РЕДУКТОР С УМЕНЬШЕННЫМ ЛЮФТОМ Российский патент 2017 года по МПК F16H1/46 B62D3/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к редуктору для рулевого привода.

Уровень техники

Рулевые приводы применяют в летательных аппаратах для изменения положения поверхностей управления (руля направления, рулей высоты и элеронов). В настоящее время они представляют собой главным образом линейные приводы, которые применяют с рулями высоты и элеронами, поскольку для линейных приводов характерен очень низкий люфт.

Однако если применяется линейный привод, стабилизатор или крыло с рулем высоты или элероном должны быть способны вмещать линейный привод при его полном выдвижении, что требует выделения значительного пространства для линейного привода внутри стабилизатора или крыла.

Настоящее изобретение предназначено для решения этой проблемы.

Раскрытие изобретения

Предложен раскрытый в настоящем документе редуктор, содержащий: две аксиально разнесенные планетарные зубчатые передачи, причем каждая планетарная зубчатая передача содержит: солнечную шестерню, множество аксиально разнесенных планетарных шестерен, которые поворачиваются все вместе и перемещаются водилом планетарной передачи, и венцовую шестерню, прикрепляемую к редуктору; причем одна из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен входит в зацепление с солнечной шестерней и венцовой шестерней, и причем другая из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен входит в зацепление с выходной венцовой шестерней; причем солнечные шестерни двух планетарных зубчатых передач установлены на одном первичном валу, проходящем в аксиальном направлении; водила планетарной передачи двух планетарных зубчатых передач установлены на продольном валу таким образом, чтобы они могли свободно поворачиваться вокруг вала, но их аксиальное перемещение вдоль вала ограничено; и указанные другая шестерня из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен и выходная венцовая шестерня каждой планетарной зубчатой передачи выполнены в виде косозубых шестерен, причем шаг косозубой шестерни одинаков для обеих планетарных зубчатых передач, а направление резьбы отличается.

Диаметры указанной одной из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен и указанной другой из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен могут отличаться в каждой зубчатой передаче.

Диаметр указанной одной из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен может быть меньшим, чем диаметр указанной другой из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен.

Каждое водило планетарной передачи может быть установлено на продольном валу между парой ограничителей, причем каждый ограничитель ограничивает перемещение водила планетарной передачи вдоль продольного вала.

Пара ограничителей может упираться торцом в водило планетарной передачи для предотвращения перемещения водила планетарной передачи вдоль продольного вала.

Каждое водило планетарной передачи может быть установлено между парой ограничителей с люфтом и каждое из водил планетарной передачи могут доводить к ограничителю.

Каждое водило планетарной передачи могут доводить в некотором направлении таким образом, чтобы указанная другая косозубая шестерня из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен и косозубая выходная венцовая шестерня подталкивались для зацепления.

Водила планетарной передачи могут доводиться посредством пружин или тарельчатых пружин.

Пружины или тарельчатые пружины могут быть расположены между водилами планетарной передачи двух планетарных зубчатых передач для их доведения наружу.

Пружины или тарельчатые пружины могут быть расположены между пластиной на конце продольного вала и водилом планетарной передачи для доведения водила планетарной передачи вовнутрь.

Также предложен раскрытый в данном документе рулевой привод, содержащий указанный выше редуктор.

Краткое описание чертежей

Некоторые примеры вариантов осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно в качестве примера со ссылкой на фиг. 1-4, на которых:

Фиг. 1 изображает редуктор с одной сложной зубчатой передачей.

Фиг. 2 изображает редуктор с двумя сложными зубчатыми передачами.

Фиг. 3 изображает редуктор с двумя сложными зубчатыми передачами в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 изображает редуктор с двумя сложными зубчатыми передачами в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Фиг. 1 изображает редуктор 10, который содержит планетарную зубчатую передачу. Редуктор закреплен неподвижно, а венцовые шестерни 12 (две в показанном примере) прикреплены к внутренней стороне стенки редуктора 10. Некоторое число совокупностей планетарных шестерен 14 (три в показанном примере) перемещают водилом 16 планетарной передачи, а две совокупности планетарных шестерен 14 находятся в зацеплении с венцовыми шестернями 12. Одна из этих совокупностей планетарных шестерен 14 также зацепляется с солнечной шестерней 18, которая соединена с первичным валом 20. Совокупность планетарных шестерен 14, которая не зацепляется с венцовой шестерней 12, вместо этого зацепляется с выходной шестерней 20, которая соединена с выходным валом 22, который проходит через стенку редуктора 10 между венцовыми шестернями 12.

Максимальный крутящий момент этого редуктора ограничен и может быть увеличен путем применения в одном редукторе 50 двух соединенных параллельно зубчатых передач, как показано на фиг. 2. Как видно из этого чертежа, первичный вал 20 теперь перемещает две солнечные шестерни 18, причем применяют два водила 16 планетарной передачи, каждое из которых перемещает три совокупности планетарных шестерен 14, и применяют две выходные шестерни 20, соединенные с одним выходным валом 24.

Однако, хотя редуктор по фиг. 2 создает увеличенный максимальный крутящий момент, этот максимальный крутящий момент редуктора по фиг. 2 необязательно является вдвое большим, чем максимальный крутящий момент редуктора по фиг. 1. Из-за допускаемых технологических отклонений две зубчатые передачи, объединенные для формирования единого редуктора по фиг. 2, не будут абсолютно идентичными, и, в частности, каждый из них будет иметь свой собственный люфт. В результате этого, когда первичный вал 20 начинает поворачиваться, различные величины люфта в двух зубчатых передачах обуславливают то, что планетарные шестерни 14 одной из двух зубчатых передач будут приходить в соприкосновение с выходной шестерней 20 до того, как планетарные шестерни 14 другой зубчатой передачи придут в соприкосновение со своей выходной шестерней 20.

Для обеспечения того, чтобы обе зубчатые передачи передавали крутящий момент, в редукторе 100 в соответствии с настоящим изобретением водила 16 планетарной передачи двух зубчатых передач соединены друг с другом нагрузочными фиксирующими валами 110, которые могут аксиально перемещаться внутри редуктора 100. Как показано на фиг. 3, ограничители 112 сформированы на валах 110 с каждой стороны водил 16 планетарной передачи таким образом, что водила 16 планетарной передачи не могут аксиально перемещаться вдоль валов 110, но могут свободно поворачиваться вокруг валов 110. Кроме того, центральные планетарные шестерни 120 на каждом водиле 16 планетарной передачи выполнены в виде косозубых шестерен, как и выходные шестерни 122. Косозубые зацепления двух зубчатых передачах имеют одинаковый угол, но противоположное направление резьбы.

При таком расположении, если центральные планетарные шестерни 120 одной зубчатой передачи приходят в соприкосновение с выходной шестерней 122 до того, как придут в соприкосновение центральные планетарные шестерни 120 другой зубчатой передачи, косозубое зацепление будет стремиться продвигать первую совокупность центральных планетарных шестерен 120 в одну сторону (в направлении расцепления с выходной шестерней 122). При этом первое водило 16 планетарной передачи будет продвигаться в сторону и взаимодействовать с ограничителем 112 на нагрузочном фиксирующем валу 110 и толкать нагрузочный фиксирующий вал 110 в сторону. В свою очередь, за счет этого второе водило 16 планетарной передачи будет перемещаться в том же направлении в результате соприкосновения между ограничителем 112 и водилом 16 планетарной передачи, а центральная планетарная шестерня 120 второго водила 16 планетарной передачи будет перемещаться и войдет в зацепление со второй выходной шестерней 122. Таким образом, косозубое зацепление одной совокупности центральных планетарных шестерен 120 с выходной шестерней 122 обусловит то, что другая совокупность центральных планетарных шестерен 120 войдет в зацепление с другой выходной шестерней 122 и обеспечит передачу одинакового крутящего момента через обе зубчатые передачи без люфта.

К водилу 16 планетарной передачи может быть приложен предварительный натяг для доведения косозубых центральных планетарных шестерен 120 в зацепление с косозубыми выходными шестернями 122, и расположение, позволяющее достичь этого, показано на фиг. 4. Как показано на верхней половине фиг. 4, пружины 152 могут быть установлены между наружными сторонами водил 16 планетарной передачи и пластинами 154, прикрепленными к концам нагрузочных фиксирующих валов 110, для подталкивания водил 16 планетарной передачи вовнутрь. Альтернативно, как показано на нижней половине фиг. 4, пружины 156 могут быть установлены между водилами 16 планетарной передачи для подталкивания водил 16 планетарной передачи наружу. Пружины могут быть заменены тарельчатыми пружинами.

Кроме того, предварительный натяг уменьшает люфт в редукторе. Для перемещения выходной шестерни редуктор должен преодолеть предварительный натяг и внешнюю нагрузку.

Из-за очень низкого люфта при использовании по меньшей мере некоторых из описанных выше вариантов осуществления редуктор может быть применен в составе поворотного рулевого привода, который будет более компактным, чем линейные рулевые приводы, которые применяли ранее.

Изобретение относится к редуктору с уменьшенным люфтом. Редуктор (100, 150) содержит две аксиально разнесенные планетарные зубчатые передачи Каждая из передач содержит солнечную шестерню (18), аксиально разнесенные планетарные шестерни, перемещаемые водилом (16) планетарной передачи, и венцовую шестерню, прикрепленную к редуктору. Одна из планетарных шестерен входит в зацепление с фиксированной венцовой шестерней, а другая из планетарных шестерен (120) входит в зацепление с выходной венцовой шестерней (122). Солнечные шестерни (18) двух зубчатых передач установлены на одном валу (20). Водила (16) планетарной передачи двух зубчатых передач установлены на валу (110) таким образом, чтобы они могли свободно поворачиваться, но чтобы их аксиальное перемещение вдоль вала (110) было ограничено. Две выходные венцовые шестерни (122) являются косозубыми шестернями с противоположным направлением резьбы. Достигается компактность устройства. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Редуктор, содержащий:

две аксиально разнесенные планетарные зубчатые передачи, причем каждая планетарная зубчатая передача содержит:

солнечную шестерню,

множество аксиально разнесенных планетарных шестерен, которые поворачиваются все вместе и перемещаются водилом планетарной передачи, и

венцовую шестерню, прикрепляемую к редуктору;

причем одна из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен входит в зацепление с солнечной шестерней и венцовой шестерней, и

причем другая из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен входит в зацепление с выходной венцовой шестерней;

причем солнечные шестерни двух планетарных зубчатых передач установлены на одном первичном валу, проходящем в аксиальном направлении;

водила планетарной передачи двух планетарных зубчатых передач установлены на продольном валу таким образом, чтобы они могли свободно поворачиваться вокруг вала, но их аксиальное перемещение вдоль вала ограничено; и

указанные другая шестерня из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен и выходная венцовая шестерня каждой планетарной зубчатой передачи выполнены в виде косозубых шестерен, причем шаг косозубой шестерни одинаков для обеих планетарных зубчатых передач, а направление резьбы отличается.

2. Редуктор по п. 1, в котором диаметры указанной одной из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен и указанной другой из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен отличаются в каждой зубчатой передаче.

3. Редуктор по п. 2, в котором диаметр указанной одной из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен меньше, чем диаметр указанной другой из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен.

4. Редуктор по любому из предшествующих пунктов, в котором каждое водило планетарной передачи установлено на продольном валу между парой ограничителей, причем каждый ограничитель ограничивает перемещение водила планетарной передачи вдоль продольного вала.

5. Редуктор по п. 4, в котором пара ограничителей упирается торцом в водило планетарной передачи для предотвращения перемещения водила планетарной передачи вдоль продольного вала.

6. Редуктор по п. 4, в котором каждое водило планетарной передачи установлено между парой ограничителей с люфтом, и каждое из водил планетарной передачи доведено к ограничителю.

7. Редуктор по п. 6, в котором каждое водило планетарной передачи доведено в некотором направлении таким образом, чтобы указанная другая косозубая шестерня из множества аксиально разнесенных планетарных шестерен и косозубая выходная венцовая шестерня подталкивались для зацепления.

8. Редуктор по п. 6 или 7, в котором водила планетарной передачи доведены посредством пружин.

9. Редуктор по п. 6 или 7, в котором водила планетарной передачи доведены посредством тарельчатых пружин.

10. Редуктор по п. 8, в котором пружины расположены между водилами планетарной передачи двух планетарных зубчатых передач для их доведения наружу.

11. Редуктор по п. 9, в котором тарельчатые пружины располагают между водилами планетарной передачи двух планетарных зубчатых передач для их доведения наружу.

12. Редуктор по п. 8, в котором пружины располагают между пластиной на конце продольного вала и водилом планетарной передачи для доведения водила планетарной передачи вовнутрь.

13. Редуктор по п. 9, в котором тарельчатые пружины расположены между пластиной на конце продольного вала и водилом планетарной передачи для доведения водила планетарной передачи вовнутрь.

14. Рулевой привод, содержащий редуктор по любому из предшествующих пунктов.