СОСТАВНОЙ РЕДУКТОР Российский патент 1995 года по МПК F16H1/48 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании редукторов-шарниров, например, для привода систем управления полетом или механизации крыла.

Известны традиционные линейные системы для привода систем управления полетом, которые используют либо поршень, либо винтовые преобразователи [1]
Известна также передача, которая обеспечивает объемные, весовые и другие преимущества над традиционными линейными системами за счет применения планетарного редуктора с большим передаточным отношением. Передача состоит из нескольких (трех) одинаковых планетарных редукторов-звеньев, выполненных по схеме ЗК с трехвенцовыми сателлитами, центральной шестерней, опорными кольцами и центральным валом [2]
Основным элементом упомянутого планетарного редуктора является трехвенцовый сателлит, крайние зубчатые венцы которого консоли, что дает объемные и технологические преимущества редуктора, но значительно снижает прочность зубьев крайних венцов, так как вследствие прогиба и закрутки консоли нагрузка приложена на внутреннем краю зубьев (у заделки консоли), т.е. неравномерно по их длине.

При создании редукторов с малым объемом (малым диаметром) неравномерность приложения нагрузки по длине зубьев крайних венцов сателлитов значительно увеличивается с уменьшением диаметра, так как значительно уменьшается жесткость консоли крайнего венца сателлита на изгиб и кручение, что ведет к снижению несущей способности всей конструкции.

Целью изобретения является создание составного редуктора малого диаметра, конструкция которого позволяет получить малый диаметр (объем) и высокую несущую способность за счет повышения равномерности (выравнивания) нагрузки по длине зубьев крайних венцов сателлитов.

Цель достигается тем, что в составном редукторе, содержащем несколько редукторов-звеньев, каждый из которых является планетарной передачей с трехвенцовыми сателлитами, концы крайних венцов сателлитов имеют опоры, а сателлиты выполнены с возможностью радиального прогиба внутреннего сечения крайних венцов на величину Δ= К δсtgα под нагрузкой, где α= угол профиля исходного контура зуба крайнего венца; δ- линейная закрутка вершины зуба на конце сателлита от нагрузки; Δ- радиальный прогиб внутреннего сечения крайнего венца; К поправочный коэффициент, учитываемый после испытаний редуктора.

На чертеже изображен составной планетарный редуктор с выравненной нагрузкой.

Редуктор состоит из нескольких одинаковых редукторов-звеньев. На чертеже показаны два звена А и Б.

Каждое звено представляет собой планетарную передачу, содержащую вал 1, расположенную на нем центральную шестерню 2, трехвенцовый сателлит 3 с крайними венцами 4 и средним венцом 5, подвижное зубчатое кольцо 6 и крайние неподвижные кольца 7. Кольцо 6 связано через проушину 8 с приводимым элементом.

Сателлиты на концах имеют опорные цилиндрические поверхности, которые являются с одной стороны головка 9 болта, проходящего через сателлит, а с другой стороны гайка 10 того же болта.

Головка 9 болта опирается на поверхность опорной шлицевой втулки 11, которая служит одновременно соединительным элементом двух половин вала 1 для звеньев А и Б.

Гайка 10 опирается на опорное кольцо 12, установленное на валу 1.

Каждый сателлит редуктора имеет также два основных опорных кольца 13 с зазорами Δ между ними и опорными поверхностями сателлитов, которыми являются кольцевые проточки сателлитов, расположенные между средним и крайними зубчатыми венцами.

Составной редуктор работает следующим образом.

Крутящий момент от внешнего источника или промежуточного редуктора поступает на вал 1, на котором находится центральная шестерня 2, вращающая трехвенцовый сателлит 3 посредством ее зацепления со средним венцом сателлита 5.

Благодаря разным по величине начальным окружностям среднего 5 и крайних 4 зубчатых венцов сателлитов крутящий момент, увеличенный на передаточное отношение планетарного редуктора, передается через проушину 8 на приводимый элемент.

Уменьшение неравномерности распределения нагрузки по длине зубьев крайних венцов сателлитов от закрутки консоли крайнего венца происходит вследствие того, что в конструкции предусмотрены опоры на концах сателлитов, которые не позволяют концам сателлитов иметь прогиб.

В то же время величина радиальной нагрузки на зубья в зависимости от жесткости сателлитов на изгиб обуславливает радиальный прогиб внутреннего сечения крайнего венца.

При равенстве прогиба Δ= δсtgα, где α- угол профиля исходного контура зуба крайнего венца; δ- линейная закрутка зуба на конце сателлита, происходит выравнивание нагрузки по длине зубьев крайнего венца.

Выравнивание нагрузки происходит вследствие того, что смещение внутреннего сечения крайнего венца (зона С на чертеже) происходит вниз, при этом точка контакта зуба в этом сечении смещается вверх, и при равенстве смещения Δ= δctgα вводит в контакт зуб в сечение Д на конце сателлита. Сказанное относительно прогиба Δ очевидно, если сделать допущение и аппроксимировать зуб клином.

По результатам испытаний величина Δ может уточняться вследствие влияния жесткости корпусов и их опор, а значение прогиба Δ= Кδсtgα, где К поправочный коэффициент.

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: редуктор состоит из нескольких одинаковых редукторов - звеньев, каждый из которых является планетарной передачей, выполненной по схеме ЗК, без водила, с центральной шестерней, трехвенцовыми сателлитами, подвижным и неподвижными зубчатыми кольцами. Особенностью предлагаемого редуктора является значительное уменьшение неравномерности распределения нагрузки по длине зубьев крайних венцов сателлитов по сравнению с известными конструкциями без водила. Это достигается путем введения специальных опор на концах сателлитов для уменьшения влияния прогиба консоли и путем создания преднамеренного радиального смещения внутреннего сечения зубьев крайнего венца сателлитов для уменьшения влияния закрутки консоли. 1 ил.

СОСТАВНОЙ РЕДУКТОР, содержащий несколько редукторов-звеньев, каждый из которых является планетарной передачей с трехвенцовыми сателлитами, отличающийся тем, что концы крайних венцов сателлитов имеют опоры, а сателлиты выполнены с возможностью радиального прогиба внутреннего сечения крайних венцов на величину Δ = Kδctgα под нагрузкой, где a угол профиля исходного контура зуба крайнего венца; d линейная закрутка вершины зуба на конце сателлита от нагрузки; D радиальный прогиб внутреннего сечения крайнего венца; K поправочный коэффициент, учитываемый после испытаний редуктора.