ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 1995 года по МПК F16H1/48 F16H57/08 

Изобретение относится к машиностроению, а более точно, к планетарным передачам, и может быть применено при создании планетарных редукторов и моторедукторов, для сервоприводов металлорежущих станков с ЧПУ и промышленных роботов, а также другого прецизионного оборудования, к кинематическим цепям которого предъявляются жесткие требования на точность и отсутствие зазоров. Изобретение также может найти применение в непланетарных зубчатых передачах, которые могут быть получены из планетарных при неподвижном водиле.

Известна планетарная передача, содержащая центральные колеса и водило, включающее закрепленные на нем внутренними концами радиальные стержни, жестко соединенные с осями, на которых консольно установлены посредством сферических подшипников сателлиты, при этом водило снабжено радиально расположенными опорами, в которых шарнирно установлены наружные концы стержней [1]
Эта конструкция отличается низкой жесткостью и точностью из-за наличия между водилом и осями промежуточных элементов радиальных стержней.

Известна двухступенчатая планетарная передача, содержащая быстроходную шестерню с внешними зубьями, сателлиты на подшипниках качения, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями и центральную шестерню с внешними зубьями тихоходной ступени, при этом часть зубьев тихоходной шестерни имеет большую длину и на их консольной части, выступающей за обод шестерни, установлены подшипники сателлитов быстроходной ступени [2]
К недостаткам этого технического решения следует отнести:
точечный контакт зубьев центральной шестерни с подшипниками сателлитов, вызывающий повышенный износ и шум подшипников;
ограниченную возможность использования только при консольном креплении сателлитов и только при наличии как минимум двух ступеней;
низкую жесткость и прочность опор сателлитов из-за из вынужденного ослабления, вызванного необходимостью вписаться во внутренний диаметр подшипника;
ограничения в выборе передаточного числа, накладываемые на при проектировании передачи, так как необходимо обеспечить соответствие между межцентровым расстоянием сателлитов быстроходной ступени и делительным диаметром центральной шестерни тихоходной ступени.

Известна планетарная передача, наиболее близкая по технической сущности к изобретению, содержащая корпус, в котором с помощью подшипника смонтировано водило в установленными в нем с возможностью свободного вращения на осях сателлитами, и находящиеся в зацеплении с последними центральные колеса, причем внутренние отверстия в сателлитах выполнены коническими [3]
Недостатками прототипа являются ограниченная точность, лимитируемая возможностями процесса координатной расточки отверстий под оси сателлитов, а также тем фактом, что после термообработки водила оси упомянутых отверстий уводит. Коническая форма отверстий в сателлитах позволяет выравнять нагрузку между сателлитами в силовых передачах, но в то же время обуславливает низкую жесткость конструкции и невозможность использования подшипников качения.

Таким образом, во всех известных решениях для размещения осей сателлитов выполняют координатное сверление и расточку отверстий в водиле с последующей его термообработкой для повышения твердости. Неизбежным следствием этого является деформация водила и изменение координат отверстий, что приводит к погрешностям расположения сателлитов. В результате общая нагрузка, передаваемая по кинематической цепи редуктора, распределяется между сателлитами неравномерно, приводя к перегрузкам одного из них.

Задачей изобретения является создание планетарной передачи, конструкция которой позволяет выполнить операцию шлифования закаленных поверхностей зубьев водила после термообработки, что предопределяет высокую точность расположения осей сателлитов и приводит к выравниванию нагрузки между ними; позволяет варьировать количеством устанавливаемых сателлитов в зависимости от нагрузки без внесения изменений в конструкцию или выполнения дополнительных технологических операций.

Поставленная задача достигается тем, что в планетарной передаче, содержащей корпус, размещенные в нем центральные колеса, сателлиты и водило с цилиндрическими ступенчатыми осями, каждая из которых имеет базирующую поверхность для размещения в водиле и рабочую поверхность для базирования сателлита, водило имеет зубчатый венец и стопорные элементы, которые своими внутренними кольцами надеты на зубчатый венец водила, каждая из осей имеет меньшие и большую цилиндрические ступени, базирующие поверхности выполнены на меньших ступенях осей, которыми последние неподвижно установлены во впадинах зубьев зубчатого венца водила посредством стопорных элементов, а часть базирующих поверхностей, обращенная к стопорным элементам, выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу внутреннего кольца стопорного элемента, а на двух диаметрально противоположных сторонах рабочей поверхности каждой из осей выполнены продольные лыски для радиального смещения сателлитов.

Возможен вариант выполнения планетарной передачи, при котором стопорные элементы выполнены в виде колец, а рабочая поверхность каждой из осей расположена на их большей ступени.

Возможен также вариант выполнения планетарной передачи, когда элементы выполнены в виде внутренних колец подшипников, при этом на зубчатом венце водила выполнена кольцевая канавка для размещения в ней большей ступени осей, на поверхности которой, обращенной к водилу, выполняется продольная лыска, а рабочая поверхность каждой из осей выполнена на одной из меньших, расположенных консольно ступеней.

На фиг. 1 изображена планетарная передача, разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 вариант с консольным расположением сателлитов и запирание осей с помощью подшипников; на фиг.4 осевое сечение водила; на фиг.5 ось водила фиг. 1; на фиг.6 сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.7 вариант оси водила с консольным расположением сателлитов, показанной на фиг.3; на фиг.8 сечение В-В на фиг.7.

Планетарная передача (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором с помощью подшипников 2 и 3 установлено водило 4, на котором выполнен зубчатый венец.

Во впадинах зубчатого венца водила 4 установлены ступенчатые оси 5 (фиг. 5 и 6), которые своими базирующими поверхностями 6, выполненными на меньших ступенях, прижимаются к боковым поверхностям зубьев зубчатого венца водила 4 с помощью стопорных элементов, выполненных в виде колец 7 и 8.

На базирующих поверхностях 6 осей 5 выполнена цилиндрическая лыска 9 с радиусом кривизны R, совпадающим с радиусом отверстий колец 7 и 8, что предохраняет оси от проворачивания. Стопорные винты 10 удерживают кольца на водиле. Плоские лыски 11 и 12, выполненные на диаметрально противоположных сторонах рабочей поверхности 13, выполненной на большей ступени осей 5, создают возможность для некоторого перемещения сателлитов 14 в радиальном направлении (так называемые "плавающие" сателлиты), что необходимо для избежания заклинивания передачи. Сателлиты 14 находятся одновременно в зацеплении с солнечным колесом 15 и центральным зубчатым колесом 16 с внутренними зубьями, запрессованным в корпус.

Планетарная передача, изображенная на фиг.3, отличается консольным расположением сателлитов 14 на рабочей поверхности осей 5 и тем, что подшипники 2 и 3, контактируя своими внутренними кольцами с цилиндрическими лысками 9 осей 5 (фиг.7 и 8), прижимают последние к боковым поверхностям зубьев венца водила 4. Это упрощает конструкцию, так как позволяет обойтись без колец 7 и 8. Кроме того, большая ступень 17 оси 5 (фиг.7 и 8) входит в кольцевую канавку 18, выполненную на зубчатом венце водила 4 (фиг.4), что предохраняет оси 5 от сдвига в осевом направлении и фиксирует положение подшипников 2 и 3 относительно водила 4. Количество сателлитов 14 кратно числу зубьев зубчатого венца водила 4.

Передача работает следующим образом.

Вращение солнечного колеса 15 приводят в движение сателлиты 14, находящиеся одновременно с зацеплении с неподвижным относительно корпуса центральным колесом 16. Сателлиты 14 через оси 15 приводят во вращение водило 4.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: планетарная передача содержит корпус, центральные колеса, водило с цилиндрическими осями и сателлиты. Водило имеет зубчатый венец и стопорные элементы. Каждая ось водила имеет меньшую и большую цилиндрические ступени. На меньших ступенях выполнены базирующие поверхности, которыми оси расположены во впадинах зубьев зубчатого венца водила посредством стопорных элементов. На базирующихся поверхностях предусмотрены цилиндрические лыски для предотвращения осей от поворачивания, на рабочих поверхностях - плоские лыски для радиального смещения сателлитов. Возможен вариант выполнения передачи с консольным расположением сателлитов на осях и выполнением стопорных элементов в виде внутренних колец подшипников. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая корпус, размещенные в нем центральные колеса, сателлиты и водило с цилиндрическими ступенчатыми осями, каждая из которых имеет базирующую поверхность для размещения в водиле и рабочую поверхность для базирования сателлита, отличающаяся тем, что водило имеет зубчатый венец и стопорные элементы, которые своими внутренними кольцами надеты на зубчатый венец, каждая из осей имеет меньшие и большую цилиндрические ступени, базирующие поверхности выполнены на меньших ступенях осей, которыми последние неподвижно установлены во впадинах зубьев зубчатого венца водила посредством стопорных элементов, а часть базирующих поверхностей, обращенная к стопорным элементам, выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу внутреннего кольца стопорного элемента, а на двух диаметрально противоположных сторонах рабочей поверхности каждой из осей выполнены продольные лыски для радиального смещения сателлитов. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что стопорные элементы выполнены в виде колец, а рабочая поверхность каждой из осей расположена на их большей ступени. 3. Передача по п.1, отличающаяся тем, что стопорные элементы выполнены в виде внутренних колец подшипников, на зубчатом венце водила выполнена кольцевая канавка для размещения в ней большей ступени осей, на поверхности которой, обращенной к водилу, выполнена продольная лыска, а рабочая поверхность каждой из осей выполнена на одной из меньших расположенных консольно ступеней.