ПОНИЖАЮЩИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ РЕДУКТОР МОТОР-КОЛЕСА Российский патент 1995 года по МПК F16H1/48 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в бортовых редукторах ведущих мостов строительных, транспортных и других машин.

Известна двухступенчатая планетарная передача мотор-колеса автомобиля самосвала БелАЗ, смонтированная в барабане ступицы ходового колеса, содержащая соосные неподвижное и подвижное водила с наборами сателлитов, центральные колеса и быстроходный вал-шестерню [1]
Центральные колеса с внешним зацеплением выполнены плавающими для выравнивания нагрузок между сателлитами.

К недостаткам конструкции следует отнести выполнение центральных колес внутреннего зацепления в виде отдельных деталей, сопряженных с разъемным корпусом с помощью крепежных деталей и шлицевых соединений, что усложняет устройство в целом и увеличивает трудоемкость изготовления, особенно в условиях серийного производства.

Наиболее близким к предлагаемому является понижающий трехступенчатый планетарный бортовой редуктор ведущего моста гидравлического экскаватора производства японской фирмы "Като" [2]
Редуктор содержит вращающийся корпус-ступицу, встроенные в него подвижные водила быстроходной и промежуточной ступени и неподвижное водило тихоходной ступени с наборами сателлитов и плавающие центральные колеса внешнего зацепления. Корпус-ступица консольно установлен в подшипниковой опоре неподвижного крепежного фланца, размещенного со стороны выходного вала.

Основной особенностью редуктора является компактность конструкции, достигнутая в радиальном направлении за счет установки сателлитов на осях в совмещенных опорах и совмещения центральных колес внутреннего зацепления с корпусом-ступицей.

В осевом направлении корпусы водил разделены дистанционными кольцами из неметаллического материала, что приводит к их плавающей подвеске в корпусе. При этом осевой габарит редуктора определяется практически размером корпусов водил по ширине.

Основной недостаток конструкции передачи состоит в том, что плавающая подвеска водил при износе дистанционных колец в сочетании с плавающей установкой центральных колес внешнего зацепления приводит к значительному эксцентриситету осей водил и колес. В результате этого в переходных режимах работы водила могут не "всплывать", а вызванные при вращении неуравновешенных масс центробежные силы достигают значительных величин, что приводит к вибрации звеньев в области резонансных частот и преждевременному износу передачи, в первую очередь, быстроходной ступени.

Кроме того, выполнение корпуса ступицы с радиальным разъемом, вызванное различным значением модуля зацепления зубчатых колес ступеней, приводит в этих режимах к раскрытию стыка в корпусе и протечке масла.

Уязвимым местом является также уплотнение разъема между вращающимся корпусом-ступицей и крепежным фланцем. Предварительное смятие уплотнительных колец при установке и отсутствие фиксации от поворота приводят к повышенному старению и износу уплотнения.

Технический результат изобретения заключается в устранении вибрации и автоколебаний основных звеньев передачи, повышении плавности ее хода в переходных режимах и при динамических нагрузках.

Это достигается путем исключения возможности появления прогрессирующего биения корпусов водил и превышения сил трения в зацеплении над силами веса подвижных звеньев за счет того, что в понижающем планетарном редукторе мотор-колеса, содержащем крепежный фланец, корпус-ступицу в виде центрального зубчатого колеса с внутренними зубьями, с торцевой крышкой, встроенные в него соосные, последовательно установленные неподвижное и подвижные водила с набором сателлитов, центральные зубчатые колеса с внешними зубьями, подшипниковые опоры, соединенные элементы и быстроходный вал, промежуточные опоры корпусов водил выполнены в виде совмещенных опор качания, тела качения которых установлены в профильных дорожках качения, выполненных в щеках водил смежных ступеней и торцовой крышке, а неподвижное водило зафиксировано от поворота посредством двухвенцовой шлицевой втулки, установленной соответственно в шлицевых расточках корпуса неподвижного водила и крепежного фланца. Кроме того, зубчатый венец центрального колеса с внутренними зубьями выполнен общим для всех ступеней планетарного механизма, а профильные дорожки качения совмещенных опор смежных водил и торцовой крышки выполнены с центрирующим цилиндрическим участком, шириной не менее 1/2 радиуса тела качания. При этом стопорная гайка на крепежном фланце подшипника опоры корпуса-ступицы зафиксирована от поворота штифтом, причем штифт установлен по оси выступа шлица венца корпуса неподвижного водила с возможностью поочередного взаимодействия с нониусными относительно шлицевого соединения гнездами, выполненными на торце стопорной гайки.

На фиг. 1 изображен редуктор в сечении; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 узел II на фиг. 1; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 1.

Редуктор содержит вращающийся корпус-ступицу 1 в виде центрального зубчатого колеса 2 с внутренними зубьями, общего для всех ступеней, торцовую крышку 3. В полости корпуса-ступицы 1 соосно и последовательно размещены быстроходное водило 4 с тремя сателлитами 5, промежуточное водило 6 с тремя сателлитами 7 и неподвижное водило 8 с четырьмя сателлитами 9, плавающие центральные колеса 10, 11, 12 с внешними зубьями и быстроходный вал 13 с муфтой 14. Водила 4, 6, 8 установлены в промежуточных совмещенных опорах 15 качения с сепаратором 16, установленными в дорожках 17 качения.

Профильные дорожки 17 качения в щеках корпусов водил 4, 6, 8 и торцовой крышке 3 выполнены с центрирующим участком шириной не менее 1/2 радиуса тела качения.

Оси 18 сателлитов 5, 7, 9 зафиксированы в корпусах водил 4, 6, 8 Z-образными шплинтами 19.

Неподвижное водило 8 зафиксировано от вращения на неподвижном фланце 20 посредством двухвенцовой шлицевой втулки 21. Подшипники 22 опоры корпуса-ступицы 1 на крепежном фланце 20 от осевого смещения закреплены гайкой 23, которая застопорена штифтом 24. Для удобства сборки водила 8, втулки 21 и гайки 23 штифт 25 установлен по оси шлица шлицевой втулки 21, а два ответных гнезда 26 на гайке 23 выполнены на расстоянии, кратном половине шага шлицев 27 промежуточной втулки 21.

В разъеме между крепежным фланцем 20 и корпусом-ступицей 1 установлены подпружиненные в осевом направлении уплотнительные кольца 28 с уплотнительными элементами 29. От совместного перемещения каждое кольцо 28 зафиксировано соответственно штифтами 30.

Передача работает следующим образом.

От быстроходного вала 13 вращение через плавающее центральное колесо 10 и кинематически связанные с ними сателлиты 5 передается водилу 4. Водило 4 через плавающее центральное колесо 11 передает вращение сателлитам 7 промежуточного ряда, и соответственно, водилу 6. В свою очередь, водило 6 через плавающее центральное колесо 12 передает вращение сателлитам 9, которые, обкатываясь по зубчатому колесу 2, заставляют вращаться корпус-ступицу 1.

Таким образом осуществляется пониженная передача.

Особенность редуктора состоит в том, что установка водил 4, 6, 8 в промежуточных совмещенных опорах 15 качения и наличие промежуточной шлицевой втулки 21 обуславливает провисание планетарных рядов в пределах технологических зазоров опор 15 качения. При вращении под нагрузкой планетарные ряды самоустанавливаются относительно продольной оси передачи. При этом опоры 15 качения воспринимают как осевые, так и радиальные нагрузки, а выбор зазоров происходит под действием силы веса ступеней.

Такая самоустановка подвижных звеньев в сочетании с плавающими центральными колесами с внешними зубьями уменьшает неравномерность распределения нагрузки между сателлитами, сглаживает неточность изготовления зубчатых колес и в результате резко сокращает влияние силы веса водил на зубцовый резонанс зубчатых передач, особенно быстроходной ступени.

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: планетарный редуктор мотор-колеса содержит вращающийся корпус-ступицу в виде центрального колеса с внутренними зубьями, центральные колеса с внешними зубьями, неподвижное и подвижные водила с набором сателлитов. Корпус-ступица смонтирован на промежуточных опорах качения. Неподвижное водило зафиксировано от вращения на крепежном фланце посредством шлицевой втулки. Центральные колеса с внешними зубьями выполнены одного модуля. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ПОНИЖАЮЩИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ РЕДУКТОР МОТОР-КОЛЕСА, содержащий крепежный фланец, корпус-ступицу в виде центральных зубчатых колес с внутренними зубьями, с торцевой крышкой, встроенные в него соосные последовательно установленные неподвижное и подвижные водила с набором сателлитов, центральные зубчатые колеса с внешними зубьями, подшипниковые опоры, соединительные элементы и быстроходный вал, отличающийся тем, что промежуточные опоры корпусов водил выполнены в виде совмещенных опор качения, тела качения которых установлены в профильных дорожках качения, выполненных в щеках водил смежных ступеней и торцевой крышке, а неподвижное водило зафиксировано от поворота посредством двухвенцовой шлицевой втулки, установленной соответственно в шлицевых растоках корпуса неподвижного водила и крепежного фланца. 2. Редуктор по п. 1, отличающийся тем, что зубчатый венец центрального колеса с внутренними зубьями выполнен общим для всех ступеней планетарного механизма. 3. Редуктор по п. 1, отличающийся тем, что профильные дорожки качения совмещенных опор смежных водил и торцевой крышки выполнены с центрирующим цилиндрическим участком шириной не менее 1/2 радиуса тела качения. 4. Редуктор по п. 1, отличающийся тем, что стопорная гайка на крепежном фланце подшипника опоры корпуса-ступицы зафиксирована от поворота штифтом, последний установлен по оси выступа шлица венца корпуса неподвижного водила с возможностью поочередного взаимодействия с нониусными относительно шлицевого соединения гнездами выполненными на торце стопорной гайки.