ЗУБЧАТЫЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ МЕХАНИЗМ Российский патент 1995 года по МПК F16H1/48 

Изобретение относится к зубчатым планетарным механизмам, в частности к конструкции механизмов, содержащих трехзвенные планетарные передачи.

Известны зубчатые механизмы цилиндрические многоступенчатые редуктора, содержащие приводной вал, цилиндрические зубчатые колеса, заключенные в общий корпус и имеющие выходной вал [1]
Недостатком такого зубчатого механизма являются большие габаритные размеры и металлоемкость.

Известен также планетарный механизм привода хода экскаватора, выбранный в качестве прототипа, содержащий три ряда планетарных передач, включающих по два центральных колеса с внешними и внутренними зубьями, и водило с установленными на нем сателлитами, центральное колесо с внешними зубьями первого ряда связано с приводом в виде гидромотора [2]
В этом планетарном механизме редукторе требуется применение распорных колец, установленных в расточках боковых поверхностей водил, они предназначены для осевой фиксации планетарных рядов. Для этих же целей служат распорные кольца центральных шестерен. Распорные кольца расположены в зонах относительно высоких нагрузок и скоростей движения сопрягаемых поверхностей, что связано с износом трущихся поверхностей в процессе эксплуатации, снижением КПД редуктора. В этом редукторе требуется также применение стопорных элементов (колец пружинных упорных) для осевой фиксации центральных шестерен на водилах, что усложняет изготовление и монтаж. Осевая фиксация посредством пружинных колец передает перекосы предыдущих планетарных рядов, суммируя осевые нагрузки на распорные кольца. В данном редукторе подпятник в крышке воспринимает осевые нагрузки не только от шестеренки планетарной передачи первого ряда, но и от перекосов водил других планетарных рядов, например, от водила последнего ряда, через водило второго ряда, пружинное кольцо, шестерню третьего ряда, шестерню второго ряда, связанную с водилом первого ряда, на шестерню первого ряда и далее на подпятник в крышке.

Кроме этого, данный принцип фиксации водил и центральных колес с внешними зубьями не позволяет выполнить редуктора с большим количеством планетарных рядов без существенного снижения КПД механизма из-за суммирования нагрузок на распорных кольцах.

Задача изобретения упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления и монтажа, повышение КПД механизма, а также с целью выполнения редукторов с большим количеством рядов планетарных передач, при необходимости большого передаточного числа, путем исключения скольжения в зонах относительно высоких нагрузок и скоростей движения сопрягаемых поверхностей распорных и упорных колец, ограничение передачи перекосов и исключение суммирования осевых нагрузок на поверхностях трения колец и центральных колес с внешними зубьями, от других рядов планетарных передач и упрощения схемы монтажа.

Для этого в конструкции зубчатого планетарного механизма, содержащего ряды трехзвенных планетарных передач, осевая фиксация водил в сборе с сателлитами осуществлена посредством боковых поверхностей сателлитов в зонах с малым скольжением (перекатывание с частичным скольжением), вследствие установки сателлитов всех или части рядов планетарного механизма между торцовыми поверхностями, в частности между распорными кольцами и упорными кольцами, образуемым торцовыми поверхностями элементов планетарного механизма; и центральные колеса с внешними зубьями установлены в водилах с радиальным зазором без осевой фиксации, при этом осевая фиксация этих колес выполнена упором в торцовые поверхности, в частности в подпятники и торцы самих колес.

На чертеже изображен зубчатый планетарный механизм, состоящий из четырех рядов трехзвенных планетарных передач, разрез.

Зубчатый планетарный механизм содержит приводной вал 1, связанный с центральным колесом 2 с внешними зубьями планетарной передачи первого ряда. Первый ряд планетарной передачи включает центральные колеса с внешними зубьями 2, внутренними зубьями 3, соединенные с крышкой 4 и фланцем 5, и водило 6 с установленными на нем сателлитами 7. Упорные кольца 8, установленные в проточках крышки 4 и фланца 5, фиксируют водило в сборе с сателлитами первого ряда посредством боковых поверхностей сателлитов 7.

Второй ряд планетарной передачи включает центральные колеса с внешними зубьями 9, внутренними зубьями, выполненными в корпусе 10, и водило 11 с установленными на нем сателлитами 12.

Третий ряд планетарной передачи включает центральные колеса с внешними зубьями 13, внутренними зубьями, выполненные в корпусе 10, и водило 14 с сателлитами 15. Распорное кольцо 16, упорное кольцо 17 и торцовая поверхность фланца 5 фиксируют водило в сборе с сателлитами второго и третьего рядов посредством боковых поверхностей сателлитов 12, 15.

Четвертый ряд планетарной передачи включает центральные колеса с внешними зубьями 18, внутренними зубьями, выполненными в корпусе 19, и водило 20 с сателлитами 21. Распорное кольцо 22 и торцовая поверхность корпуса 23 фиксирует водило 20 в сборе с сателлитами посредством боковых поверхностей сателлитов 21. Водило 20 связано с выходным валом 24 механизма. Центральные колеса с внешними зубьями 2, 9, 13, 18 установлены в водилах с радиальным зазором без осевой фиксации. Осевая фиксация этих колес выполнена упором в подпятники 25, 26 и торцы колес 9, 13. Прокладки 27 регулируют осевой зазор и местоположение центральных колес с внешними зубьями 2, 9, 13, 18.

Зубчатый планетарный механизм работает следующим образом. Крутящий момент от приводного вала 1 передается традиционным образом через первый, второй, третий и четвертый планетарные ряды на выходной вал 24 механизма.

Монтаж зубчатого планетарного механизма производится следующим образом. Собираются водила в сборе с сателлитами. Водило 6, упорные кольца 8 устанавливаются в центральное колесо с внутренними зубьями 3 и закрепляются фланцем 5 и крышкой 4. В корпусе 10, 19 ставятся распорные кольца 16, 22, водила 11, 14, 20, крепятся упорное кольцо 17 и корпус 23. Монтируют подпятники 25, 26 и прокладки 27 в центральных колесах с внешними зубьями. Устанавливают эти колеса по мере сборки корпусов между собой, регулируя при необходимости их местоположение прокладками 27.

Такая конструкция зубчатого планетарного механизма позволяет выполнить редуктор с большим количеством планетарных рядов в одном корпусе без существенного снижения КПД, осуществлять конструктивно простую сборку унифицированных модулей планетарных рядов в редуктора с различным передаточным числом, а также монтаж и демонтаж планетарных рядов с любой стороны корпуса, демонтаж требуемого элемента планетарного ряда без разборки всего редуктора. Например, можно заменить колесо с внешними зубьями, не pазбиpая весь редуктор. Фиксация водил в сборе с сателлитами, осуществленная посредством установки сателлитов между кольцами, контактирующих между собой по пояску, расположенному близко к начальной окружности, позволяет также снизить до минимума нагрузки и скорости скольжения трущихся поверхностей, а следовательно, и износ последних.

Это упрощает конструкцию, снижает трудоемкость изготовления и монтажа, повышает надежность и КПД механизма.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения, зубчатый планетарный механизм содержит четыре планетарных ряда, каждый из которых включает центральные колеса с внешними и внутренними зубьями и водило с сателлитами. Осевая фиксация водил с установленными на них сателлитами может быть выполнена распорными кольцами, упорными кольцами, торцовыми поверхностями фланцев корпуса. Центральное колесо с внешними зубьями рядов установлены в водилах с возможностью радиального и осевого перемещения. Осевая фиксация этих колес выполнена упором в подпятники и в торцы самих колес. Прокладками регулируют осевой зазор и местоположение центальных колес с внешними зубьями. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ЗУБЧАТЫЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ МЕХАНИЗМ, содержащий трехзвенные планетарные передачи, состоящие из водила с установленными на нем сателлитами и двух центральных колес с внешними и внутренними зубьями, ось вращения которых совпадает с осью вращения водила, отличающийся тем, что по меньшей мере сателлиты части рядов планетарных передач для осевой фиксации установлены между торцевыми поверхностями, контактирующими с сателлитами по пояску, центральные колеса с внешними зубьями связаны с водилами соответствующей ступени с возможностью радиального смещения и осевого перемещения, а осевая фиксация этих колес выполнена упором в торцевые поверхности. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере сателлиты части рядов планетарных передач установлены между распорными кольцами и упорными кольцами, образованными торцевыми поверхностями элементов планетарного механизма. 3. Механизм по п.1, отличающийся тем, что выходной вал планетарного механизма связан с водилом последнего планетарного ряда с возможностью радиального смещения и осевого перемещения. 4. Механизм по п.1, отличающийся тем, что осевая фиксация центральных колес с внешними зубьями выполнена упором в подпятники. 5. Механизм по п.1, отличающийся тем, что осевая фиксация центральных колес с внешними зубьями выполнена упором в торцы самих колес. 6. Механизм по п.1, отличающийся тем, что под подпятники установлены регулировочные прокладки.