Безлюфтовый планетарно-цевочный редуктор
Владельцы патента RU 2580598:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (RU)
Изобретение относится к машиностроению, а именно к приводам машин. Планетарно-цевочный редуктор состоит из быстроходной ступени, в которой центральное колесо с полушевронами 2 и 3, имеющими внешние эвольвентные зубья, зацепляется с сателлитами 5 с полушевронами 4 и 5, консольно закрепленными на эксцентриковых валах 6, вращающихся в подшипниках 12, размещенных в водиле 8 цевочной передачи, сателлитов 9 с циклоидным профилем зубьев, установленных посредством подшипников 10 на эксцентриках соответствующего вала, и взаимодействующих с цевками 11, зафиксированными на внутренней поверхности корпуса 1. Сателлиты быстроходной ступени 5 зафиксированы на эксцентриковых валах посадками с натягом, создаваемыми перемещением этих сателлитов гайками 17 по коническим концам эксцентриковых валов. Обеспечивается упрощение сборки редуктора и уменьшение люфта на выходном звене. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно - к приводам машин. Преимущественная область применения - следящие системы: станки с ЧПУ, роботы и т.п., к которым предъявлены требования повышенного передаточного числа.
Из уровня техники известен планетарно-цевочный редуктор, который содержит быстроходную и тихоходную ступени. Быстроходная ступень - эвольвентная прямозубая планетарная передача, тихоходная - цевочная передача. Быстроходная ступень состоит из центрального колеса (солнце) и сателлитов быстроходной ступени. Цевочная передача состоит из эксцентриковых валов, установленных в водиле, и циклоидальных сателлитов, зацепляющихся с цевками корпуса. Сателлиты быстроходной ступени неподвижно связаны с эксцентриковыми валами цевочной передачи. При этом как сателлиты быстроходной ступени, так и циклоидальные сателлиты расположены (аналог) на эксцентриковых валах между их опор (каталог 999016/En/De-03.2011 // URL: http://www.sumitomodriveeurope.com/en/motion-control-drives/fine-cuclo/FC_ENG_DEU_999016_03_2011_Web.pdf). В таком редукторе сложно обеспечить точную угловую установку сателлитов быстроходной ступени относительно эксцентриков эксцентриковых валов и отрегулировать осевые зазоры в опорах эксцентриковых валов.
Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению (прототип) является устройство - планетарно-цевочный редуктор, у которого сателлиты быстроходной ступени расположены на эксцентриковых валах консольно (каталог High Precision Gearheads RD Series // URL: http:www.nabtescomotioncontrol.com/pdfs/RDseriesENG_005_Wed.pdf). В этом редукторе облегчена точная угловая установка сателлитов быстроходной ступени относительно эксцентриков эксцентриковых валов, но сложно отрегулировать осевые зазоры в опорах эксцентриковых валов.
Сущность изобретения заключается в применении шевронной передачи в быстроходной ступени планетарно-цевочного редуктора. Техническим результатом заявленного изобретения являются: упрощение сборки редуктора, так как применение шевронной передачи позволяет установить каждый из эксцентриковых валов на двух плавающих опорах; уменьшение люфта на выходном звене редуктора, так как применение шевронной передачи позволяет увеличить коэффициент перекрытия в зацеплениях зубьев.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез редуктора, на фиг. 2 изображен вид на редуктор слева.
Планетарно-цевочный редуктор содержит корпус 1, центральное колесо (солнце) с полушевронами 2 и 3, имеющими внешние эвольвентные зубья, сателлиты быстроходной ступени 4 с полушевронами 4 и 5, консольно закрепленные на эксцентриковых валах 6. Две опоры 7 каждого эксцентрикового вала в водиле 8 (выходном звене редуктора) - плавающие. На эксцентриках этих валов посредством подшипников 10 установлены циклоидальные сателлиты 9, взаимодействующие с цевками 11, закрепленными в корпусе. Подшипники 12 являются опорами водила в корпусе. Сателлиты быстроходной ступени 4 зафиксированы на эксцентриковых валах посадками с натягом, создаваемым перемещением этих сателлитов гайками 17 по коническим концам эксцентриковых валов. Полушеврон 2 изготовлен за одно с насадкой, закрепляемой на валу двигателя 16 с помощью цанги 15, шпильки 14 и гайки 13. Полушеврон 3 крепится на полушевроне 2 гайкой 18. Полушевроны 5 фиксируются на сателлите 4 винтами 19. Центральное колесо и сателлиты быстроходной ступени выполнены разъемными для обеспечения возможности сборки.
Работа планетарно-цевочного редуктора происходит следующим образом. Вращающий момент от вала двигателя 16 посредством цанги 15 подводится к центральному колесу с полушевронами 2 и 3, вращающему сателлиты быстроходной ступени 4 и жестко связанные с ним эксцентриковые валы 6. Эксцентриковые валы вращаются синфазно, а циклоидальные сателлиты 9 совершают плоскопараллельное движение, обкатываясь оппозитно друг другу по цевкам 11. Выходным звеном редуктора является водило 8, с которого снимается вращающий момент.
Сборку быстроходной ступени начинают с закрепления полушеврона 2, изготовленного за одно с насадкой, на валу 16 двигателя, затягивая резьбовое соединение гайки 13 со шпилькой 14, предварительно завернутой в цангу 15. Устанавливают двигатель в корпус 1 редуктора. Сателлиты быстроходной ступени 4 надевают на консольные концы эксцентриковых валов 6 и, введя в зацепление с полушевроном центрального колеса 2, фиксируют на валах 6, затягивая гайки 17. На полушеврон 2, изготовленный за одно с насадкой, надевают полушеврон 3 с последующей его фиксацией затягиванием гайки 18. На сателлиты 4 надевают полушевроны 5, вводят их в зацепление с полушевроном 3 с последующей их фиксацией затягиванием винтов 19.
Таким образом, заявленная конструкция редуктора обладает большим передаточным числом, малым люфтом, который соответствует требованиям к высокоточным приводам, простотой сборки и наладки и, в конечном итоге, делает использование редуктора экономически выгодным.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, не известной на дату приоритета из уровня техники, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.
Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в следящих системах, в станках с ЧПУ, роботах и т.п.
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям по условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.
Планетарно-цевочный редуктор, содержащий корпус с планетарной быстроходной и цевочной тихоходной ступенями, в котором быстроходная ступень состоит из установленного на валу двигателя центрального колеса с наружными эвольвентными зубьями и взаимодействующих с ним сателлитов быстроходной ступени, консольно установленных на эксцентриковых валах, а тихоходная ступень состоит из взаимодействующих с цевками корпуса циклоидальных сателлитов, установленных на подшипниках эксцентриковых валов, которые, в свою очередь, вращаются в опорах, размещенных в водиле, являющемся выходным звеном редуктора, отличающийся тем, что с целью упрощения сборки и уменьшения люфта зубья планетарной быстроходной ступени выполнены шевронными, а обе опоры каждого из эксцентриковых валов в водиле - плавающими.
