneczne, 9 – oś, 10 – łożysko, 11 – podkładka dystansowa, 12 – śruba, 13 – kosz przekładni planetarnej, 14 – łożysko główne, 15 – śruba, 16 – łożysko główne, 17 – śruba, 18 – szpilka, 19 – nakrętka, 20 – specjalne pola umożliwiające zamocowanie łopat śmigła modelu latającego, 21 – specjalne pole umożliwiające zamocowanie przekładni do modelu latającego

Rys. 2. Widok podzespołu przekładni planetarnej bez korpusu zewnętrznego

Rys. 3. Obraz struktury stopu EN-PN 2024 po deformacji plastycznej metodą ECAP

Rys. 4. Wytrzymałość na rozciąganie stopu EN-PN 2024 po obróbce T6 i T6I6 w temperaturze pokojowej (RT) oraz –80oC

Rys. 5. Wytrzymałość zmęczeniowa stopu EN-PN 2024 po obróbce T6 i T6I6 w temperaturze pokojowej (RT) i –80oC

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Dietrich M. „Podstawy konstrukcji maszyn”. Tom 3. WNT, 2017.

[2] Hacker. „Brushless Motors”. 2017.

[3] Kaczmarek Ł., Stegliński M., Sawicki J., Kula P., Kyzioł K., Batory D., Kottfer D., Klimek L. „Sposób polepszenia właściwości mechanicznych stopów aluminium”. Patent nr P. 398270, 2012.

[4] Muller L., Wilk A. „Zębate przekładnie obiegowe”. PWN, 1996.

[5] Munford P., Normand P. “Mastering Autodesk Inventor 2016 and Autodesk Inventor LT 2016 ”. Autodesk Official Press, 2016.

[6] Sikorski J., Pawłowski W., Klich M., Kaczmarek Ł., Stegliński M. „Mechanizm przenoszenia napędu na śmigło”. Zgłoszenie patentowe nr P. 423387, 2017.

[7] Stasiak F. „Zbiór ćwiczeń Autodesk Inventor 2017”. ExpertBooks, 2016.

[8] The Drone Chronicles, Catalogue, 2016.

[9] www.dji.com/pl/mg-1 (dostęp: 21.03.2019).

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.4.36

* Artykuł recenzowany