ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 1997 года по МПК F16H1/48 

Изобретение относится к зубчатым передачам, преимущественно к редукторам для турбо- и электробуров.

Известна планерная передача, содержащая центральные колеса свободно установленные на цилиндрическом звене с возможностью осевого перемещения, водило с несколькими рядами сателлитов и устройство для выравнивания нагрузки, выполненное в виде установленных на прямозубых шлицах промежуточных колес снабженных торцевыми кулачками наклонного профиля, а центральные колеса также снабжены ответными торцевыми кулачками [1]
Эта передача имеет следующие недостатки:
увеличенный диаметральный габарит из-за того, что центральные колеса с внутренними зубьями выполняются отдельно и устанавливаются на шлицах;
отсутствует возможность выравнивания нагрузки между сателлитами в ряду;
повышенная трудоемкость изготовления колес и промежуточных дисков с кулачками, что имеет особое значение для турбобуров, у которых ресурс составляет не более 200 ч.

Известна планетарная передача [2] прототип, содержащая два центральных колеса, одно с внешними, а другое с внутренними зубьями, несколько рядов сателлитов на общем водиле и устройство для выравнивания нагрузки между сателлитами с опорой в виде эксцентриковых втулок.

Недостатком этой передачи является:
сложность индивидуальной регулировки сателлитов, особенно, при числе рядов более двух;
ошибки в окружном шаге, изменение расположения сателлитов в результате деформации от нагрузки и от износа не компенсируются при эксплуатации;
затруднено исполнение передачи с числом рядов сателлитов более двух, т. к. возникает конструктивная сложность регулирования средних рядов;
осевые размеры передачи растут прямо пропорционально количеству рядов.

Цель изобретения улучшение равномерности распределения нагрузки между сателлитами как между рядами, так и в ряду.

Цель достигается тем, что в известной планетарной передаче, содержащей два центральных колеса, одно с внешними, а другое с внутренними зубьями, несколько рядов сателлитов вместе с его опорой, опора каждого сателлита снабжена направляющей, расположенной под углом к его оси и пружиной в осевом направлении, а на водиле расположены окна с направляющими, ответными направляющим опор сателлитов.

В предложенной планетарной передаче выполнение опоры сателлитов с направляющей под углом к оси передачи позволяет за счет осевого перемещения опоры изменять ее угловое расположение, а пружина обеспечивает регулировку нагрузки на сателлит делать вне передачи (на специальном приспособлении), а по мере деформации колес и их износа распределение нагрузки будет происходить автоматически.

Чем больше нагрузка на передачу, тем больше число сателлитов требуется при неизменных диаметральных габаритах. Расположение большого числа сателлитов в прототипе требует и высокой точности их расположения, что технологически затруднено.

Ответные окна для направляющей опоры на водило можно располагать с меньшей степенью точности и в шахматном порядке, что снизит длинновые размеры передачи в сравнении с прототипом.

На фиг.1 изображена планетарная передача в поперечном разрезе; на фиг.2
вид по стрелке А на водило с сателлитами развертке по наружному диаметру водила; на фиг.3 разрез сателлита и его опоры по Б-Б (фиг.1).

Планетарная передача содержит центральное колесо 1 с внутренними зубьями, которое одновременно является и корпусом передачи, центральное колесо 2 с наружными зубьями, водило 3, сателлиты 4, опору 5 сателлитов. Сателлит 4 двухвенцовый и состоит из венца 6, на пустотелой оси 7 которого установлен 8 и зафиксирован штифтом 9. На левом конце сателлита 4 в отверстии установлена подпружиненная пружиной 10 пята со сферой 11, правый конец оканчивается также сферической пятой 12. Опора 5 снабжена направляющими 13, расположенными под углом к оси сателлита, а в водиле 3 выполнена ответная направляющая 14 и окна 15 и 16 для сателлитов.

При вращении колеса 2 и неподвижном колесе 1 водило 3 вращается вместе с сателлитами 1. От нагрузок P_c на сателлит опора 5 смещается по своим направляющим в сторону пяты 11, преодолевая сопротивление пружины 10 до тех пор, пока нагрузка на всех сателлитах не выравнивается.

При установке сателлита в сборе с опорой пружина 10 тарируется на расчетное осевое усилие:
P_o= P_c•sinα•cosα
где P_о расчетное осевое усилие на сателлит;
P_c окружное усилие на один сателлит;
α угол наклона направляющей.

Тарировка пружины осуществляется за счет подгонки осевых размеров в элементах сателлита, при этом необходимо обеспечить постоянство размера K (фиг. 3) для всех сателлитов при осевой нагрузке одинаковой для всех и равной P_о.

Максимальное отклонение расположения сателлита в редукторах турбобуров не превышает 0,1 мм, исходя из этого необходимо подбирать жесткость пружины 10. Чем меньше жесткость пружины, тем более равномерно будут нагружены сателлиты.

В приведенном примере опора 5 плавающая в радиальном направлении и является одновременно подшипником сателлита. Опора 5 может бытксирована и в радиальном направлении, а также иметь и другие направления. Подшипник сателлита должен быть сконструирован так, чтобы позволял венцам самоустанавливаться.

На фиг. 2 показано, что сателлиты установлены в шахматном порядке. Это значительно снижает осевые размеры передач. Пружина 10 может давить не обязательно на сателлит, она может давить и на опору 5. Это все зависит от конструктивного исполнения.

Применение передачи позволяет улучшить распределение нагрузки по сателлитам при стесненных габаритах, а также позволяет демпфировать колебания крутящего момента.

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: в устройстве выравнивания нагрузки по сателлитам для планетарной передачи с несколькими рядами сателлитов, установленных на общем водиле, опора каждого сателлита имеет направляющую, расположенную под углом к его оси, и пружину, установленную вдоль оси сателлита. В водиле выполнены окна с направляющими, ответными направляющими опор. 3 ил.

Планетарная передача, содержащая два центральных колеса с наружным и внутренним зацеплением, общее водило, несущее несколько рядов сателлитов, и устройство выравнивания нагрузки каждого сателлита, включающее опоры для последних, отличающаяся тем, что опора каждого сателлита имеет направляющую, расположенную под углом к его оси, и пружину, установленную вдоль оси сателлита, а в водиле выполнены окна с направляющими, ответными направляющим опор.