ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА С ЗАЩИТОЙ ОТ ПРОВОРОТА Российский патент 2014 года по МПК F16H57/08 F16H1/28 

Изобретение относится к планетарной передаче с защитой от проворота согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Функционирование планетарной передачи известно. В центре находится солнечное колесо, приводимое во вращение двигателем, соединенным с планетарной передачей через фланец двигателя. Солнечное колесо передает свое движение по меньшей мере на три обращающиеся, образующие ступень передачи планетарные шестерни, установленные на пальцах водила планетарной передачи. При нескольких ступенях передачи последнее водило планетарной передачи жестко соединено с выходным валом и таким образом обеспечивает передачу усилия на ведомое звено вала. Снаружи планетарные шестерни движутся в корпусе передачи с внутренним зацеплением с так называемым полым колесом. Кроме того, корпус передачи соединен со стороны выхода с фланцем ведомого звена.

Из-за передаваемых крутящих моментов внутри планетарной передачи аксиально стянутые друг с другом только резьбовым соединением части, например фланец двигателя, корпус передачи и фланец ведомого звена, склонны к провороту относительно друг друга в зависимости от направления нагрузки.

Для образования защиты от проворота известно выполнение фланца двигателя и фланца ведомого звена со шлицевым венцом (именуемым также прессовым венцом), входящим в зацепление при монтаже с зубчатым венцом корпуса передачи. Однако недостаток заключается в том, что такие фланцы при исходном формообразовании для обеспечения экономичного изготовления должны изготавливаться за одно целое посредством цинкового литья под давлением или литья под давлением пластмасс. Поскольку допуски, устанавливаемые при литье под давлением, слишком велики для ввода, например, головной части шарикоподшипника или резьбы, в опорных фланцах необходима дополнительная обработка, например, на токарном или фрезерном станках. В результате изготовление таких опорных фланцев становится трудоемким и таким образом дорогостоящим, а кроме того, оно является еще весьма негибким, так что, в частности, такой порядок изготовления опытных экземпляров или небольших серий является непригодным.

Задачей изобретения является создание планетарной передачи вышеуказанного типа, в которой защита от проворота должна быть просто и экономично реализована.

Эта задача решается посредством планетарной передачи с признаками пункта 1 формулы изобретения.

Такая планетарная передача с защитой от проворота, которая содержит солнечное колесо и по меньшей мере одну обращающуюся в корпусе передачи с внутренним зацеплением планетарную шестерню с внутренним зубчатым венцом и в которой корпус передачи и/или с ведущей (приводной) стороны соединен по меньшей мере с одним опорным фланцем, а для предотвращающего проворот соединения с корпусом передачи предусмотрены средства зацепления, сцепляющиеся с внутренним зацеплением (внутренним зубчатым венцом), согласно изобретению предусматривает, чтобы по меньшей мере один зубчатый сегмент был предусмотрен в качестве средства зацепления, зубчатый сегмент включал в себя тело зубчатого сегмента, а опорный фланец содержал выемку для приема тела зубчатого сегмента с геометрическим замыканием.

Благодаря этому решению согласно изобретению первоначально используемое шлицевое зацепление уменьшается до одного-единственного зубчатого сегмента, который может изготавливаться независимо от геометрии и материала собственно опорного фланца. Монтаж такого зубчатого сегмента согласно изобретению чрезвычайно прост, поскольку отдельно изготовленный зубчатый сегмент вставляется в подготовленную выемку. Несмотря на это простое решение, между опорным фланцем и внутренним зацеплением (внутренним зубчатым венцом), т.е. зубчатым венцом корпуса передачи устанавливается соединение с геометрическим замыканием, так что прокручивание этих деталей относительно друг друга надежно предотвращается.

Благодаря этому в случае решения согласно изобретению опорные фланцы могут изготавливаться с любым контуром. Необходимая выемка для зубчатого сегмента выполняется простым способом с помощью обычного токарного или фрезерного станка.

Кроме того, такие опорные фланцы могут изготавливаться из любого материала без учета исходного формообразования материала.

Теперь решение согласно изобретению обеспечивает экономичное изготовление малых и минимальных серий планетарных передач, поскольку, в частности, отпадает трудоемкая дополнительная обработка отливок и, кроме того, нет также больше нужды в необходимых для разных форм фланцев дорогостоящих изложницах.

В одном из усовершенствованных вариантов выполнения изобретения зубчатый сегмент выполнен с несущим зубья зубчатого сегмента держателем зубьев в виде кольцевого участка, так что внутри корпуса передачи требуется лишь небольшое монтажное пространство, которое приводит к компактной конструкции планетарной передачи.

Кроме того, согласно одному из особенно предпочтительных вариантов выполнения изобретения тело зубчатого сегмента в радиальном направлении выполнено в форме пластины с первой и второй основными поверхностями, причем держатель зубьев расположен на первой основной поверхности с проходящей перпендикулярно ей торцевой поверхностью зубчатого сегмента. Тем самым осуществляется надежное закрепление зубчатого сегмента в опорном фланце.

Дополнительная фиксация зубчатого сегмента в опорном фланце достигается согласно очередному варианту выполнения изобретения за счет того, что вторая основная поверхность тела зубчатого сегмента содержит приформованную к ней цапфу, примыкающую отверстием, выполненным в опорном фланце. Такая цапфа облегчает также монтаж зубчатого сегмента.

Предпочтительным образом опорный фланец согласно очередному варианту выполнения изобретения имеет со стороны корпуса передачи кольцевой заплечик, причем зубчатый сегмент установлен в радиально проходящем в области кольцевого заплечика пазу с шириной, подогнанной к длине дуги зубчатого сегмента, таким образом, чтобы заплечик находился на одной прямой с дном впадины между зубьями зубчатого сегмента, а его ширина предпочтительно соответствовала ширине зуба зубчатого сегмента.

Такой паз проще изготовить, чем выемку, соответствующую форме зубчатого сегмента. Тело зубчатого сегмента идет от стенок паза, предпочтительно концевая область паза образует выемку для зубчатого сегмента, так что торец паза и форма тела зубчатого сегмента могут подгоняться друг под друга, причем по технологическим соображениям предлагается форма полуокружности.

Кроме того, за счет этого также упрощается монтаж зубчатого сегмента, поскольку его достаточно только вставить в этот паз, для чего в отверстие, выполненное в дне паза, одновременно вводится цапфа тела зубчатого сегмента. Кроме того, ввиду заплечика вследствие простой установки на этот заплечик упрощается также монтаж опорного фланца на корпусе передачи.

Глубина паза соответствует толщине тела зубчатого сегмента, так что первая основная поверхность тела зубчатого элемента находится на одной прямой с торцевой поверхностью опорного фланца с расположенной стороны корпуса передачи.

Для стопорения положения соответствующего изобретению зубчатого сегмента особенно предпочтительно, чтобы согласно одному из усовершенствованных вариантов изобретения в краевой области тела зубчатого сегмента в опорном фланце было выполнено резьбовое отверстие, ведущее к частичному отверстию в краевой области тела зубчатого сегмента. Это частичное отверстие обеспечивает дополнительную фиксацию зубчатого сегмента в опорном фланце.

Наконец, оказалось, что для надежной защиты от проворота достаточно, чтобы на опорном фланце были расположены два диаметрально противоположных зубчатых сегмента.

Ниже изобретение подробно описывается на примерах выполнения со ссылкой на приложенные фигуры. При этом:

фиг.1 - подетальное представление ведомого фланца с зубчатыми сегментами согласно изобретению и корпуса передачи с внутренним зацеплением в качестве примера выполнения изобретения,

фиг.2 - разрез ведомого фланца с корпусом передачи на фиг.1,

фиг.3 - ведомый фланец на фиг.1 с зубчатым сегментом согласно изобретению в перспективе,

фиг.4 - зубчатый сегмент согласно изобретению в перспективе,

фиг.5 - в качестве очередного примера выполнения разрез соединенного с корпусом передачи фланца двигателя с соответствующим изображению зубчатым сегментом согласно фиг.4,

фиг.6 - сечение по линии I-I на фиг.5 и

фиг.7 - фланец двигателя согласно фиг.6 с соответствующим изобретению зубчатым сегментом в перспективе.

На фиг.1 и 2 как компоненты планетарной передачи изображены только корпус 1 передачи с зубчатым венцом 2 в качестве внутреннего зацепления и опорный фланец 3. Опорный фланец 3 на фиг.1 и 2 выполнен, например, в виде фланца ведомого вала, а соединяется он, как, например, показано на фиг.5, с корпусом 1 передачи посредством резьбового соединения. На противоположном торце корпуса 1 передачи также монтируется опорный фланец (на фиг.1, 2 не показан), в этом случае фланец двигателя. Этот корпус 1 передачи принимает (не показанное) несущее планетарные шестерни водило планетарной передачи, а также (не показанное) солнечное колесо, приводимое в движение приводом.

Опорные фланцы со стороны привода (ведущая сторона) и с выходной стороны (ведомая сторона) выполнены аналогично кольцеобразно, так что центральное отверстие принимает или ведущую ось для солнечного колеса, или ведомую ось, соединенную с водилом планетарной передачи.

Ведомый фланец 3 изображен на фиг.3 на виде сверху на его расположенную со стороны корпуса передачи торцевую поверхность 15 с двумя вмонтированными в него зубчатыми сегментами 4 согласно изобретению, причем такой зубчатый сегмент 4 изображен на фиг.4.

Ведомый фланец 3 имеет на своей торцевой поверхности 15 окружающий его центральное отверстие 13 кругообразный заплечик 13, содержащий проходящие в радиальном направлении диаметрально противоположные пазы 14, заканчивающиеся соответствующим проходящим в форме полуокружности торцом и образующими в этой концевой области соответствующую выемку 6 для приема зубчатого сегмента 4.

Зубчатый сегмент 4 содержит пластинчатое тело 5 зубчатого сегмента с первой и второй основными поверхностями 9а и 9b. К первой основной поверхности 9а со стороны края приформован несущий зубья держатель 8 зубьев таким образом, что торцевая поверхность 10 зубьев 7 перпендикулярна этой первой основной поверхности 9а.

Ширина паза 14 в тангенциальном направлении подогнана к ширине тела 4 зубчатого сегмента, а держатель 8 зубьев выполнен дугообразным с таким расчетом, чтобы его радиус соответствовал радиусу кругообразного заплечика 13. Выемка 6 или паз 14 располагается таким образом, чтобы дно 21 впадины между зубьями 7 в состоянии установки зубчатого сегмента 4 в этот паз 14 находилось на одной прямой с заплечиком 13.

Противолежащая держателю 8 зубьев торцевая поверхность 19 тела 5 зубчатого сегмента (см. фиг.4) выполнена в виде полуокружности в соответствии с проходящим в форме полуокружности торцом паза 14. К противолежащей первой основной поверхности 9а второй основной поверхности 9b приформована перпендикулярная ей цапфа 11, входящая при установке зубчатого сегмента 4 в паз 14 в отверстие 12, выполненное в дне паза. Цапфа 11 служит не только в качестве вспомогательного средства для монтажных работ, но и в первую очередь удерживает сегмент от радиального отклонения из зубчатого венца, поскольку под действием крутильных усилий и угла исходного контура зацепления (угол зацепления) на зубчатый сегмент воздействует радиально направленная составляющая силы, стремящаяся выдавить сегмент из зубчатого венца полого колеса.

Тем самым зубчатый сегмент 3 имеет контур, которым он с точной посадкой и с геометрическим замыканием может быть вставлен в концевую область паза 14, как это видно из разреза на фиг.2 и перспективного изображения на фиг.3. Таким образом, зубчатый сегмент 4 соединен с ведомым фланцем 3 с геометрическим замыканием.

После вставки зубчатых сегментов 4 в ведомый фланец 3 он монтируется на корпусе 1 передачи с зубчатым венцом 2, для чего кромка корпуса 1 передачи устанавливается на заплечик 13, а с помощью резьбовых отверстий 16 в ведомом фланце 3 и сквозных отверстий 20 в корпусе 1 передачи осуществляется резьбовое соединение. В этом состоянии зубья 7 зубчатого сегмента находятся в зацеплении с зубчатым венцом 2 корпуса 1 передачи, так что ведомый фланец 3 и корпус 1 передачи не могут проворачиваться относительно друг друга.

На фиг.5 и 6 в соответствующих разрезах изображен корпус 1 передачи, соединенный с фланцем 3 двигателя и содержащий зубчатый венец 2. Фланец 3 двигателя изображен на фиг.7 на виде сверху в перспективе.

Этот фланец 3 двигателя оснащен соответствующим фиг.4 зубчатым сегментом 4, смонтированным также в ведомом фланце 3 на фиг.1, 2 и 3.

Таким же образом, как ведомый фланец 3 на фиг.3, фланец 3 двигателя также имеет окружающий центральное отверстие 12 кольцевой заплечик 13, содержащий радиально проходящий паз 14 с полуокружными концевыми областями для образования соответствующих выемок 6 для приема зубчатого сегмента 4 с геометрическим замыканием. В изображении разреза на фиг.6 особенно хорошо видно, что заплечик 13 прилегает к кругообразной торцевой поверхности зубчатого венца 2, а дно 21 впадины между зубьями 7 зубчатого сегмента 4 находится на одной прямой с заплечиком 13, так что в результате зубья 7 находятся в зацеплении с зубчатым венцом 2.

Для получения резьбового соединения между фланцем 3 двигателя и корпусом 1 передачи фланец 3 двигателя содержит резьбовые отверстия 16, а корпус 1 передачи - сквозные отверстия 20. Резьбовые отверстия 16 в области полуокружной торцевой поверхности 19 тела 5 зубчатого сегмента выполнены во фланце 3 двигателя таким образом, что в этой торцевой поверхности 19 появляется частичное отверстие 17. Тем самым в смонтированном состоянии фланца 3 двигателя и корпуса 1 передачи достигается дополнительная фиксация зубчатого сегмента 4.

Примеры выполнения показывают, что для разных исполнений опорных фланцев применяются соответствующие идентичные зубчатые сегменты, которые тем самым могут найти универсальное использование в различных конструктивных рядах планетарных передач с одной или несколькими ступенями передачи.

Такие зубчатые сегменты согласно изобретению могут изготавливаться, например, спеканием из Sint D 30.

Перечень позиций

1 корпус передачи

2 внутреннее зацепление, внутренний зубчатый венец

3 опорный фланец, ведомый фланец, фланец двигателя

4 зубчатый сегмент

5 тело зубчатого сегмента

6 выемка в опорном фланце 3

7 зубья зубчатого сегмента 4

8 держатель зубьев зубчатого сегмента

9а первая основная поверхность тела 5 зубчатого сегмента

9b вторая основная поверхность тела 5 зубчатого сегмента

10 торцевая поверхность зубчатого сегмента 4

11 цапфа на теле 5 зубчатого сегмента

12 отверстие в опорном фланце 3

13 заплечик на опорном фланце 3

14 паз в опорном фланце 3

15 торцевая поверхность опорного фланца 3

16 резьбовое отверстие в опорном фланце 3

17 частичное отверстие в теле 5 зубчатого сегмента

18 центральное отверстие опорного фланца 3

19 торцевая поверхность тела 5 зубчатого сегмента

20 отверстие в корпусе 1 передачи

21 дно впадины между зубьями 7 зубчатого сегмента 4

Изобретение относится к планетарной передаче с защитой от проворота. Планетарная передача содержит солнечное колесо и по меньшей мере одну планетарную шестерню, обращающуюся в корпусе (1) передачи с внутренним зубчатым венцом (2). Корпус (1) передачи с ведомой стороны и/или с ведущей стороны соединен с опорным фланцем (3). Для предотвращающего проворот соединения с корпусом (1) передачи предусмотрены средства зацепления в виде по меньшей мере одного зубчатого сегмента (4). Опорный фланец (3) содержит выемку (6) для приема тела (5) зубчатого сегмента (4) с геометрическим замыканием. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Планетарная передача с защитой от проворота, содержащая солнечное колесо и по меньшей мере одну планетарную шестерню, обращающуюся в корпусе (1) передачи с внутренним зубчатым венцом (2), причем корпус (1) передачи с ведомой стороны и/или с приводной стороны соединен по меньшей мере с одним опорным фланцем (3), а для предотвращающего проворот соединения с корпусом (1) передачи предусмотрены средства зацепления, сцепляющиеся с внутренним зубчатым венцом (2),
отличающаяся тем, что
- в качестве средства зацепления предусмотрен по меньшей мере один зубчатый сегмент (4),
- зубчатый сегмент (4) включает в себя тело (5) зубчатого сегмента, а
- опорный фланец (3) содержит выемку (6) для приема тела (5) зубчатого сегмента с геометрическим замыканием.

2. Планетарная передача по п.1, отличающаяся тем, что зубчатый сегмент (4) выполнен с несущим зубья (7) зубчатого сегмента держателем (8) зубьев в виде кольцевого участка.

3. Планетарная передача по п.1 или 2, отличающаяся тем, что тело (5) зубчатого сегмента в радиальном направлении выполнено в форме пластины с первой и второй основными поверхностями (9а, 9b), причем держатель (8) зубьев расположен на первой основной поверхности (9а) с проходящей перпендикулярно ей торцевой поверхностью (10) зубчатого сегмента (4).

4. Планетарная передача по п.3, отличающаяся тем, что вторая основная поверхность (9b) тела (5) зубчатого сегмента содержит приформованную к ней цапфу (11), принятую отверстием (12), расположенным в опорном фланце (3).

5. Планетарная передача по п.1, отличающаяся тем, что
- опорный фланец (3) имеет со стороны корпуса передачи кольцевой заплечик (13), а
- зубчатый сегмент (4) расположен в радиально проходящем в области кольцевого заплечика (13) пазу (14) с шириной, подогнанной к длине дуги зубчатого сегмента (4), таким образом, чтобы заплечик (13) находился на одной прямой с дном (21) впадины между зубьями зубчатого сегмента (4).

6. Планетарная передача по п.5, отличающаяся тем, что ширина заплечика (13) соответствует ширине зуба (7) зубчатого сегмента (4).

7. Планетарная передача по п.6, отличающаяся тем, что концевая область паза (14) образует выемку (6) для зубчатого сегмента (4), а паз (14) имеет такую ширину, что первая основная поверхность (9а) тела (5) зубчатого сегмента находится на одной прямой с расположенной со стороны корпуса передачи торцевой поверхностью (15) опорного фланца (3).

8. Планетарная передача по п.1, отличающаяся тем, что в краевой области тела (5) зубчатого сегмента в опорном фланце (3) выполнено резьбовое отверстие (16), ведущее к частичному отверстию (17) в краевой области тела (5) зубчатого сегмента.

9. Планетарная передача по п.1, отличающаяся тем, что на опорном фланце (3) расположены два диаметрально противоположных зубчатых сегмента (4).