ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 1995 года по МПК F16H25/06 F16H1/32 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных машин, механизмов, технологического оборудования для изменения частоты вращения приводного электродвигателя.

Известна планетарная передача, содержащая ведущее звено, выполненное в виде двух коаксиальных колец, установленных на эксцентрике и образующих кольцевую щель между обращенными друг к другу поверхностями сателлиты-ролики, размещенные в кольцевой щели, водило, связанное с ведомым валом и выполненное в виде двух соединенных между собой дисков с радиальными прорезями, размещенных по обе стороны ведущего звена, и диск с замкнутой периодической канавкой, взаимодействующей с роликами [1].

Недостатком данной передачи является недостаточные кинематические возможности в части больших значений передаточного отношения.

В такой передаче передаточное отношение определяется числом периодов канавки на неподвижном диске по соотношению
U= Z₂±1, (1) где Z₂ - количество периодов периодической канавки на неподвижном диске;
1 - количество периодов ведущей канавки (однопериодная кольцевая щель, Z₁=1).

Верхний и нижний знаки соответствуют принятому количеству сателлитов Zm= Z₂+1 или Zm=Z₂-1. Как видно из формулы (1), для обеспечения больших передаточных отношений надо выбрать большее значение Z₂. А это усложняет изготовление передачи, увеличивает металлоемкость и трудоемкость изготовления.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей передачи.

Цель достигается тем, что в планетарной передаче, содержащей ведущее звено, соединенное с ведущим валом и выполненное в виде установленных с возможностью вращения на эксцентрике двух коаксиальных колец, образующих кольцевую щель между обращенными друг к другу поверхностями, сателлиты-ролики, размещенные в кольцевой щели, водило, выполненное в виде двух соединенных между собой дисков с радиальными прорезями, размещенных по обе стороны ведущего звена, и два диска с периодическими канавками на своих торцах, согласно изобретению, один из дисков с периодической канавкой связан с корпусом, а другой - с ведомым валом, передача снабжена двумя группами сателлитов-роликов, одна из которых взаимодействует с периодической канавкой неподвижного диска, а другая - с периодической канавкой ведомого диска, водило снабжено двумя группами равномерно расположенных прорезей, смещенных одна относительно другой, а количество прорезей принято равным Zm₁=Z₂₁±1 и Zm₂= Z₂₂±1, где Z₂₁ и Z₂₂ - количество периодов канавок на неподвижном и ведомом дисках соответственно.

На фиг. 1 изображена планетарная передача, разрез; на фиг. 2 - схема для определения передаточных отношений такой передачи.

Планетарная передача (фиг. 1) содержит ведущий вал 1 с эксцентриком 2, на котором установлен подшипник 3, несущий ведущее звено, состоящее из коаксиальных колец 4 и 5, образующих кольцевую щель. В кольцевой щели между обращенными друг к другу поверхностями колец 4 и 5 расположены две группы сателлитов-роликов. Одна группа сателлитов 6 в количестве Zm₁=Z₂₁±1 взаимодействует с периодической канавкой, выполненной на неподвижном диске 7, а вторая группа сателлитов 8 в количестве Zm₂=Z₂₂±1 взаимодействует с Z₂₂= периодной канавкой, выполненной на ведомом диске 9, связанной с выходным валом 10.

Сателлиты-ролики (групп 6 и 8) удерживаются на требуемом угловом расстоянии при помощи водила-сепаратора 11, свободно вращающегося при работе передачи. На фиг. 2 представлены совмещенные в одну плоскость развертки периодических канавок и изображены две группы сателлитов (темные и светлые точки): 1' - развертка однопериодной (Z₁=1) канавки - кольцевой щели, 2' - развертка периодической канавки с числом периодов Z₂₂, которая выполнена на ведомом диске, 3 - развертка периодической канавки с числом периодов Z₂₁, выполненной на неподвижном диске. На схеме изображены две группы сателлитов. Темные точки - это сателлиты 8, взаимодействующие с периодической канавкой на ведомом диске, их количество Zm₂=Z₂₂+1; светлые точки - сателлиты 6, взаимодействующие с периодической канавкой на неподвижном диске, их количество Zm₁=Z₂₁+1.

Из фиг. 2 видно, что при работе передачи, когда периодическая канавка (1') перемещается, например, влево из некоторого положения 1', происходит перемещение точек пересечения линии 1' с линиями 2' и 3' также влево. И если из положения 1' линию 1 переместить влево на величину
S₁ = + , то сателлит А, взаимодействующий с неподвижной канавкой, перейдет в положение В, т.е. переместится на величину
S₂₁ = .

На эту же величину переместится влево и водило, увлекая на собой другую группу сателлитов, взаимодействующих с ведомой канавкой (2 ), а вместе с ними и эту канавку, так как число ее периодов Z₂₂ отличается от Z₂₁.

Перемещению водила на S₂₁ будет в рассматриваемом случае соответствовать перемещение Z₂₂ - периодной канавки 2' на величину
S₂₂ = - .

При этом каждый сателлит пройдет по прорезям водила расстояние, равное размаху периодических канавок, т.е. равное 2А, где А - амплитуда канавок или эксцентриситет эксцентрика.

Передаточное отношение передачи находят, разделив путь, пройденный ведущим звеном (S₁), на соответствующий ему путь, пройденный ведомым звеном (S₂₂)
U = . (2)
Формула (2) получена для случая Zm₁=Z₂₁+1 и Zm₂=Z₂₂+1. Может быть еще три случая: Zm₁= Z₂₁-1; Zm₂=Z₂₂-1; Zm₁=Z₂₁+1; Zm₂=Z₂₂-1; Zm₁=Z₂₁-1; Zm₂= Z₂₂+1. Тогда окончательную зависимость для всех случаев можно записать так
U = . (3)
Анализ показывает, что если при Z₂=10 в передаче-прототипе достигается передаточное отношение U=11 при Zm=Z₂+1 (ф-ла 1), то в предлагаемой передаче при Z₂₁=10, Z₂₂=9, Zm₁=11 и Zm₂=10 достигается передаточное отношение U= -99. (Знак "минус" указывает на несовпадение направлений вращения ведущего и ведомого валов). Следовательно, предлагаемая планетарная передача обеспечивает расширение кинематических возможностей.

Расчеты показывают, что на основе предложенной конструкции планетарной передачи при Z₂₁ ≅ 31, Z₂₂ ≅ 31 и I Z₂₁-Z₂₂ I ≅ 3 можно получить планетарные роликовые редукторы, реализующие весь нормализованный ряд передаточных отношений от 1,6 до 1000.

Передача работает следующим образом.

При вращении ведущего вала 1 получают возвратно-поступательное перемещение по прорезям водила-сепаратора 11 сателлиты-ролики 6 и 8. Сателлиты 6 перемещаются при этом по периодической канавке неподвижного диска 7 и получают планетарное движение вокруг оси передачи, увлекая за собой водило-сепаратор 11. Другая группа сателлитов 8 также получает при этом возвратно-поступательное перемещение по прорезям водила-сепаратора 11 и планетарное движение вокруг оси передачи совместно с водилом. Диск 9 с периодической канавкой на торце которого взаимодействуют ролики-сателлиты 8, получает результирующее вращательное движение. Передаточное отношение передачи определяется зависимостью (3). Выбирая различные значения Z₂₁, Z₂₂, Zm₁, Zm₂, можно получить весь нормализованный ряд передаточных отношений планетарной передачи от 1,6 до 1000 при изменении Z₂₁ и Z₂₂ до 31.

Таким образом, если в планетарной передаче один из дисков с периодической канавкой связать с корпусом, а другой - с ведомым валом, передачу снабдить двумя группами сателлитов-роликов, одна из которых взаимодействует с периодической канавкой неподвижного диска, а другая - с периодической канавкой ведомого диска, водило снабдить двумя группами прорезей, смещенных одна относительно другой, а количество прорезей принять равным Zm₁=Z₂₁+1 и Zm₂= Z₂₂+1, где Z₂₁ и Z₂₂ - количество периодов канавок на неподвижном и ведомом дисках соответственно, то будет обеспечено расширение кинематических возможностей планетарной передачи, т.е. обеспечено при относительно небольших значениях Z₂₁ и Z₂₂получение передаточных отношений от единиц до сотен. В предлагаемой планетарной передаче при ее одноступенчатом исполнении обеспечивается получение передаточных отношений, соответствующих двухступенчатому исполнению.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: планетарная передача содержит ведущее звено, два диска с периодическими канавками, водило и две группы сателлитов-роликов. Ведущее звено выполнено в виде установленных на эксцентрике с возможностью вращения двух коаксиальных колец, образующих кольцевую щель. Водило выполнено в виде двух дисков с радиальными прорезями. Две группы сателлитов-роликов размещены в кольцевой щели и прорезях водила и взаимодействуют одна с периодической канавкой неподвижного диска, а другая с периодической канавкой ведомого диска. 2 ил.

ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, ведущее звено, соединенное с ведущим валом и выполненное в виде эксцентрика и установленных с возможностью вращения на последнем двух коаксиальных колец, образующих кольцевую щель между обращенными одна к другой поверхностями, водило, выполненное в виде двух размещенных по обе стороны ведущего звена и соединенных между собой дисков с равномерно расположенными радиальными прорезями, связанный с корпусом диск с периодической канавкой и размещенные в кольцевой щели сателлиты-ролики для взаимодействия с периодической канавкой и радиальными прорезями дисков водила, отличающаяся тем, что она снабжена связанным с ведомым валом другим диском с периодической канавкой, второй группой сателлитов-роликов для взаимодействия с последней и второй группой радиальных прорезей дисков водила, которые смещены относительно первой группы прорезей, а количество прорезей принято равным ZM₁=Z₂₁ ± 1 и ZM₂=Z₂₂ ± 1 в первой и второй группах соответственно, где Z₂₁ и Z₂₂ - количество периодов канавок на неподвижном и ведомом дисках.