ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2024 года по МПК F16H1/32 

Изобретение относится к механическим передачам, выполненным на основе зубчатых колес, совершающих планетарное движение с центральной осью передачи, лежащей внутри основной окружности планетарного колеса, и может быть использовано в высоконагруженных механических приводах.

Из уровня техники известна планетарная передача (RU 2462631 C1, МПК F16H 1/32, опубл. 27.09.2012), содержащая эксцентриковое водило, сателлиты с отверстиями, установленные на сферические подшипники качения и расположенные симметрично относительно плоскости поперечного сечения передачи, центральное колесо с внутренними зубьями, диск с отверстиями, жестко соединенный со щекой тихоходного вала, и разные по длине ролики, установленные в отверстиях сателлитов и диска свободно, подвижно; причем ролики в местах их сопряжения с сателлитами выполнены с поверхностями в виде гиперболоида вращения, а в местах сопряжения с диском - в виде усеченного эллипсоида; сателлит и диск выполнены с поверхностями, соответствующими поверхностям роликов.

Недостатком указанной передачи является низкий уровень ее технологичности, что обусловлено сложной конфигурацией роликов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признана планетарная передача (RU 2610785 C1, МПК F16H 1/32, опубл. 15.02.2017), содержащая эксцентриковое водило, два узких сателлита и один широкий сателлит с отверстиями и бочкообразными зубьями, установленные на подшипники качения и расположенные симметрично относительно плоскости, перпендикулярной главной оси передачи, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, установленное в корпусе посредством бочкообразных роликов и резиновых цилиндров, диски с отверстиями, жестко связанные стяжными стержнями друг с другом и со щекой тихоходного вала, ролики, установленные свободно, подвижно в отверстиях сателлитов, дисков и щеке тихоходного вала.

Недостатком известной конструкции является сравнительно низкая нагрузочная способность из-за невысокой степени равномерности распределения нагрузки между сателлитами. Это связано с тем, что при установке неподвижного колеса в корпусе передачи посредством бочкообразных роликов и резиновых цилиндров происходит их защемление в процессе работы механизма под нагрузкой, затрудняющее самоустанавливаемость неподвижного колеса и выравнивание нагрузки между сателлитами. А выполнение роликов в зоне их сопряжения с сателлитами цилиндрическими ведет к неравномерному распределению нагрузки по их длине, что также снижает нагрузочную способность планетарной передачи.

Задачей изобретения является повышение нагрузочной способности планетарной передачи.

Для решения этой задачи в планетарной передаче, содержащей эксцентриковое водило, два узких сателлита и один широкий сателлит с бочкообразными зубьями и отверстиями, установленные на подшипники качения и расположенные симметрично относительно плоскости, перпендикулярной главной оси передачи, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, диски с отверстиями, жестко связанные стяжными стержнями друг с другом и со щекой тихоходного вала, ролики, установленные свободно, подвижно в отверстиях сателлитов, дисков и в щеке тихоходного вала, эксцентриковое водило выполнено с двойной зубчатой муфтой, соединяющей его с быстроходным валом, а ролики выполнены бочкообразными в местах их сопряжения с сателлитами.

Повышение нагрузочной способности планетарной передачи достигается выполнением эксцентрикового водила с двойной зубчатой муфтой, а роликов бочкообразными, что обеспечивает автоматическое регулирование положения эксцентрикового водила (принцип самоустанавливаемости) с сателлитами и роликами, высокую степень равномерности распределения нагрузки в зацеплениях колес и в зонах сопряжения роликов с элементами планетарной передачи, а следовательно, высокую нагрузочную способность привода.

Для снижения динамической нагрузки на элементы передачи щека тихоходного вала может быть выполнена с кольцевой канавкой на его внутренней цилиндрической поверхности, в которой располагается резиновое кольцо, а эксцентриковое водило установлено на центрирующий подшипник, опирающийся внешним кольцом на резиновое кольцо для ограничения смещения блока сателлитов в радиальном направлении под действием силы тяжести.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид планетарной передачи в разрезе, на фиг. 2 - вид по разрезу А-А на фиг. 1.

Планетарная передача устроена следующим образом.

Она содержит эксцентриковое водило 1, два узких сателлита 2, широкий сателлит 3, подшипники сателлитов 4 и 5, неподвижное центральное колесо 6, диски 7, 8, 9, стяжные стержни 10, упорные кольца стяжных стержней 11, 12, щеку тихоходного вала 13, подшипник тихоходного вала 14, подшипник диска 15, ролики 16, 17, быстроходный вал 18, подшипник быстроходного вала 19, двойную зубчатую муфту 20, подшипник центрирующий 21, резиновое кольцо 22, корпус передачи 23.

Ролики 16, 17 выполнены бочкообразными в местах их сопряжения с сателлитами 2, 3. Эксцентриковое водило 1 имеет три посадочные поверхности, из которых две крайние смещены в одну сторону от главной оси передачи на величину ее межосевого расстояния, средняя - в противоположную сторону на ту же величину. Сателлиты 2 и 3 выполнены с внешними бочкообразными зубьями и отверстиями для роликов 16, 17 и стяжных стержней 10; суммарная масса узких сателлитов 2 равна массе широкого сателлита 3. Неподвижное центральное колесо 6 выполнено с внутренними прямыми зубьями. Диски 7, 8, 9 и щека тихоходного вала 13 выполнены с отверстиями для роликов 16, 17 и стяжных стержней 10. Диаметр отверстий сателлитов 2, 3, дисков 7, 8, 9 и щеки тихоходного вала 13 больше диаметра располагаемых в них роликов 16, 17 на величину межосевого расстояния передачи. Диаметр отверстий сателлитов 2, 3 в местах расположения стяжных стержней 10 превышает диаметр посаженных на них упорных колец 11, 12 не менее чем на два межосевых расстояния передачи. Двойная зубчатая муфта 20 выполнена в виде зубчатого стержня, связанного с зубчатыми венцами эксцентрикового водила 1 и быстроходного вала 18.

Сателлиты 2, 3 посажены на эксцентриковое водило 1 посредством подшипников качения 4, 5 и зацепляются с неподвижным центральным колесом 6. Диски 7, 8, 9 и щека тихоходного вала 13 соединены жестко стяжными стержнями 10. Эксцентриковое водило 1 соединено с быстроходным валом 18 двойной зубчатой муфтой 20. Ролики 16, 17 расположены свободно в отверстиях сателлитов 2, 3, дисков 7, 8, 9 и щеки тихоходного вала 13. Центрирующий подшипник 21 установлен в щеке тихоходного вала 13 с зазором и опирается на резиновое кольцо 22, расположенное в канавке щеки тихоходного вала 13.

Сборка планетарной передачи осуществляется следующим образом.

На эксцентриковое водило 1 сажается широкий сателлит 3 в сборе с его подшипником 5 и с установленными в его отверстиях роликами 16 и упорными кольцами стяжных стержней 12. С торцов широкого сателлита 3 располагаются диски 7, 8. Затем на эксцентриковое водило 1 сажаются центрирующий подшипник 21, узкие сателлиты 2 в сборе с их подшипниками 4 и с установленными в их отверстиях роликами 17 и упорными кольцами стяжных стержней 11. Стяжные стержни 10 запрессовываются в отверстия дисков 7, 8 и щеки тихоходного вала 13, после чего на них напрессовывается диск 9 с предварительно установленным на нем подшипником 15. Стяжные стержни 10 развальцовываются с торцов. На тихоходный вал, выполненный за одно целое со щекой 13, сажается подшипник 14. Собранный таким образом блок сателлитов 2, 3 осевым перемещением вводится в зацепление с установленным в корпусе передачи 23 неподвижным центральным колесом 6 и одновременно сажается внешними кольцами подшипника тихоходного вала 14 и подшипника диска 15 в посадочные гнезда корпуса передачи 23 и неподвижного центрального колеса 6, а внешним кольцом центрирующего подшипника 21 на резиновое кольцо 22, предварительно расположенное в канавке щеки тихоходного вала 13. Зубчатый стержень двойной зубчатой муфты 20 вводится в зацепление с зубчатым венцом эксцентрикового водила 1, затем быстроходный вал 18 с предварительно установленным на нем подшипником 19 вводится зубчатым венцом в зацепление с зубчатым стержнем двойной зубчатой муфты 20 и одновременно сажается внешним кольцом подшипника быстроходного вала 19 в посадочное гнездо диска 9.

Передача работает следующим образом.

Вращательное движение от быстроходного вала 18 и связанного с ним двойной зубчатой муфтой 20 эксцентрикового водила 1 передается сателлитам 2, 3, а от них через ролики 16, 17 дискам 7, 8, 9 и тихоходному валу 13. При этом самоустанавливаемость эксцентрикового водила 1, которое имеет возможность радиального и углового смещений за счет зазоров между зубьями двойной зубчатой муфты 20, ведет к снижению вызванной погрешностями изготовления передачи неравномерности распределения нагрузки между левым и правым узкими сателлитами 2, а также между широким сателлитом 3 и двумя узкими сателлитами 2. Ролики 16, 17 с бочкообразными поверхностями самоустанавливаются, благодаря чему нагрузка на каждый из них со стороны дисков 7, 8, 9 и щеки тихоходного вала 13 распределяется равномерно. Центробежные силы, действующие на два узких сателлита 2, уравновешиваются центробежной силой, действующей на широкий сателлит 3.

Нагрузочная способность планетарной передачи повышается за счет снижения неравномерности распределения нагрузок в зацеплениях сателлитов 2, 3 с неподвижным центральным колесом 6 и в сопряжениях роликов 16, 17 с поверхностями сателлитов 2, 3 и дисков 7, 8, 9.

Выполнение щеки тихоходного вала 13 с кольцевой канавкой на его внутренней цилиндрической поверхности, в которой располагается резиновое кольцо 22, и установка эксцентрикового водила 1 на центрирующий подшипник 21, опирающийся внешним кольцом на резиновое кольцо 22, ограничивает смещение блока сателлитов в радиальном направлении под действием силы тяжести, за счет чего снижается динамическая нагрузка на элементы передачи, особенно в момент ее пуска.

Изобретение относится к механическим передачам. Планетарная передача содержит эксцентриковое водило, два узких сателлита и один широкий сателлит с внешними бочкообразными зубьями и отверстиями, установленные на подшипники качения и расположенные симметрично относительно плоскости, перпендикулярной главной оси передачи, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, диски с отверстиями, жестко связанные стяжными стержнями друг с другом и со щекой тихоходного вала, ролики, установленные свободно, подвижно в отверстиях сателлитов, дисков и щеке тихоходного вала. Эксцентриковое водило выполнено с двойной зубчатой муфтой, соединяющей его с быстроходным валом. Ролики выполнены бочкообразными в местах их сопряжения с сателлитами. Обеспечивается повышение нагрузочной способности планетарной передачи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Планетарная передача, содержащая эксцентриковое водило, два узких сателлита и один широкий сателлит с внешними бочкообразными зубьями и отверстиями, установленные на подшипники качения и расположенные симметрично относительно плоскости, перпендикулярной главной оси передачи, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, диски с отверстиями, жестко связанные стяжными стержнями друг с другом и со щекой тихоходного вала, ролики, установленные свободно, подвижно в отверстиях сателлитов, дисков и щеке тихоходного вала, отличающаяся тем, что эксцентриковое водило выполнено с двойной зубчатой муфтой, соединяющей его с быстроходным валом, а ролики выполнены бочкообразными в местах их сопряжения с сателлитами.

2. Планетарная передача по п. 1, отличающаяся тем, что щека тихоходного вала выполнена с кольцевой канавкой на его внутренней цилиндрической поверхности, в которой располагается резиновое кольцо, а эксцентриковое водило посажено на центрирующий подшипник, опирающийся внешним кольцом на резиновое кольцо.