Составное зубчатое колесо внутреннего зацепления Российский патент 2024 года по МПК F16H55/12 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым колесам внутреннего зацепления, преимущественно, используемым в планетарных передачах. Оно может быть востребовано в силовых редукторах различного назначения.

Зубчатые колеса редукторов, в том числе планетарных, как правило, выполняются монолитными [Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. М-Л. “Машиностроение” 1966, стр. 236]. При заданных габаритах нагрузочная способность передач с такими колесами ограничена фактической протяженностью зоны контакта зубьев в осевом направлении. Простое увеличение ширины зубчатого колеса, то есть, увеличение длины зуба, не обеспечивает повышения нагрузочной способности передачи из-за перекоса осей зубьев, обусловленных неточностью изготовления и деформациями деталей редуктора.

Известны технические решения, обеспечивающие распределение зоны контакта зубьев по всей длине колеса, независимо от его осевого размера - это составные колеса, собранные из отдельных колец или дисков. В многорядной планетарной передаче [Пат. 2424458 РФ] эпициклическое колесо состоит из узких венцов с внутренними зубьями, которые установлены в корпусе редуктора на разрезных конических кольцах. Осевое сжатие венцов вместе с коническими кольцами обеспечивает силы трения, которые удерживают венцы от проворота относительно корпуса. При этом зубчатые венцы, которые вследствие неточности изготовления и деформации деталей оказались нагружены вращающим моментом больше других, преодолевая силы трения, проворачиваются. В результате, нагруженными оказываются и другие зубчатые венцы. Недостатком данной передачи является сложность изготовления деталей с коническими базирующими поверхностями.

В планетарной передаче [А.с. 1216494 СССР] - прототип, эпициклическое зубчатые колесо с внутренними зубьями выполнено состоящими из цилиндрического обода, отдельных зубчатых дисков, плавающих относительно него в осевом и окружном направлениях, промежуточных колец, расположенных между этими дисками, а также нажимного устройства пружинного типа, осуществляющего осевое сжатие системы зубчатых колес и промежуточных колец. Промежуточные кольца имеют плоские торцовые поверхности для фрикционного взаимодействия с зубчатыми дисками и связаны с ободом соединением, например шлицевым, допускающим лишь осевое перемещение. Недостаток конструкции - дополнительные осевые габариты передачи, складывающиеся из толщин промежуточных колец и размера нажимного устройства.

В основу изобретения поставлена задача расширения арсенала средств, а именно, создания новой компактной и технологичной конструкции составного эпициклического колеса многорядной планетарной передачи.

Достигаемый технический результат - повышение нагрузочной способности при заданном осевом габарите передачи.

Предлагается составное зубчатое колесо внутреннего зацепления, содержащее цилиндрический обод, отдельные зубчатые диски, плавающие относительно него в осевом и окружном направлениях, а также нажимное устройство, обеспечивающее фрикционную связь зубчатых дисков с цилиндрическим ободом. Отличия от прототипа состоят в том, что в цилиндрическом ободе выполнены окна, в которые помещены тормозные колодки, а нажимное устройство выполнено в виде клеммы, охватывающей тормозные колодки. Технический результат - повышение нагрузочной способности при заданных габаритах передачи или уменьшение осевого габарита при заданной нагрузочной способности, достигается тем, что устраняются промежуточные кольца, а нажимное устройство не увеличивает осевой габарит составного зубчатого колеса.

Наиболее равномерное распределение рабочей нагрузки по зубчатым дискам обеспечивается, когда окна в цилиндрическом ободе выполнены в шахматном порядке, так, что суммарная длина окон двух соседних рядов равна осевому размеру пакета зубчатых дисков. При этом тормозные колодки представляют собой прямоугольные пластины, выполненные из неметаллического материала.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется рисунками: фиг. 1 - составное зубчатое колесо внутреннего зацепления; фиг. 2 - его разрез по А-А; фиг. 3 - зубчатый диск.

Составное зубчатое колесо внутреннего зацепления, содержит цилиндрический обод 1, отдельные зубчатые диски 2, плавающие относительно обода в осевом и окружном направлениях. В ободе 1 в шахматном порядке выполнены окна 3. В эти окна вставлены тормозные колодки 4, соприкасающиеся с внешней цилиндрической поверхностью дисков 2. Снаружи колодки 4 прижаты клеммой 5, охватывающей цилиндрический обод 1 с внешней стороны. С торцов зубчатые диски ограничены глухой и сквозной крышками 9, 10. Эти крышки закреплены на фланцах цилиндрического обода 1 болтами 8. Между клеммой и ободом помещен слой 11 герметика. В рассматриваемом простейшем случае клемма 5 стянута болтами 6 и гайками 7, однако возможно использование других конструкций нагружающего устройства, например, содержащих пружины.

Работа устройства. Зубчатые диски 2 фиксируются относительно цилиндрического обода 1 силами трения, возникающими между их внешними цилиндрическими поверхностями и колодками 4. Величина сил трения регулируется затяжкой болтов 6. Расположение окон 3 в шахматном порядке обеспечивает прочность обода и, одновременно, ситуацию, когда каждый зубчатый диск 2 взаимодействует с одинаковым числом колодок 4. Колодки 4 выполнены из полимерного материала, обладающего малым модулем упругости, поэтому нормальная нагрузка, а соответственно и силы трения, распределяются по зубчатым дискам 2 равномерно. Те зубчатые диски 2, которые вследствие неточности изготовления и деформации деталей оказались нагружены вращающим моментом, действующим со стороны сопряженных шестерен (сателлитов), больше других, преодолевая силы трения, проворачиваются. В результате, нагруженными оказываются все зубчатые диски 2.

Изобретение относится к машиностроению. Составное зубчатое колесо внутреннего зацепления содержит цилиндрический обод, отдельные зубчатые диски, плавающие относительно него в осевом и окружном направлениях, а также нажимное устройство, обеспечивающее фрикционную связь зубчатых дисков с цилиндрическим ободом. В цилиндрическом ободе выполнены окна, в которые помещены тормозные колодки, а нажимное устройство выполнено в виде клеммы, охватывающей тормозные колодки. Обеспечивается повышение нагрузочной способности при заданном осевом габарите передачи. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Составное зубчатое колесо внутреннего зацепления, содержащее цилиндрический обод, отдельные зубчатые диски, плавающие относительно него в осевом и окружном направлениях, а также нажимное устройство, обеспечивающее фрикционную связь зубчатых дисков с цилиндрическим ободом, отличающееся тем, что в цилиндрическом ободе выполнены окна, в которые помещены тормозные колодки, а нажимное устройство выполнено в виде клеммы, охватывающей тормозные колодки.

2. Составное колесо по п. 1, отличающееся тем, что окна в цилиндрическом ободе выполнены в шахматном порядке, так что суммарная длина окон двух соседних рядов равна осевому размеру пакета зубчатых дисков.

3. Составное колесо по п. 2, отличающееся тем, что тормозные колодки представляют собой прямоугольные пластины, выполненные из неметаллического материала.