Однорядный планетарный редуктор



Однорядный планетарный редуктор
Однорядный планетарный редуктор
Однорядный планетарный редуктор
Однорядный планетарный редуктор

 


Владельцы патента RU 2583117:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в энергетике, автомобилестроении, металлургии и других видах промышленных производств. Однорядный планетарный редуктор включает солнечную шестерню, водило, сателлиты и коронную шестерню, оси сателлитов установлены в подушках с возможностью их перемещения в пределах 3-4 мм в окнах дисков водила, выполненных по дугам окружности. Между подушками и дисками водила расположены сильфоны, заполненные маслом под давлением 0,1-0,2 МПа. Сильфоны, находящиеся впереди подушек по ходу движения водила, соединены трубопроводом в одну замкнутую систему, а сильфоны, расположенные сзади подушек, соединены другим трубопроводом во вторую замкнутую систему. Обеспечивается снижение веса редуктора и повышение надежности. 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в энергетике, автомобилестроении, металлургии и других видах промышленных производств для снижения веса оборудования, повышения надежности и использования унифицированных деталей.

Известен однорядный планетарный редуктор [1, с. 434-442; 2, с. 289-290; 3, с. 89], включающий в свой состав зубчатые колеса с движущимися геометрическими осями (сателлиты), систему, несущую оси сателлитов (водило), внутреннее зубчатое колесо, вокруг которого обкатываются сателлиты - центральное или солнечное колесо и наружное зубчатое колесо, по которому обкатываются сателлиты - центральное или, если оно неподвижно, тогда опорное колесо или коронная шестерня. Количество сателлитов чаще всего варьируется от двух до шести. Передаточное отношение обычно не выше 10.

В литературе [2, с. 289] как достоинство планетарной передачи отмечается «многопоточность передачи энергии несколькими зубчатыми парами параллельно» и, как следствие, - малые габаритные размеры и масса редуктора. Однако практика эксплуатации планетарных редукторов привела доктора технических наук Л.Н. Решетова к выводу: [3, с 94] «При расчете на прочность и долговечность многосателлитных планетарных передач следует учитывать неравномерность распределения нагрузки по сателлитам. Даже в весьма точно изготовленных планетарных передачах, судя по контактным напряжениям, при которых выкрашиваются рабочие поверхности зубьев, нагрузка по сателлитам распределяется так, как если бы работали примерно два сателлита из трех.» Таким образом, в реально работающих планетарных редукторах нагрузки по сателлитам неравномерны, что вызывает радиальные усилия на подшипники валов водила и солнечной шестерни. Это приводит к ускоренному выходу из строя этих подшипников, а также солнечной шестерни и перегруженных сателлитов, т.е. лишает планетарный редуктор его преимуществ перед обычным цилиндрическим редуктором.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является однорядный планетарный редуктор BHS - Stoeckicht [4, с. 571], у которого коронная шестерня установлена в корпусе редуктора в сферической чашке, что позволяет ей самоустанавливаться при действии на нее осевых нагрузок. От вращения коронная шестерня предохранена шлицевым соединением. Зубчатые зацепления редуктора - косозубые. Число сателлитов - 3. При перегрузке одного из сателлитов его осевые усилия поворачивают коронную шестерню до тех пор, пока не выравняются осевые нагрузки всех трех сателлитов, а значит, выравниваются и окружные нагрузки.

Недостатками указанного редуктора является то, что он может иметь только три сателлита, когда коронная шестерня устойчиво и без зазоров устанавливается на трех опорах, кроме того, возникающие при повороте коронной шестерни перекосы приводят к неравномерным контактным напряжениям по длине зубьев коронной шестерни и сателлитов, более высоким в местах контакта.

Процесс самоустановки коронной шестерни связан с перегруженным сателлитом и с ним же связан процесс выравнивания нагрузок. С вращением водила «вращается» процесс самоустановки коронной шестерни, т.е. она в чашке корпуса и шлицах совершает качательные движения с частотой вращения водила. Этот процесс протекает при полных нагрузках редуктора и вызывает износ деталей коронной шестерни и чашки корпуса редуктора.

Задачей изобретения является создание однорядного планетарного редуктора с числом сателлитов от двух до шести с равномерно распределенной нагрузкой между ними, без перекосов зубчатых зацеплений и изготовленного из однотипных деталей, могущих быть созданными с высокой точностью. Кроме того, редуктор должен выполнять функции упругой муфты.

Поставленная задача достигается тем, что в однорядном планетарном редукторе, содержащем солнечную шестерню, водило, сателлиты и коронную шестерню, оси сателлитов установлены в подушках (корпусах) с возможностью перемещения их в пределах 3-4 мм в окнах дисков водила, выполненных по дугам окружности, подушки расположены между сильфонами, а сильфоны упираются в диски водила, внутри сильфоны заполнены маслом под давлением 0,1-0,2 МПа, причем все сильфоны, расположенные впереди подушек (по ходу движения водила), соединены трубопроводами в одну замкнутую систему, а расположенные сзади подушек - во вторую систему.

На фиг. 1 - пример конструктивного выполнения планетарного редуктора с тремя сателлитами (водило снято); на фиг. 2 показана принципиальная схема предлагаемого редуктора; на фиг. 3а, б, в - схема выбора зазора у сателлитов, не контактирующих с зубьями солнечной шестерни и коронной шестерней; на фиг. 4 - усилия, передаваемые сателлитами при полной внешней нагрузке редуктора.

В предлагаемом редукторе солнечная шестерня 1 (фиг. 1) находится в зацеплении с окружающими ее сателлитами 2а, 2б, 2в, расположенными между солнечной шестерней 1 и коронной шестерней 3. В дисках 4 водила выполнены окна 5 по числу сателлитов редуктора (от 2 до 6) в форме частей кольца, в которых, с возможностью скольжения в пределах 3-4 мм, установлены подушки 6а, 6б, 6в, несущие оси сателлитов. Впереди подушек, если солнечная шестерня и водило вращаются по часовой стрелке, расположены сильфоны 7а, 7б, 7в, которые упираются одной стороной в соответствующую подушку 6а, 6б, 6в, а другой стороной в диск 4 водила. Эти сильфоны через резьбовые отверстия 8а, 8б, 8в соединены между собой трубопроводом 9а в замкнутую систему, которая заполнена маслом под давлением 0,1-0,2 МПа. Сильфоны 12а, 12б, 12в, расположенные сзади подушек 6а, 6б, 6в, соединены трубопроводом 13а в замкнутую самостоятельную систему, находящуюся под давлением в 0,1-0,2 МПа.

Два диска 4 водила и само водило соединены болтами, проходящими через отверстия 9 (фиг. 1), осевая центровка дисков и водила осуществлена заточкой 10 (фиг. 1), а неизменность угловой установки обеспечена штифтами 11 (фиг. 1), установленными перед механической обработкой дисков 4 и водила.

Предлагаемый редуктор работает следующим образом.

При вращении по часовой стрелке вала солнечной шестерни 1 (фиг. 2) и отсутствии внешней нагрузки на выходном валу 2 (водиле) редуктора, движение водила осуществляется за счет только одного сателлита (например, сателлита 2а), контактирующего зубьями с коронной шестерней 3. Два других сателлита 2б и 2в, оси которых установлены в подушках в дисках водила с допустимой ошибкой и не контактируют своими зубьями с коронной шестерней 3, в осуществлении движения водила не участвуют. Их зубья находятся на некотором расстоянии (в пределах ошибки изготовления и монтажа) от зубьев коронной шестерни 3 (фиг. 3а). Эта величина для 5-го квалитета изготовления деталей и их монтажа не выходит за пределы 0,1 мм.

С появлением внешней нагрузки, незначительно превышающей нагрузку холостого хода, сателлит 2а (фиг. 2) перемещает подушку 6а, установленную с возможностью скольжения в окне 5 диска водила 4, сжимает сильфон 7а, создает в нем давление, которое по трубопроводу 9а передается в сильфоны 7б и 7в. Эти сильфоны удлиняются и перемещают подушки 6б и 6в с соответствующими сателлитами 2б и 2в. Зазоры между зубьями сателлитов 2б и 2в и зубьями коронной шестерни уменьшаются и при определенной внешней нагрузке зубья сателлита 2б, имеющего меньшую ошибку изготовления и монтажа Δ1 (фиг. 3а), начинают контактировать с зубьями коронной шестерни 3 Δ1=0 (фиг 3б). Сателлит 2б начинает воспринимать внешнюю нагрузку. Дальнейшее увеличение нагрузки на валу 2 водила создает повышение давления в сильфонах 7а и 7б, которое по трубопроводу 9а передается в сильфон 7в, удлиняет его и перемещает подушку 6в с соответствующим сателлитом 2в до контакта с зубьями коронной шестерни 3 (фиг. 3в). Дальнейшее увеличение нагрузки на валу водила воспринимается практически равномерно уже всеми тремя сателлитами и одинаковая жесткость сильфонов при их деформации в один мм обеспечивает номинальную суммарную нагрузку редуктора Δ (фиг. 4, Qном).

Величина неравномерности усилий, передаваемых сателлитами, составляет (при номинальной нагрузке) не более 5% (фиг. 4). Деформация сильфонов в пределах 1-1,2 мм позволяет выполнять их с одним гофром, т.е. короткими и вполне допускающими создание однорядных планетарных редукторов с шестью сателлитами. Конструкция сильфонов однотипна, рабочие поверхности, примыкающие к дискам 4 водила и подушкам 2а, 2б, 2в, шлифуются и подушки полностью взаимозаменяемы. Подушки, несущие оси сателлитов, при очень малых перемещениях (в пределах 0,05-0,1 мм), скользят в направляющих параллельно самим себе и исключают перекос зубьев шестерен сателлитов, упругие деформации сильфонов под внешней нагрузкой позволяют редуктору выполнять функции упругих муфт. При изменении направления вращения редуктора работают сильфоны 12а, 12б, 12в, объединенные в систему трубопроводом 13а (фиг. 2).

Таким образом, поставленная задача решена.

Однорядный планетарный редуктор, включающий солнечную шестерню, водило, сателлиты и коронную шестерню, отличающийся тем, что оси сателлитов установлены в подушках с возможностью их перемещения в пределах 3-4 мм в окнах дисков водила, выполненных по дугам окружности, между подушками и дисками водила расположены сильфоны, заполненные маслом под давлением 0,1-0,2 МПа, причем сильфоны, находящиеся впереди подушек (по ходу движения водила), соединены трубопроводом в одну замкнутую систему, а сильфоны, расположенные сзади подушек, соединены другим трубопроводом во вторую замкнутую систему.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах с ограниченным радиальным размером. Многорядная планетарная передача содержит солнечную шестерню, водило с сателлитами, установленными в нем рядами, оси, вкладыши, центральное колесо, корпус и механизм ограничения момента, выполненный в виде двух фрикционных полуколец, пружины и гайки.

Изобретение относится к приводной технике, в частности к планетарно-цевочным редукторам. Многоприводный планетарно-цевочный редуктор содержит не менее двух эксцентриковых валов, каждый из которых приводится во вращение отдельным электродвигателем, установленным на корпусе редуктора.

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.

Изобретение относится к машиностроению и электротехнике и может быть использовано в качестве редукторов и мультипликаторов. Технический результат - повышение удельных характеристик.

Изобретение относится к электротехнике и машиностроению и может быть использовано в качестве редукторов и мультипликаторов. Техническим результат - повышение удельных характеристик.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к бесступенчатым вариаторам. Вариатор состоит из ведущего и ведомого звеньев.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к планетарным передачам. Односателлитная планетарная передача состоит из ведущего центрального колеса, сателлита и водила.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к редукторам с зубчатыми передачами. Редуктор с плавающим колесом и многоступенчатая реверсируемая трансмиссия с плавающим колесом содержат: переднюю планетарную зубчатую передачу, заднюю планетарную зубчатую передачу, плавающее колесо с двумя зубчатыми венцами.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в цилиндрических зубчатых передачах с колесами большого диаметра. Зубчатая передача состоит из пары сопряженных зубчатых колес, установленных в корпусе передачи, - колеса малого диаметра и колеса большого диаметра, состоящего из диска, ступицы, посредством которой установлено на валу с осью вращения и зубчатого венца.

Изобретение относится к приводным устройствам, а именно к редукторному электродвигателю (мотор-редуктору). Электродвигатель содержит корпус, в котором размещены статор, ротор и планетарно-цевочный редуктор.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к планетарным передачам. Передача содержит входное зубчатое колесо, четыре сателлита, первый трехшарнирный рычаг, второй трехшарнирный рычаг, третий трехшарнирный рычаг, выходное звено и неподвижное зубчатое колесо. Первый и второй дополнительные сателлиты связанны между собой первым трехшарнирным рычагом, к которому присоединяется второй трехшарнирный рычаг, а третий и четвертый сателлит связаны между собой третьим трехшарнирным рычагом который тоже соединен со вторым трехшарнирным рычагом к соединяющий все сателлиты с выходным звеном, которое соединяется со стойкой О. Обеспечивается передача мощности от входного звена к водилу через четыре сателлита. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к соединительному устройству между вращающимися валами. Соединительное устройство расположено между ведущим валом (2) и ведомым валом (4) и содержит ведущее зубчатое колесо (6), расположенное на ведущем валу (2), и ведомое зубчатое колесо (7), расположенное на ведомом валу (4). Ведущее зубчатое колесо (6) и ведомое зубчатое колесо (7) закреплены в корпусе (8), который, с одной стороны, соединен с корпусом (10) двигателя (3) и, с другой стороны - с корпусом (11) ведомого аппарата (5). Ведущее зубчатое колесо (6) или ведомое зубчатое колесо (7) являются кольцевыми зубчатыми колесами (15) с внутренними зубьями (16), а соответствующее оставшееся из колес (7, 6) соединительного устройства является шестерней (17) с внешними зубьями (18). Корпус (8) оборудован средствами (19) регулировки расстояния между валами (2) и (3), которые параллельны и не соосны. Достигается удобство в пользовании. 22 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к зубчатым передачам. Планетарная коробка передач с наружным расположением тормозной муфты обеспечивает переключение передач без изменения зацепления всех шестерней. Число передач определяется числом планетарных и кольцевых шестерней. Солнечная шестерня закреплена на входном вале и передает вращательный момент на планетарную шестерню, которая закреплена на валу, имеющем возможность вращения, вместе с остальными планетарными шестернями. Все кольцевые шестерни имеют возможность вращения и торможения относительно корпуса коробки передач. Включение передачи осуществляется при торможении одной из кольцевых шестерней с помощью тормозной муфты. Коробка передач не требует сцепления. Корпус коробки передач используется для опоры тормозных шестерней. В результате повышается надежность и долговечность конструкции. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими зубчатыми колесами, имеющими непрямые зубья. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец. Со стороны торца зубчатого колеса, к которому направлена осевая сила, действующая на зубчатый венец при зацеплении вращающегося зубчатого колеса с парным колесом работающей под нагрузкой передачи, расположена пара упорных роликов, примыкающих своими поверхностями катания к этому торцу венцового колеса. Ролики установлены с возможностью своего свободного вращения на осях, расположенных радиально и неподвижно относительно вращающегося зубчатого колеса. Ролики разнесены относительно друг друга в плоскости вращения зубчатого колеса, симметрично относительно линии центров парных колес передачи. Угол между осью вращения каждого ролика и линией центров колес передачи не меньше, чем угол зацепления этих колес. Достигается повышение прочности зубчатого колеса за счет уменьшения воздействия осевой силы на зубчатое колесо. 2 ил.

Изобретение относится к планетарной коробке передач. Планетарная коробка передач с внутренним расположением тормозной муфты содержит одинаковое количество тормозных и планетарных шестерней. Планетарные шестерни закреплены на валу, имеющем возможность поворота относительно двух параллельных осей. Тормозные шестерни имеют возможность вращения относительно собственной оси и возможность торможения с помощью тормозной муфты. Солнечная шестерня закреплена на входном валу, а выходной вал соединен с водилом. Тормозные шестерни выполнены кольцевыми с зубьями на внутренней поверхности и опираются с помощью подшипников на корпус коробки передач. Тормозная муфта взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндрических частей тормозных шестерней. Обеспечивается возможность использования корпуса коробки передач для опоры тормозных шестерней. 5 ил.

Изобретение относится к приводным устройствам. Устройство содержит редуктор с жестким колесом, генератором волн и гибким колесом. Гибкое и жесткое колеса выполнены с возможностью вращения относительно друг друга на величину, соответствующую разности числа зубьев, которая представляет собой разность чисел зубьев с внутренним и внешним зацеплением, когда генератор волн поворачивается на один оборот. Устройство дополнительно содержит секцию считывания угла поворота входного вала для считывания позиции вращения входного вала редуктора, секцию считывания угла поворота выходного вала для считывания позиции вращения выходного вала редуктора и средство оценки возникновения защемления, которое представляет собой проскальзывание позиций зацепления зубьев с внутренним зацеплением и зубьев с внешним зацеплением, когда величина расхождения между считываемой величиной секции считывания угла поворота входного и выходного вала превышает или равна предварительно определенному значению. Обеспечивается снижение размера и веса приводного устройства, а также обеспечение большего передаточного числа. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими колесами. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец. Со стороны обоих торцов зубчатого колеса, в районе его зацепления с парным колесом, расположены дугообразные опорные элементы, укрепленные неподвижно относительно вращающегося зубчатого колеса и прилегающие эквидистантно к его поверхностям посредством антифрикционных прокладок, укрепленных на опорных элементах, со стороны торца зубчатого колеса, откуда направлена осевая сила, создающая при работе зубчатого колеса в передаче. Опорный элемент прилегает к внутренней поверхности венцового колеса, со стороны торца зубчатого колеса, куда направлена упомянутая осевая сила. Опорный элемент прилегает к внутренней поверхности венцового колеса и к торцу венцового колеса и имеет в сечении Г-образную форму. Поверхности опорных элементов, прилегающие к поверхностям зубчатого колеса, расположены симметрично относительно линии центров парных зубчатых колес. Поверхности опорных элементов по своим размерам поперек линии центров парных зубчатых колес больше, чем ширина зоны зацепления этих парных зубчатых колес. Достигается повышение прочности зубчатого колеса за счет уменьшения воздействия осевой силы на зубчатое колесо. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механических устройствах, реализующих дискретные законы движения при непрерывном движении ведущего. Волновая передача дискретного движения содержит гибкое колесо, расположенный внутри него генератор волн и жесткое колесо, состоящее из четырех зубчатых секторов из двух пар, одинаковых и диаметрально противоположно расположенных. Одна пара зубчатых секторов образует с гибким колесом волновую передачу, а другая пара секторов - волновую муфту. В локальных областях относительно граничных линий между секторами жесткого колеса его зубья имеют систему пазов переменной геометрии, расположенных во впадинах между зубьями. Размеры угловых границ φ0i и φ0j локальных областей системы пазов относительно граничных линий между секторами жесткого колеса и переменные геометрические параметры пазов определяются законом распределения боковых зазоров зубьев в волновой передаче и в волновой муфте соответственно, материалом зубьев жесткого колеса и расчетным усилием на зуб жесткого колеса. Обеспечивается существенное снижение динамических нагрузок в зонах пересопряжения зубьев гибкого колеса на границах секторов жесткого колеса, а также повышение долговечности передачи. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в зубчатых передачах с колесами большого диаметра и с широкими зубчатыми венцами. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска и венцовое колесо с зубчатым венцом, причем ширина венцового колеса и зубчатого венца больше толщины диска тела. В области зоны зацепления зубчатого колеса с парным зубчатым колесом зубчатой передачи со стороны внутренней поверхности венцового колеса с обоих торцов диска тела расположены опорные ролики. Ролики установлены с возможностью свободного вращения в плоскости вращения зубчатого колеса на осях, неподвижных относительно вращающегося зубчатого колеса и с контактированием своими поверхностями катания с внутренней поверхностью венцового колеса. Обеспечивается повышение прочности зубчатого колеса без увеличения его материалоемкости. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым планетарным передачам. Планетарная передача содержит эксцентриковое водило, три сателлита с внешними зубьями и отверстиями, расположенные симметрично относительно плоскости поперечного сечения передачи, центральное колесо с внутренними зубьями, два диска, жестко соединенных между собой и с выходным валом стяжками, ролики, посаженные на подшипники качения и расположенные в отверстиях сателлитов свободно. Ролики выполнены в виде пустотелых цилиндров длиной, близкой к суммарной ширине трех сателлитов, и каждый из них посажен на один подшипник качения, установленный на стяжке. Изобретение позволяет снизить радиальный размер и себестоимость планетарной передачи. 2 ил.
Наверх