Планетарный редуктор
Владельцы патента RU 2725435:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (RU)
Изобретение относится к машиностроению. Планетарный редуктор содержит быстроходный эксцентриковый вал (1), сателлиты с радиально расположенными отверстиями (2), неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями кругового или циклоидального профиля (3), фланцы с радиально расположенными отверстиями (4) и (5), стяжки (6), соединяющие фланцы (4), (5), и ролики (7), расположенные свободно, подвижно в отверстиях сателлитов (2) и фланцев (4), (5). Диаметр роликов (7) меньше диаметра отверстий сателлитов (2) и фланцев (4) и (5) на величину эксцентриситета быстроходного эксцентрикового вала (1). Сателлиты (2) выполнены в виде двух не содержащих зубьев дисков, расположенных с торцов неподвижного центрального колеса (3), а ролики (7) сопрягаются с зубьями неподвижного центрального колеса (3), профили которых очерчены по дуге окружности, образуя внутреннее зацепление, причем число роликов (7) и соответствующих им радиально расположенных отверстий в сателлитах (2) и фланцах (4), (5) на один-два меньше числа зубьев неподвижного центрального колеса (3). Обеспечивается снижение себестоимости планетарного редуктора и повышение его нагрузочной способности. 2 ил.
Изобретение относится к зубчатым передачам для сообщения вращательного движения с центральной осью передачи, лежащей внутри основной окружности планетарного колеса, в частности, к планетарным редукторам и может быть использовано в высоконагруженных приводах.
Из уровня техники известна планетарная передача с промежуточными звеньями (RU 2362072 C1, МПК F16H 1/32, F16H 25/06, опубл. 20.07.2009), содержащая эксцентриковый быстроходный вал, тихоходное центральное зубчатое колесо, установленное на выходном валу, центральное колесо-сепаратор, жестко закрепленный в корпусе, ролики, установленные в сепараторе с возможностью перемещения в радиальном направлении, нажимное кольцо, закрепленное на внутреннем кольце подшипника, установленного на эксцентриковом быстроходном валу со смещением относительно оси быстроходного вала, причем зубья тихоходного центрального колеса имеют циклоидальный профиль.
Недостатком передачи является ее низкая технологичность, связанная с тем, что неподвижное центральное колесо-сепаратор выполнено с зубьями-перемычками и сложно в изготовлении.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению, принятым в качестве прототипа, признан планетарный редуктор (RU 2460916 C1, МПК F16H 1/32, опубл. 10.09.2012), содержащий быстроходный эксцентриковый вал, сателлиты с внешними эвольвентными зубьями и радиально расположенными отверстиями, неподвижное центральное колесо с внутренними эвольвентными зубьями, фланцы с радиально расположенными отверстиями, соединенные между собой стяжками и связанные жестко с тихоходным валом, ролики, расположенные свободно, подвижно в отверстиях сателлитов и фланцев.
Недостатками конструкции являются большой объем зуборезных работ и, следовательно, высокая себестоимость, что связано с необходимостью выполнения сателлитов зубчатыми, а также низкая нагрузочная способность редуктора из-за большой концентрации изгибных напряжений в основании эвольвентных зубьев.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является снижение себестоимости планетарного редуктора и повышение его нагрузочной способности.
Указанная задача решена тем, что планетарный редуктор содержит быстроходный эксцентриковый вал, сателлиты с радиально расположенными отверстиями, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, фланцы с радиально расположенными отверстиями, соединенные между собой стяжками и связанные жестко с тихоходным валом, ролики, расположенные свободно, подвижно в отверстиях сателлитов и фланцев. При этом сателлиты выполнены в виде двух не содержащих зубьев дисков, расположенных с торцов неподвижного центрального колеса, а ролики выполнены сопрягающимися с зубьями неподвижного центрального колеса, профили которых очерчены по дуге окружности, и образующими внутреннее зацепление, причем число роликов и соответствующих им радиально расположенных отверстий на один-два меньше числа зубьев неподвижного центрального колеса.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков устройства, является снижение себестоимости планетарного редуктора за счет выполнения сателлитов в виде дисков, не содержащих зубьев, и использования в качестве зубьев простых в изготовлении роликов, а повышение нагрузочной способности - за счет выполнения зубьев неподвижного центрального колеса с профилями, очерченными по дуге окружности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид планетарного редуктора в разрезе, на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1.
Планетарный редуктор имеет следующую конструкцию.
Редуктор содержит быстроходный эксцентриковый вал 1, сателлиты с радиально расположенными отверстиями 2, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями 3, фланцы с радиально расположенными отверстиями 4 и 5, стяжки 6, ролики 7, подшипники быстроходного эксцентрикового вала 8, подшипники сателлитов 9, подшипники тихоходного вала 10 и корпус 11.
Сателлиты 2 и фланцы 4, 5 выполнены в виде дисков с радиально расположенными отверстиями, диаметр которых больше диаметра роликов 7 на величину эксцентриситета быстроходного эксцентрикового вала 1. Неподвижное центральное колесо 3 выполнено с внутренними зубьями кругового профиля. Число роликов 7 и соответствующих им отверстий сателлитов 2 и фланцев 4, 5 на один-два меньше числа зубьев неподвижного центрального колеса 3. Диаметр отверстий сателлитов 2, в которых располагаются стяжки 6, больше диаметра стяжек 7 не менее чем на два эксцентриситета быстроходного эксцентрикового вала 1. На быстроходном эксцентриковом валу 1 выполнен поперечный паз, позволяющий снизить центробежную силу, вызванную эксцентриситетом.
Сателлиты 2 расположены с торцов неподвижного центрального колеса 3. Ролики 7 сопрягаются с цилиндрическими поверхностями отверстий в сателлитах 2 и фланцах 4, 5, а также с зубьями неподвижного центрального колеса 3, образуя внутреннее зацепление.
Сборка планетарного редуктора осуществляется в следующей последовательности.
На быстроходный эксцентриковый вал 1 сажается левый его подшипник 8, а в сателлиты 2 - подшипники 9. Левый сателлит 2 сажается посредством подшипника 9 на быстроходный эксцентриковый вал 1. Стяжки 6 вставляются через отверстия в сателлитах 2 в отверстия фланца 5 и фиксируются в нем. Быстроходный эксцентриковый вал 1 в сборе с левым сателлитом 2 сажается посредством подшипника 8 во фланец 5. Неподвижное центральное колесо 3 располагается на быстроходном эксцентриковом валу 1 соосно фланцам 4, 5. Правый сателлит 2 сажается посредством подшипника 9 на быстроходный эксцентриковый вал 1 так, что стяжки 6 располагаются в его отверстиях. Ролики 7 вставляются в отверстия сателлитов 2 и одновременно вводятся в зацепление с зубьями неподвижного центрального колеса 3. Фланец 4 в сборе с подшипником 8 сажается одновременно на быстроходный эксцентриковый вал 1, на стяжки 6 и ролики 7. Собранный таким образом блок деталей вводится осевым перемещение в корпус 11 так, что неподвижное центральное колесо 3 сажается на внутреннюю поверхность корпуса 11 и фиксируется на ней, а жестко соединенный с фланцем 5 тихоходный вал сажается на установленные в корпусе 11 подшипники 10.
Планетарный редуктор работает следующим образом.
Вращательное движение передается от быстроходного эксцентрикового вала 1 сателлитам 2, которые перемещаясь в радиальном направлении смещают ролики 7, вводя их в зацепление с зубьями неподвижного центрального колеса 3. Благодаря разнице числа роликов 7 и числа зубьев неподвижного центрального колеса 3 сателлиты 2 совершают вращательное движение относительно неподвижного центрального колеса 3. При этом ролики 7 перекатываются по цилиндрическим поверхностям отверстий сателлитов 2 и фланцев 4, 5, передавая движение от сателлитов 2 фланцам 4, 5 и жестко связанному с ними тихоходному валу.
Планетарный редуктор имеет низкую себестоимость, так как не требует выполнения сателлитов зубчатыми и содержит сравнительно простые в изготовлении детали, а круговой профиль зубьев обеспечивает высокую их изгибную прочность и высокую нагрузочную способность передачи.
Планетарный редуктор, содержащий быстроходный эксцентриковый вал, сателлиты с радиально расположенными отверстиями, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, фланцы с радиально расположенными отверстиями, соединенные между собой стяжками и связанные жестко с тихоходным валом, ролики, расположенные свободно, подвижно в отверстиях сателлитов и фланцев, отличающийся тем, что сателлиты выполнены в виде двух не содержащих зубьев дисков, расположенных с торцов неподвижного центрального колеса, а ролики выполнены сопрягающимися с зубьями неподвижного центрального колеса, профили которых очерчены по дуге окружности, и образующими внутреннее зацепление, причем число роликов и соответствующих им радиально расположенных отверстий на один-два меньше числа зубьев неподвижного центрального колеса.
