ПЛАНЕТАРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - 18 Российский патент 1997 года по МПК F03G7/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на всех видах транспорта, строительной и сельскохозяйственной техники, на стационарных агрегатах взамен двигателей внутреннего сгорания и других тепловых источников энергии.

Известны планетарные зубчатые передачи, включающие в себя зубчатые колеса с перемещающимися осями [1, рис. 10-40а] Передача состоит из центрального колеса A, с наружными зубьями, центрального колеса p с внутренними зубьями и водилом h, на котором укреплены оси сателлитов d. Сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью вокруг центрального колеса, т.е. совершают движения, подобное движению планет.

При неподвижном колесе b [1, рис. 10-40д] движение может передаваться от a к h или от h к a, при неподвижном водиле [1, рис. 10-40в] от a к b или от b к a. При всех свободных звеньям одно движение можно раскладывать на два или соединять в одно.

Например: от d к a и от a к b к h и т.д.

В этом случае передачу называют дифференциальной. Широкие кинематические возможности планетарной передачи являются одним из основных ее достоинств и позволяют использовать передачу как редуктор с постоянным передаточным отношением, как коробку скоростей, передаточное отношение в которой изменяется путем поочередного торможения различных звеньев, как дифференциальный механизм.

Вторым достоинством планетарной передачи является компактность и малая масса.

Из известных планетарных редукторов наиболее близким по технической сущности является редуктор [2, рис. 3, 126]
На двух эксцентриках ведущего вала 1 вращаются два одинаковых сателлита 2 и 3, находящиеся в зацеплении с неподвижным колесом 4 внутреннего зацепления. Вращение ведущего вала 6 передается через пальцы 5, которые установлены на диске вала и входят в отверстия сателлитов. Передаточное отношение редуктора определяется по формуле: где Z₁- число зубьев сателлита, Z₂- число зубьев колеса с внутренним зацеплением.

На рис. 3, 128а [2] дана схема редуктора, на рис. 3, 128б, [2] - конструкция. Этот планетарный редуктор по своей конструкции может обеспечить передачу вращения с постоянным передаточным отношением транспортному средству, механизму, станку и т.д. получая энергию от другого источника, например двигателя внутреннего сгорания, электродвигателя и т.д.

Целью настоящего изобретения является создание принципиально нового планетарного механизма, т.е. двигателя, способного работать от преобразования статического давления во вращательное движение без потребления горючих материалов. Указанная цель достигается тем, что вместо ведущего вала с двумя эксцентриками и двумя одинаковыми сателлитами или ведущего вала с диском и пальцами известного планетарного редуктора, вставлен на двух скользящих опорах корпуса один вал отбора мощности с жестко закрепленной на нем ступицей-водилом, которая является водилом одиннадцати жестко скрепленных блоков сателлитов с точечным зацеплением М.Н. Новикова, имеющих одинаковое число наружных зубьев и установленых на жестких посадках на шести сквозных осях, размещенных на скользящих посадках вдоль ступицы-водила.

В корпусе двигателя с двух его сторон установлены на жестких посадках по одному центральному колесу с точечным зацеплением Новикова и одинаковым числом внутренних зубьев, а между ними на скользящих посадках установлены десять пар подвижных колес с внутренними зубьями и точечными зацеплением Новикова. Каждая пара колес жестко скреплена и имеет одинаковое число зубьев между собой, с разницей на 4 6 и т.д. зубьев в каждой паре. Десять колес из этих подвижных пар имеют выпуклые зубья и дополюсные зацепления и десять колес, вогнутые зубья и заполюсные зацепления. Одно напорное, свободно вставленное в середине корпуса колесо с внутренними зубьями, точечным зацеплением Новикова и выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет одинаковое число зубьев с центральными колесами (с каждым из них) [cм. книгу В.А. Дмитриев. Детали машин. Л. Судостроение, 1970, с. 347, строки 1 15, рис. 132 и рис. 132, б]
На радиальной поверхности обода напорного колеса жестко закреплен рычаг, принимающий на себя при работе двигателя первое статическое давление. Два ведущих сателлита из двойных блоков с точечным зацеплением Новикова, выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляются с двумя боковыми центральными колесами, а два ведущих сателлита из блоков с наполовину меньшими начальными окружностями, с точечным зацеплением Новикова, вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением зацепляются с двумя подвижными колесами, имеющими на 20 30 и т.д. больше зубьев относительно центральных колес (каждого из них).

Восемь вспомогательных сателлитов из двойных блоков с точечным зацеплением Новикова, выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляются с восьмью подвижными колесами, а восемь вспомогательных сателлитов из этих двойных блоков с точечным зацеплением Новикова, вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеют модули на 0,1 мм и т.д. больше своих пар и соответственно больше начальные окружности и зацепляются с восьмью подвижными колесами, имеющими модули и соответствующие начальные окружности, с зацепляющимися сателлитами.

Два сателлита из тройного вспомогательного блока с точечным зацеплением Новикова, выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляются с остальными двумя подвижными колесами, и один сателлит из тройного блока с точечным зацеплением Новикова, вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением зацепляется с напорным средним колесом, имеющим одинаковое число внутренних зубьев, с центральными колесами (с каждым из них).

На фиг. 1 изображен общий вид двигателя в разрезе, по ДД и ЕЕ (фиг. 2 и 3) показано сечение четырех блоков сателлитов, на общем виде; на фиг. 2 показана расстановка блоков сателлитов на правой стороне ступицы-водила; на фиг. 3 расстановка блоков вспомогательных сателлитов на левой стороне ступицы-водила.

Двигатель 18 имеет (фиг. 1-2-3) корпус 1, в который вставлены на жесткой посадке: с левой стороны центральное колесо 2 с внутренними зубьями и точечным зацеплением Новикова, имеющее вогнутые зубья и заполюсное зацепление, а с правой стороны -центральное колесо 2'' с точечным зацеплением Новикова, вогнутыми внутренними зубьями и заполюсных зацеплением, имеющее одинаковое число зубьев с центральным колесом 2;
вставлены на скользящей посадке с левой стороны жестко скрепленых два подвижных колеса 3 и 4 с одинаковым числом внутренних зубьев и точечным зацеплением Новикова, имеющие каждое колесо на 20 30 и т.д. зубьев больше, чем в центральном колесе 2: одно из них колесо 3 с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 4 с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с правой стороны жестко скрепленых два подвижных колеса 3'' и 4'' с одинаковым числом внутренних зубьев и точечным зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 20 30 зубьев больше, чем в центральном колесе 2'': одно из них колесо 3'' с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое -колесо 4'' с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с левой стороны, жестко скрепленых два подвижных колеса 5 и 6 с одинаковым числом внутренних зубьев и точечным зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 4 6 и т.д. зубьев меньше, чем в подвижном колесе 4: одно из них -колесо 5 с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 6, с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с правой стороны, жестко скрепленых два подвижных колеса 5'' и 6'' с одинаковым числом внутренних зубьев и зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 4 6 зубьев меньше, чем в подвижном колесе 4'': одно из них колесо 5'' с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 6'' с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с левой стороны жестко скрепленых два подвижных колеса 7 и 8 с одинаковым числом внутренних зубьев и точечным зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 4 6 и т.д. зуба меньше, чем в подвижном колесе 6: одно из них колесо 7 с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 8 с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с правой стороны жестко скрепленых два подвижных колеса 7'' и 8'' с одинаковым числом внутренних зубьев и точечным зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 4 6 и т.д. зубьев меньше, чем в подвижном колесе 6'': одно из них колесо 7'' с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 8'' с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с левой стороны жестко скрепленых два подвижных колеса 9 и 10 с одинаковым числом внутренних зубьев и точечным зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 4 6 и т.д. зубьев меньше, чем в колесе 8: одно из них колесо 9 с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 10 с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с правой стороны жестко скрепленых два подвижных колеса 9'' и 10'' с одинаковым числом внутренних зубьев точечным зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 4 6 и т.д. зубьев меньше, чем в подвижном колесе 8'': одно из них колесо 9'' с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 10'' с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с левой стороны жестко скрепленых два подвижных колеса 11 и 12 с одинаковым числом внутренних зубьев и точечным зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 4 6 и т.д. зубьев меньше, чем в подвижном колесе 10: одно из них колесо 11 с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 12 с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлены на скользящей посадке с правой стороны жестко скрепленых два подвижных колеса 11'' и 12'' с одинаковым числом внутрених зубьев и точечным зацеплением Новикова, имеющие (каждое колесо) на 4 6 и т.д. зуба меньше, чем в подвижном колесе 10'': одно из них колесо 11'' с выпуклыми зубьями и дополюсным зацеплением, другое колесо 12'' с вогнутыми зубьями и заполюсным зацеплением;
вставлено свободно в середине корпуса напорное колесо 13 с точечным зацеплением Новикова, имеющее на 4 6 и т.д. зубьев меньше, чем в подвижном колесе 12, и одинаковое число зубьев с центральным колесом 2, на ободе которого жестко закреплен рычаг 14.

Вал 15 отбора мощности (фиг. 1-2-3) вставлен на двух скользящих опорах в корпусе 1 с жестко закрепленной на нем ступицей-водилом 16, сквозные оси 17, 18, 19, 20, 21, 22 размещены на скользящих посадках в ступице-водиле 16.

Блок ведущих сателлитов 23 и 24 жестко надет на сквозную ось 17; ведущий сателлит 23 с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с левым центральным колесом 2, а ведущий сателлит 24, с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность в два раза меньше, чем у сателлита 23, жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 3 (см. книгу В.А. Дмитриев. с. 349, строки 1 10, рис. 131 б на с. 348).

Блок ведущих сателлитов 23'' и 24'' жестко надет на сквозную ось 17; ведущий сателлит 23 с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с правым центральным колесом 2'', а ведущий сателлит 24'' с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность в два раза меньше, чем у сателлита 23'', жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 3''.

Блок вспомогательных сателлитов 25 и 26 жестко надет на сквозную ось 18; вспомогательный сателлит 25 с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 4, вспомогательный сателлит 26 с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т. д. больше, чем сателлит 25, жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 5.

Блок вспомогательных сателлитов 25'' и 26'' жестко надет на сквозную ось 18; вспомогательный сателлит 25'' с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 4', а вспомогательный сателлит 26'' с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т.д. больше, чем сателлит 25'', жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 5''.

Блок вспомогательных сателлитов 27 и 28 жестко надет на сквозную ось 19; вспомогательный сателлит 27 с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 6, а вспомогательный сателлит 28 с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т.д. больше, чем сателлит 27, жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 7.

Блок вспомогательных сателлитов 27'' и 28'' жестко надет на сквозную ось 19; вспомогательный сателлит 27'' с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 6'', а вспомогательный сателлит 28'' с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т.д. больше, чем сателлит 27'', жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 7''.

Блок вспомогательных сателлитов 29 и 30 жестко надет на сквозную ось 20; вспомогательный сателлит 29 с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 8, а вспомогательный сателлит 30 с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т.д. больше, чем сателлит 29, жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 9.

Блок вспомогательных сателлитов 29'' и 30'' жестко надет на сквозную ось 20; вспомогательный сателлит 29'' с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 8'', а вспомогательный сателлит 30'' с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т.д. больше, чем сателлит 29'', жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 9.

Блок вспомогательных сателлитов 31 и 32 жестко надет на сквозную ось 21; вспомогательный сателлит 31 с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 10, а вспомогательный сателлит 32 с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т.д. больше, чем сателлит 31, жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 11.

Блок вспомогательных сателлитов 31'' и 32'' жестко надет на сквозную ось 21; вспомогательный сателлит 31'' с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 10'', а вспомогательный сателлит 32'' с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т.д. больше, чем сателлит 31'', жестко скреплен с ним и зацепляется с подвижным колесом 11''.

Блок вспомогательных сателлитов 33 и 34 и 33'' (фиг. 1 3) жестко надет на сквозную ось 22; вспомогательный сателлит 33 с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 12, вспомогательный сателлит 33'' с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляется с подвижным колесом 12'', а вспомогательный сателлит 34 с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением имеет начальную окружность с модулем на 0,1 и т.д. больше, чем сателлиты 33 и 33'' (каждого из них), жестко скреплен с ними и зацепляется с напорным колесом 13, имеющим одинаковое число зубьев с центральными колесами 2 и 2'' (с каждым из них).

Вращение вала 15 отбора мощности (фиг. 1-2-3) со ступицей-водилом 16 всеми одиннадцатью блоками сателлитов, будет происходить по часовой стрелке, а вращение всех блоков сателлитов, зацепляющихся с центральными подвижными и напорными зубчатыми колесами, против часовой стрелки относительно своих осей.

При статическом давлении на рычаг 14 (фиг. 1-2) возникшее окружное усилие в напорном колесе 13 передается через его выпуклые внутренние зубья и дополюсные зацепления на вогнутые зубья вспомогательному сателлиту 34, имеющему также дополюсные зацепления, а возникшие в нем окружные усилия передаются через выпуклые зубья сателлитов 33 и 33'' с заполюсными зацеплениями на вогнутые внутренние зубья подвижным колесам 12 и 12'', имеющим также заполюсные зацепления, усилия которых в свою очередь передаются колесам 11 и 11'', имеющим выпуклые зубья и дополюсные зацепления, от которых усилия продолжают передаваться всем зацепляющимся сателлитам и подвижным колесам до ведущих сателлитов 24 и 24''.

Находясь в блоках с ведущими сателлитами 23 и 23'' (фиг.1-2-3) на левой и правой стороне корпуса 1, сателлиты 24 и 24'', имея наполовину меньшие начальные окружности (средние плечи ) передают окружные усилия на радиусы (большие плечи ), где, не встречая никаких сопротивлений от всех вспомогательных сателлитов, совершаются окружные усилия вокруг центральной оси ступицы-водила 16 с валом 15 отбора мощности и вырабатываются стабильные вращающие моменты с высоким коэффициентом полезного действия. Обороты и мощность двигателя будут зависеть от прочности основных его деталей и приложенного статического давления на рычаг 14.

При работе двигателя 18 за один оборот вала 15 отбора мощности (фиг. 1-2-3) со ступицей -водилом 16 и всеми блоками сателлитов, подвижные зубчатые колеса 3 и 4 с левой стороны корпуса 1 и 3'' и 4'' с правой стороны корпуса, имеющие (каждая пара колес) на 20 30 и т.д. зубьев больше, чем в центральных колесах 2 и 2'' (каждого из них), повернутся одновременно по часовой стрелке на имеющееся у них большее число зубьев. Подвижные колеса 5 и 6 и 5'' и 6'', имея на 4 6 и т.д. зубьев меньше (каждая пара колес), чем колеса 3 и 4 и 3'' и 4'', вращаясь по часовой стрелке, отстанут от них на имеющееся меньшее число зубьев. Подвижные колеса 7 и 8 и 7'' и 8'', имея на 4 6 и т.д. зубьев меньше (каждая пара колес), чем колеса 5 и 6 и 5'' и 6'', вращаясь по часовой стрелке, отстанут от них на имеющееся меньшее число зубьев. Подвижные колеса 9 и 10 и 9'' и 10'', имея на 4 6 и т.д. зубьев меньше (каждая пара колес), чем колеса 7 и 8 и 7'' и 8'', вращаясь по часовой стрелке, отстанут от них на имеющееся меньшее число зубьев. Подвижные колеса 11 и 12 и 11' и 12'', имея на 4 6 и т.д. зубьев меньше (каждая пара колес), чем колеса 9 и 10 и 9'' и 10'', вращаясь по часовой стрелке отстанут от них на имеющееся меньшее число зубьев. Напорное колесо 13 имеет на 4 6 и т.д зубьев меньше, чем в подвижных колесах 11 и 12 и 11'' и 12'' (каждой пары из них), и одинаковое число зубьев с центральными колесами 2 и 2'', передавая усилия своими выпуклыми зубьями вогнутым зубьям с дополюсным зацеплением среднему вспомогательному сателлиту 34, будет стоять на месте. Из всех перечисленных подвижных колес видно, что общее число меньших на 4 6 и т.д у них зубьев будет равно большему числу зубьев в подвижных колесах 3 и 4 и 3'' и 4'' (в каждой паре из них).

Один из возможных вариантов опытного образца (фиг. 1-2-3) планетарного двигателя 18 может быть изготовлен по размерам зубчатых колес и сателлитов с точечным зацеплением Новикова (см. книгу А.В. Дмитриев. Детали машин, Л. Судостроение 1970, с. 347, 44, строки 6 20, рис. 131, а, б на с. 348).

Центральные неподвижные и подвижные колеса с внутренними зубьями:
Цен.кол. 2 и 2'' с чис. по 60 вог.зуб. и зап.зац. M-4, дно или пол р=240 мм
под. кол. 3 и 3'' с чис. по 90 вып.зуб. и доп.зац. M-2, 5, дно или пол. р=225 мм
под.кол. 4 и 4'' с чис.по 90 вог.зуб. и зап.зац. M-2, 5, дно или пол. р= 225 мм
под.кол. 5 и 5'', с чис. по 82 вып.зуб. и доп. зац. M-2, 77, дно или пол Р=227 мм
под. кол. 6 и 6'' с чис. по 82 вог.зуб. и зап.зац. M-2, 75, дно или пол, р= 25,5 мм
под. кол. 7 и 7'' с чис. по 75 вып. зуб. и доп.зац. M-3,04, дно или пол, р=228 мм
под.кол. 8 и 8''с чис. по 75 ког зуб. и зап.зац. M-3, дно или р=225 мм
под. кол 9 и 9'' с чис. по 69 вып.зуб. и доп.зац. M-3, 25, дно или пол. р=227 мм
под. кол. 10 и 10'' с чис. по 69 вог.зуб. и зап.зац. M-3, 33, дно или пол. р=229 мм
под. кол. и 11 и 11'' с чис. по 64 вып. зуб. и доп. зац. M-3, 5, дно или пол р=224 мм
под. кол. 12 и 12'' с чис. по 64 вог.зуб. и зап.зац. M-3, 54, дно или пол р=226 мм
напол. кол. 13 с чис. 60 вып.зуб и доп.зац. M-3, 81, дно или пол р=228,5 мм
Ведущие и вспомогательные блоки сателлитов:
вед. сат. 23 и 23'' с чис. по 10 вып.зуб. и зап.зац. M-4, дно или пол р= 40 мм
вед. сат. 24 и 24'' с чис. по 10 вог.зуб. и доп.зац. M-2, 5, дно или пол р=25 мм.

всп. сат. 25 и 25'' с чис. по 10 вып.зуб. и зап.зац. M-2,5, дно или пол р=25 мм.

всп. сат. 26 и 26'' с чис. по 10 вог.зуб. и доп.зац. M-2,77, дно или пол р=27,7 мм
всп.сат. 27 и 27'' с чис. по 10 вып. зуб. и зап.зац. M-2,75, дно или пол р=27,5 мм
всп.сат. 28 и 28'' с чис. по 10 вог.зуб. и доп.зац. M-3,04, дно или пол. р=30,4 мм
всп.сат. 29 и 29'' с чис. по 10 вып.зуб. и зап.зац. М-3, дно или пол. р= 30 мм
всп. сат. 30 и 30'' с чис. по 10 вог.зуб. и доп.зац. М-3,25, дно или пол р=32,5 мм
всп.сат. 31 и 31'' с чис. по 10 вып.зуб. и зап.зац. M-3,33, дно или пол. р=35 мм
всп. сат. 32 и 32'' с чис. по 10 вог. зуб. и доп.зац. M-3, дно или пол. р=35,4 мм
всп. сат 33 и 33'' с чис. по 10 вып.зуб. и доп.зац. M-3,54, дно или пол. р=35,4 мм
всп. сат. 34 с чис. 10 вог.зуб. и доп.зац. M-3,81, дно или пол. р=38,1 мм.

Отметим, что модули и все параметры в зубчатых колесах и сателлитах по точечному зацеплению Новикова близки к расчетным, однако при конструировании опытного образца двигателя 18 может увеличиться количество подвижных колес и вспомогательных сателлитов, при этом все размеры их следует уточнить, долбяки и фрезы для нестандартных зубьев необходимо изготовить вновь.

Пояснение к сокращенным названиям зубчатых колес и сателлитов:
Цен.кол. неподвижные центральные зубчатые колеса,
под.кол. подвижные зубчатые колеса,
вед.сат. ведущий сателлит, вспомогательные сателлиты,
напор.кол. напорное зубчатое колесо,
вог.зуб. вогнутые зубья, вып.зуб. выпуклые зубья.

доп.зац. дополюсное зацепление, зап.зац заполюсное зацепление.

пол. р. полюс р по точечному зацеплению Новикова, равный начальной окружности.

дно диаметр начальной окружности.

М модуль.

Известно, что все сателлиты с выпуклыми зубьями и колеса с вогнутыми зубьями будут с заполюсным зацеплением, а все сателлиты с вогнутыми зубьями и колеса с выпуклыми зубьями будут с дополюсным зацеплением, называемым еще смещением k, которое равно 0,7 Мп от полюса p, (полюс p равен начальной окружности).

Тогда дополюсное плюс заполюсное зацепление будет равняться 2k, или 0,7 Мп + 0,7 Мп 1,4, а при среднем модуле 3,00, выбранном для изготовления вспомогательных сателлитов и подвижных колес двигателя 18 (опытного образца), 2k 1,4 Мп•3,00 4,2 мм (см. книгу В.А. Дмитриев. Детали машин. Л. Судостроение, 1970, с. 347, строки 12 20, рис. 131, б и на с. 349 строки 1 - 15, рис. 132 а, б и на с. 351 рис. 133, б, где на правой его стороне показано расстояние от полюса p или начальной прямой до точки смещения к 0,7 Мп и на с. 352 см табл. 24).

Итак, дополюсное и заполюсное зацепление, обозначенное 2k и равное 4,2 мм, будет в каждой паре зацепляющихся зубьев вспомогательных сателлитов и подвижных колес, которое является основным источником в снятии сопротивлений вращающихся вспомогательных сателлитов и будет называться малым плечем л и л'' (фиг. 1-2-3). Малые плечи л и л'' равны 4,2 мм минус разница между радиусами вспомогательных сателлитов с выпуклыми зубьями и радиусами вспомогательных сателлитов с вогнутыми зубьями. Например, вспомогательные сателлиты 29 и 30 (фиг. 1-2-3) в блоке будут иметь по десять зубьев. Сателлит с модулем 3 будет иметь диаметр начальной окружности или полюс p 3•10 30 мм, а сателлит 30 с модулем 3, 3 диаметр начальной окружности или полюс p 3,3•10 33 мм. Разницей между этими двумя сателлитами будет 33 30 1,5 мм. Малые плечи л и л'' будут равны 4,2 1,5 2,7 мм. Эта величина, т.е. 2,7 мм, может быть при необходимости увеличена за счет увеличения количества вспомогательных сателлитов и соответственно подвижных зубчатых колес с обоих сторон корпуса 1 двигателя, однако при изготовлении и испытании опытного образца такая необходимость может и не потребоваться.

Имея основные размеры зубчатых колес и сателлитов, подобранных для изготовления опытного образца двигателья 18, и размеры средних плечей л₁ и л''₁, между радиусами ведущих сателлитов 23 и 24 и 23'' и 24'' (фиг. 1-2-3), равные по 7,5 мм + 2k 7,5 + 4,2 11,7 мм, а также размеры больших плечей Л_R или радиусов между центром вала 15 отбора мощности и сквозной осью 17, равной R 100 мм, определим его эффективную мощность по формуле (207), см. книгу Д.В. Бычков М. О. Мирова. Техническая механика, ч. 1. М. Гос. изд-во лит-ры по строительству и архитектуре, 1957, с. 256, 259, 260, формула (207):

Момент вращения M P•R, где окружное усилие P 750 кгх. Большое плечо, между центром вала 15 отбора мощности (фиг. 1) и сквозной осью 17, радиус R тогда R 0,1 мет.

Момент вращения M P•R 750•0,1 75 кгм.

Средние обороты двигателя n 1000 об/мин, механический коэффициент полезного действия η=0,8.
Допустимое напряжение изгиба зуба из хромоникелевой стали с термообработкой P_и 750 кг/см² при 1000 об/мин взято из книги Энциклопедический справочник. М. Машиностроение, т. 2, 1948, с. 262, табл. 16.

Тогда согласно формуле (207): .

Итак, эффективная мощность опытного образца двигателя 18, полученная при статическом давлении 1500 кг на рычаг 14 (фиг. 2-1), N ≈ 83л.с. Так как все зубчатые колеса и сателлиты двигателя будут с точечным зацеплением Новикова, допускаемое напряжение изгиба зуба может быть увеличено в два раза, тогда и его мощность может быть увеличена за счет увеличения статического давления на рычаг 14. Все подвижные зубчатые колеса ввиду небольшой радиальной нагрузки могут быть установлены на особо легкой серии шариковых подшипников.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: в корпусе двигателя на двух скользящих опорах вал отбора мощности с жестко закрепленной на нем ступицей, которая является водилом одиннадцати блоков сателлитов с одинаковым числом наружных зубьев, установленные на жестких посадках на шести сквозных осях, размещенных на скользящих насадках вдоль ступицы водила. Вращение вала отбора мощности со ступицей-водилом и одиннадцатью блоков сателлитов, происходит по часовой стрелке, а вращение всех блоков сателлитов, относительно своих осей против часовой стрелки. При статическом давлении на рычаг, возникающее окружное усилие в среднем напорном колесе передается через его выпуклые зубья с дополюсным зацеплением на вогнутые зубья вспомогательного сателлита, имеющего также дополюсное зацепление, а возникшие в нем окружное усилие передается через выпуклые зубья двух боковых сателлитов с заполюсным зацеплением на вогнутые зубья, подвижным колесам, имеющим также заполюсные зацепления. Окружные усилия, возникшие в подвижных колесах, продолжают передаваться по зацепляющимися с ними сателлитами до ведущих сателлитов, имеющим наполовину меньшие начальные окружности, чем спаренные с ними сателлиты, зацепляющиеся с центральными колесами, где на их средних плечах вырабатываются стабильные крутящие моменты с высоким коэффициентом полезного действия, а малые плечи между зубьями вспомогательных сателлитов с зубьями подвижных колес и напорного колеса, препятствуют торможению вспомогательным сателлитам при их перемещениях во время работы двигателя. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Планетарный двигатель, содержащий корпус с двумя центральными неподвижными колесами с внутренними зубьями, закрепленными с двух торцов внутри корпуса, десятью двойными жестко скрепленными колесами с внутренними зубьями, установленными на скользящих посадках между центральными неподвижными колесами внутри корпуса, одним напорным невращающимся колесом с внутренними зубьями, свободно вставленным между подвижными двойными зубчатыми колесами внутри корпуса и одним центральным валом отбора мощности, вставленным на двух скользящих опорах корпуса двигателя, на центральном валу жестко закреплена ступица-водило, вдоль которой по радиальной разметке размещены на скользящих посадках шесть сквозных осей, на концах одной самой длинной оси жестко закреплены по одному блоку ведущих сателлитов с наружными зубьями, а на концах четырех осей жестко закреплены также по одному блоку вспомогательных сателлитов с наружными зубьями и на одной самой короткой оси жестко закреплен один тройной блок вспомогательных сателлитов с наружными зубьями, а все ведущие и вспомогательные сателлиты будут иметь одинаковое число зубьев, два ведущих сателлита из двойных блоков зацепляются с двумя центральными неподвижными зубчатыми колесами, а два ведущих сателлита из этих двойных блоков с наполовину меньшими начальными окружностями зацепляются с двумя зубчатыми колесами из двойных подвижных зубчатых колес, размещенных между центральными неподвижными зубчатыми колесами, а все вспомогательные сателлиты из двойного блока зацепляются с остальными подвижными зубчатыми колесами, размещенными с двух торцов корпуса, и один средний вспомогательный сателлит из тройного блока зацепляется со средним, напорным невращающимся зубчатым колесом, отличающийся тем, что все центральные неподвижные, и все подвижные двойные колеса с внутренними зубьями, и все сателлиты из двойных блоков, и все сателлиты тройного блока с наружными зубьями будут с точечным зацеплением М.Л.Новикова, а все ведущие и вспомогательные сателлиты с выпуклыми зубьями и заполюсным зацеплением зацепляются с зубчатыми колесами, имеющими вогнутые зубья и также заполюсные зацепления, все ведущие и вспомогательные сателлиты с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением зацепляются с зубчатыми колесами, имеющими выпуклые зубья и также дополюсные зацепления, все вспомогательные сателлиты с вогнутыми зубьями и дополюсным зацеплением будут иметь большие модули относительно скрепленных с ними сателлитов на 0,1 2 мм и т. д. соответственно больше будут у них и начальные окружности, а также и зацепляющиеся с ними подвижные зубчатые колеса и напорное невращающееся зубчатое колесо, а между всеми зацепляющими зубьями вспомогательных сателлитов и зубьями всех подвижных колес образуются малые плечи, в результате чего при передаче непрерывных окружных усилий от зубьев напорного невращающегося колеса до зубьев ведущих сателлитов на левом и правом торцах корпуса двигателя во время вращения вспомогательных блоков сателлитов не будет никаких торможений при работе двигателя. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что два подвижных зубчатых колеса, зацепляющиеся с двумя ведущими сателлитами из двойных блоков, имеют (каждое колесо) примерно в 1,5 раза зубьев больше, чем в центральных зубчатых колесах (каждого из них), а все остальные пары подвижных колес с левой и правой торцов корпуса относительно этих боковых колес будут иметь на 4 6 и т. д. зубьев меньше одна пара от другой в сторону напорного колеса, а при работе двигателя два больших подвижных колеса, зацепляющихся с ведущими сателлитами, будут вращаться по часовой стрелке со скоростью большего у них чисел зубьев относительно неподвижных центральных колес, а все остальные подвижные колеса с левого и правого торцов корпуса, вращаясь по часовой стрелке, будут отставать от них на имеющиеся меньшие у них чисел зубьев в каждой паре колес, а среднее напорное невращающееся зубчатое колесо, имеющее одинаковое число зубьев с каждым центральным зубчатым колесом будет стоять на месте. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что два ведущих сателлита из двойного блока, зацепляющиеся с двумя центральными неподвижными зубчатыми колесами и два ведущих сателлита из этих блоков с наполовину меньшими начальными окружностями, зацепляющиеся с боковыми подвижными зубчатыми колесами, имеют между своими парами средние плечи, при непрерывном статическом давлении принимающие на себя окружные усилия, которые передаются через ось блоков ведущих сателлитов на большие плечи или радиусы между центром вала отбора мощности и сквозной осью блоков ведущих сателлитов, где с двух торцов корпуса начинаются стабильные вращающиеся моменты с высоким коэффициентом полезного действия и вырабатываются обороты и мощность двигателя. 4. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что внешним источником его энергии будет непрерывное статическое давление от корпуса двигателя на рычаг, который жестко закреплен на радиальной поверхности напорного невращающегося зубчатого колеса, а возникшее в нем окружное усилие передается через его внутренние выпуклые зубья с дополюсным зацеплением на вогнутые наружные зубья среднего вспомогательного сателлита, имеющий также дополюсное зацепление, статическое давление может быть винтовым, гидравлическим и т.д.