ПЛАНЕТАРНЫЙ ЗУБЧАТЫЙ РЕДУКТОР Российский патент 2007 года по МПК F16H3/74 

Предлагаемое изобретение относится к зубчатым передачам и может найти применение в силовых приводах технологических машин с большим значением передаточного отношения при повышенной частоте вращения входного вала, например таких как автоматические тележки, приводы штабилеров.

Известен планетарный редуктор по кинематической схеме 3k, содержащий центральный входной вал с солнечным зубчатым колесом, сателлиты, водило и консольный центральный выходной вал, позволяющий получать большие передаточные отношения (Планетарные передачи. Справочник./ Под ред. В.Н.Кудрявцева и Ю.Н.Кирдяшева - Л.: Машиностроение, 1977 - С.9-15, Табл.1.1).

Недостатком указанного редуктора является наличие центробежных сил из-за планетарной подвижности сателлитов, водила, осей, получающих вращение от центрального входного (быстроходного) вала, причем чем выше частота вращения входного вала (приводного двигателя), тем больше центробежные силы.

Технической задачей изобретения является исключение центробежных сил, получение любого значения передаточного отношения редуктора и уменьшение его габаритов за счет введения звена внутренней обратной связи в устройство редуктора.

Техническая задача решается тем, что киберпланетарный зубчатый редуктор, содержащий входной вал с шестерней, сателлиты, водило и центральный выходной вал, в отличие от известного содержит не менее трех периферийных валов, кинематически связанных с входным валом и несущих цилиндрические шестерни; зубчатую муфту и конический дифференциал, в состав которого входят сателлиты и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, который является центральным валом конического дифференциала; при этом конический дифференциал расположен внутри зубчатой муфты, один венец которой образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями периферийных валов, находящимися в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с одним коническим колесом дифференциала, второй венец зубчатой муфты образует зубчатое соединение с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с другим коническим колесом дифференциала, оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее.

Периферийные валы лишены центробежных сил, т.к. не имеют планетарного вращения. Применение не менее трех валов обеспечивает самоцентрирование зубчатой муфты.

Зубчатая муфта создает положительную внутреннюю обратную связь по вращающему моменту в структуре редуктора.

Конический дифференциал служит для распределения потока мощностей от шестерен периферийных валов между выходным валом и зубчатой муфтой, с помощью которой часть мощности возвращается на шестерни периферийных валов.

Размещение конического дифференциала внутри зубчатой муфты позволяет уменьшать размеры конструкций редукторов при больших передаточных отношениях.

Изобретение поясняется чертежами:

фиг.1 - кинематическая схема киберпланетарного зубчатого редуктора;

фиг.2 - вид А слева на редуктор.

Киберпланетарный зубчатый редуктор содержит входной вал 1 с шестерней 2, три периферийных вала 3, 4, 5 и центральный выходной вал 6. Периферийные валы кинематически связаны с входным валом 1, например, через сменные зубчатые колеса 7, 8, 9 и несут цилиндрические шестерни 10, 11, 12. Оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала 6 и равноудалены от нее. В состав редуктора входит зубчатая муфта 13, внутри которой расположен конический дифференциал 14, в состав которого входят конические колеса 15 и 16, сателлиты 17 и 18 и водило 19. Водило конического дифференциала жестко связано с центральным выходным валом 6, который также является центральным валом конического дифференциала 14.

Один венец 20 зубчатой муфты образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями 10, 11, 12 периферийных валов редуктора, которые находятся в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом 21, имеющим общую ступицу с коническим колесом 15 дифференциала, например, выполнено как одно целое с коническим колесом или механически присоединено к нему. Второй венец 22 зубчатой муфты образует зубчатое соединение с цилиндрическим зубчатым колесом 23, например, звездочкой, имеющим общую ступицу с коническим колесом 16 дифференциала, например, выполнено как одно целое с коническим колесом или механически присоединено к нему.

Киберпланетарный зубчатый редуктор работает следующим образом.

Вращение от входного вала 1 через сменные зубчатые колеса 7, 8, 9 параллельными потоками передается на цилиндрические шестерни 10, 11, 12. Поскольку они находятся в зацеплении одновременно и с цилиндрическим зубчатым колесом 21 и с венцом 20 зубчатой муфты, то вращение передается сразу на оба конических колеса 15 и 16 дифференциала 14, но с разными передаточными числами (частотами вращения). Направления вращения конических колес дифференциала разные, поэтому достигается редукция частоты вращения входного вала. От водила 19 конического дифференциала вращение передается на центральный выходной вал 6 редуктора.

В связи с присутствием положительной обратной связи на цилиндрических шестернях 10, 11, 12 происходит суммирование вращающих моментов периферийных валов 3, 4, 5 и момента зубчатой муфты 13, поэтому одновременно с редукцией частоты вращения соответственно возрастает вращающий момент на центральном выходном валу 6 редуктора.

Целенаправленно выбирая значения для чисел зубьев колес 10, 20, 21, можно добиться нужной величины редукции скорости на коническом дифференциале 14. Сменные зубчатые колеса 7, 8, 9 служат для повышения или корректировки общего передаточного отношения.

Киберпланетарный зубчатый редуктор за счет использования внутренней обратной связи позволяет исключить существенное влияние центробежных сил, открывает возможность создания скоростной, динамически сбалансированной конструкции, уменьшает ее габариты при большом передаточном отношении, расширяет эксплуатационные возможности за счет включения в схему привода высокоскоростных двигателей.

Изобретение относится к зубчатым передачам и может найти применение в силовых приводах технологических машин с большим значением передаточного отношения при повышенной частоте вращения входного вала, например, таких как автоматические тележки, приводы штабилеров. Планетарный зубчатый редуктор содержит входной вал (1) с шестерней (2), три периферийных вала (3, 4, 5), несущих цилиндрические шестерни (10, 11, 12), зубчатую муфту (13) и конический дифференциал (14), который расположен внутри зубчатой муфты (13). Венец (20) зубчатой муфты образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями (10, 11, 12), которые находятся в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом (21), имеющим общую ступицу с коническим колесом (15) дифференциала. Венец (22) зубчатой муфты образует зубчатое соединение с цилиндрическим зубчатым колесом (23), имеющим общую ступицу с коническим колесом (16) дифференциала. Оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала (6) и равноудалены от нее. Изобретение позволяет исключить центробежные силы, получить любое значение передаточного отношения редуктора и уменьшить его габариты. 2 ил.

Планетарный зубчатый редуктор, содержащий входной вал с шестерней, сателлиты, водило и центральный выходной вал, отличающийся тем, что содержит не менее трех периферийных валов, кинематически связанных с входным валом и несущих цилиндрические шестерни, зубчатую муфту и конический дифференциал, в состав которого входят сателлиты и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, который является центральным валом конического дифференциала, при этом конический дифференциал расположен внутри зубчатой муфты, один венец которой образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями периферийных валов, находящимися в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с одним коническим колесом дифференциала, второй венец зубчатой муфты образует зубчатое соединение с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с другим коническим колесом дифференциала, оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее.