Способ изготовления цилиндрической шестерни планетарного редуктора

 

Использование: для изготовления шестерни наружного зацепления, взаимодействующей с парным зубчатым колесом внутреннего зацепления. Задача: получить максимальное передаточное отношение за счет минимальной разницы в один зуб между числом зубьев колеса и шестерни. Сущность изобретения: первоначально воспроизводят зубчатый венец теоретически правильной шестерни, модуль и число зубьев которой соответствуют модулю парного к шестерне колеса и передаточному отношению редуктора. Рассекают воспроизведенный венец на равноугловые секторы. Равномерно уменьшают площадь каждого сектора по его боковым сторонам на расчетную величину. Из секторов, установленных в радиальных направляющих отдельно изготовленной ступицы с возможностью возвратно-поступательного движения, монтируют шестерню уменьшенного диаметра, обусловленного расчетной величиной уменьшения площади каждого сектора. 3 ил.

Изобретение относится к зубчатым передачам для преобразования крутящего момента и предназначено для использования в планетарных редукторах, имеющих цилиндрические зубчатые колеса.

Известен планетарный редуктор, содержащий цилиндрическое колесо внутреннего зацепления (ведомое звено) и шестерню наружного зацепления (ведущее звено), наибольшее передаточное отношение которого имеет место в том случае, если числа зубьев колеса и шестерни имеют разницу в один зуб [1] Однако вследствие интерференции зубьев такую шестерню невозможно разместить внутри колеса, а следовательно, и невозможно получить максимальное передаточное отношение при заданных весогабаритных характеристиках редуктора.

Известна зубчатая передача планетарного редуктора, зубчатые элементы которой, выполненные в виде толкателей, изготавливают отдельно, а ступицу шестерни отдельно, после чего толкатели монтируют радиально возвратно-поступательно в соответствующих направляющих ступицы [2] Недостаток известного способа изготовления шестерни заключается в ограниченном типоразмере изготовленных шестерен (например, невозможно изготовить мелкомодульную шестерню), невысок коэффициент перекрытия зубьев в передаче, что снижает ее нагрузочную способность и вызывает вибрации в работе. Шестерня, изготовленная по известному способу, сложная по конструкции и нетехнологична в изготовлении.

Задача изобретения создание технологичного способа изготовления цилиндрических шестерен планетарного редуктора в широком диапазоне их типоразмеров, с установкой которых в планетарные редукторы можно получить максимальное передаточное отношение редуктора за счет минимально возможной разницы в один зуб между числом зубьев шестерни и взаимодействующего с ней колеса.

Предложен способ изготовления цилиндрической шестерни планетарного редуктора, в котором зубчатые элементы, предназначенные для взаимодействия с парным колесом внутреннего зацепления, и ступицу шестерни изготавливают отдельно, а затем монтируют зубчатые элементы в соответствующих направляющих ступицы возвратно-поступательно в радиальном направлении.

Новым в предложенном способе является то, что для изготовления зубчатых элементов первоначально воспроизводят шестерню, модуль и число зубьев которой соответствуют модулю парного к шестерне колеса и передаточному отношению редуктора, рассекают воспроизведенную шестерню на равноугольные зубчатые секторы, равномерно уменьшают площадь каждого сектора по его боковым сторонам на расчетную величину, после чего монтируют шестерню уменьшенного диаметра, обусловленного расчетной величиной уменьшения площади каждого сектора.

На фиг. 1 и 2 показана последовательность приемов образования шестерни; на фиг. 3 шестерня, вариант выполнения.

Способ осуществляют следующим образом.

Первоначально воспроизводят шестерню 1 (фиг. 1), радиус R окружности и число зубьев (модуль) которой соответствуют шестерне, теоретически правильно взаимодействующей с парным ей колесом 2 (фиг. 2) внутреннего зацепления. Поскольку шестерня радиусом R не вписывается в окружность выступов зубьев колеса, воспроизведенную шестерню диаметрально рассекают на ряд равноугловых секторов 3. Затем каждый из полученных секторов смещают к центру 0 шестерни по стрелке А (фиг. 1) до тех пор, пока крайние точки зубчатых венцов секторов не впишутся в окружность радиуса r. Так как при этом смещении боковые стороны контура каждого сектора заходят за контуры соседних, препятствуя радиальному смещению, то площадь каждого сектора равномерно уменьшают на расчетную величину t. Вновь полученные секторы 4 монтируют в направляющих 5 ступицы 6, при этом сомкнутые между собой секторы 4 образуют шестерню уменьшенного диаметра, зубчатый венец которой вписывается в окружность радиусом r.

Уменьшение диаметра шестерни обусловлено расчетной величиной t, на которую уменьшается площадь каждого сектора.

Поскольку в положении взаимодействия с зубьями колеса секторы 4 занимают "правильное" положение, вписываясь в окружность радиуса R, то зазор между боковыми поверхностями смежных сектором может достигнуть величины l=2t, что при определенном модуле и расчетной величине t может означать отсутствие 1-2 зубьев на зубчатом венце шестерни радиусом R. Однако ввиду значительной величины коэффициента перекрытия, присущей всем зубчатым передачам с внутренним зацеплением, возможное отсутствие некоторых зубьев не отразится на работоспособности передачи.

В варианте выполнения шестерни, показанном на фиг. 3, между кулачком 7 и секторами 4 установлены толкатели 8, что не влияет на совокупность приемов при изготовлении шестерни предлагаемым способом.

П р и м е р. Спроектирован редуктор с передаточным отношением i=72, зубчатое колесо которого имеет число зубьев Z_к=73 и диаметр окружности выступов D_к= 142 мм. Исходя из передаточного отношения редуктора число зубьев теоретической шестерни должно быть Z_ш=72 при диаметре окружности выступов D_ш= 148 мм. Поскольку шестерню диаметром 148 мм невозможно вписать в отведенное ей пространство диаметром 142 мм, шестерню разрезали на 12 секторов, площадь каждого из которых уменьшали по его боковым сторонам на расчетную величину t.

На практике определение расчетной величины t свелось к выбору минимальной толщины l=2t дисковой фрезы, которой разрезалась шестерня. При этом увеличение толщины l фрезы в достаточно большом диапазоне не отражается на работоспособности шестерни.

После монтажа полученных секторов на ступице вплотную друг к другу сборная шестерня приобрела уменьшенный диаметр (по сравнению с первоначальным), равный 140 мм, который уже вписывался в диаметр 142 мм.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ШЕСТЕРНИ ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА, в котором зубчатые элементы, предназначенные для взаимодействия с парным колесом внутреннего зацепления, и ступицу шестерни изготавливают отдельно, а затем монтируют зубчатые элементы в соответствующих направляющих ступицы с возможностью их радиального возвратно-поступательного перемещения, отличающийся тем, что для изготовления зубчатых элементов первоначально воспроизводят шестерню, модуль и число зубьев которой соответствуют модулю парного к шестерне колеса и передаточному отношению редуктора, рассекают воспроизведенную шестерню на равноугловые секторы, равномерно уменьшают площадь каждого сектора по его боковым сторонам на расчетную величину, после чего из секторов монтируют шестерню уменьшенного диаметра, обусловленного расчетной величиной уменьшения площади каждого сектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3