Планетарный редуктор преимущественно для турбозубчатых агрегатов Советский патент 1982 года по МПК F16H1/48 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к планетарным редукторам, предназначенным для передачи значительных мощностей, например, в трубозубчатых агрегатах.

Известен планетарный редуктор, содержащий ведущий и ведомый валы, центральные колеса, одно из которых с наружными зубьями выполнено из нескольких частей, соединены косозубыми муфтами между собой и ведущим валом, и сателлиты, взаимодействующие с центральными колесами. При этом муфты кинематически соединены с противоположными концами ведущего вала. Выравнивание нагрузки по потокам в таком редукторе обеспечивается взаимным окружным поворотом составных колес друг относительно друга до равенства осевых составляющих окружных сил в косозубых зацеплениях составных частей солнечного колеса tj.

В конструктивном исполнении механизм выравнивания нагрузки данного

редуктора является довольно сложным со значительными осевыми габаритными размерами, что увеличивает конструктивный объем редуктора и сужает возможность применения его в транспортном машиностроении, а особенно из-за увеличения удельного веса на единицу использованной мощности, например, турбоагрегата. Кроме того, из-за ог раниченной допустимой нагрузки и дол10говечности для сферических подшипников и при известном их усовершенствовании редуктор неприемлем для передачи значительных мощностей от скоростных газотурбинных двигателей,

15 т.е. в турбозубчатых агрегатах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является планетарный редуктор преимущественно для Турбо20зубчатых агрегатов, содержащий веду- щий и ведомый валы, центральные колеса, одно из которых с наружными зубьями выполнено из двух частей по ширине, соединенных зубчатыми венцами муфты между собой и ведущим валом, и сателлиты, взаимодействующие с центральными колесами 2l, Однако части солнечного колеса не перемещаются вдоль ведущего вала и относительно друг друга так как между их торцами установлены торсионные элементы. Сателлиты установлены спаренно на осях с возможностью осевого перемещения. Такая установка элементов не обеспечивает выравнивание нагрузки на переходных режимах, не обеспечивает равномерность нагружени зубчатых венцов сателлитов из-за нарушения симметрии парного зацепления частей солнечного колеса при осе вом смещении сателлитов, ограничивает нагрузочную способность редуктора из-за выполнения ведущего вала торсионным. Цель изобретения - улучшение выравнивания нагрузки по сателлитам и повышение нагрузочной способности. Указанная цель достиг ается тем, что в планетарном редукторе преимущественно для турбозубчатых агрегатов , содержащем ведущий и ведомый валы, центральные колеса, одно из ко торых с наружными зубьями выпй лнено из двух частейпо ширине, соединенны зубчатыми венцами муфты между собой и ведущим валом, и сателлиты, взаимодействующие с центральными колесами, зубья одного венца муфты встре но направлены зубьям другого венца, а муфта установлена по меньшей мере на одном конце ведущего вала с возможностью перемещения вдоль него и связана с парой составных колес .. встречно направленным зубьям. На фиг. 1 схематическим изображен редуктор, разрез (зубчатая муфта установлена.внутри составного солнечного колеса); на фиг. 2 - редуктор, разрез (зубчатая муфта установлена на входном конце ведущего вала) на фиг. 3 кинематическая схема редуктора (зубчатая муфта установлена на каждом из концов ведущего вала). Планетарный редуктор содержит ведущий и ведомый валы 1 и 2, централь ное колесо с наружными зубьями, состоящее из двух свободно стыкованных по ширине составных частей 3 и цельную зубчатую муфту 5, имеющую двойной косозубый венец с противоположным наклоном зубьев, центральное 95 4 колесо 6 с внутренними зубьями с разнесенными венцами. Зубчатая муфта 5 имеет также внутренние прямые зубья (шлицы), с помощью которых соединяется с ведущим валом 1 для возможности осевого перемещения по соответствующей поверхности вала 1. Составные части 3 и центрального колеса с наружными зубьями имеют внутренние косозубые венцы и, соответственно, смонтированы на косозубых венцах муфты 5 так, что их торцовые поверхности примыкают друг к друГУ, а по обеим сторонам колес смонтированы фиксирующие элементы 7, которые установлены на ведущем валу 1 с образованием кольцевой масляной полости Я избыточного давления для обеспечения смазки и возможности демпфирования перемещений зубчатой муфты 5 внутри составных частей Зи Центральное колесо 6 посредством сателлитов 8, каждый из которых выполнен на равноразнесенных осях вращающегбся водила, соединено с составными частями 3 и Ц, распределяющими передаваемую нагрузку. В варианте исполнения (фиг. 2) зубчатая муфта 5 соединяет составные части 3 и 4 посредством ведущего вала 1, имеющего вставленные одна в другую составные части, торцовые поверхности которых примыкают друг к другу и концы которых имеют косозубые венцы, соответственно с внутренними косозубыми венцами муфты 5« Зубчатая муфта имеет и наружные прямые зубья (шлицы) и соединена с полымвалом привода. В другом варианте исполнения (фиг. 3) зубчатая муфта 5 установлена на каждом из концов ведущего вала 1 редуктора, причем на одном из его концов внутри каждой из спаренных составных колес. Планетарный редуктор работает следующим образом. При вращении ведущего вала 1 вместе с ним вращается зубчатая муфта 5 которая передает крутящий момент составным частям 3 и i и далее посредством сателлитов 8 и центрального колеса 6 ведомому валу 2. При неравномерном распределении нагрузки в зацеплении по отдельным рядам из-за различия люфтов в них, погрешностей производства и дефор нации несущих частей редуктора возникают неуравновешенные моменты, которые взаимно разворачивают составные части 3 и , и за счет неуравновешенного осевого усилия косозубого зацепления зубчатая муфта перемещается вдоль вала 1 и каждой пары солнечных колес, входит в область зацепления, замыкая усилия на себя, до уравнения крутящих моментов.

Перемещение зубчатой муфты 5 полностью заменяет перемещение составных частей 3 и 4 колеса. При этом составные части 3 и колеса также замыкают осевые усилия косозубого зацепления на примыкающих торцовых поверхностях, разгружая зацепление от дополнительных усилий, а перемещение зубчатой муфты 5 демпфируется избыточным давлением масла в кольцевой полости а , уменьшая ее виброактивность.

Изобретение обладает следующими технико-экономическими преимуществами . Ограниченное минимальными пределами осевое перемещение составных солнечных колес, замыкающих на себя дополнительные неуравновешенные динамические составляющие осевой силы, сводит к минимуму нарушение симметрии парного нагружения, что обеспечивает улучшение выравнивания нагрузки по ширине зубчатых венцов в рядах каждого сателлита, тем самым повышается нагрузочная способность редуктора. Демпфирование перемещений зубчатой муфты, заменяющих перемещение составных солнечных колес, сводит к минимуму интенсивность возмущающих сил, чем уменьшается виброактивность в редукторе. Парное блокирование свободно стыкованных солнечных, колес зубчатой муфтой и ее выполнение в виде цельной гильзы, смонтированной внутри солнечных колес или на входном конце ведомого вала, значительно сокращает габаритные размеры редуктора за счет уменьшения осевых размеров и упрощает конструктивное исполнение редуктора. Последовательное парное деление общей мощности, достигаемое установкой зубчатой муфты на обеих сторонах ведущего вала редуктора, дополнительно повышает нагрузочную способ.ность редуктора. УменьJ шение величины излома осей составных колес и сохранение симметрии их парного нагружения, достигаемое в предлагаемом планетарном редукторе, значительно улучшает работу его подО шипниковых узлов, что позволяет использовать в полной мере номенклатуру выпускаемых промышленностью подшипников (качения, скольжения и сферических), увеличивает надежность и

5 его нагрузочную способность. Это расширяет область использования редуктора, в особенности с газотурбинным приводом, т.е. -в турбозубчатых агрегатах значительной мощности.

Формула изобретения

Планетарный редуктор преимущественно для турбозубчатых агрегатов, содержащий ведущий и ведомый валы, центральные колеса, одно из которых с наружными зубьями выполнено из двух частей по ширине, соединенных зубд чатыми венцами муфты между собой и ведущим валом, и сателлиты, взаимодействующие с центральными колесами, отличающийся тем, что, с целью улучшения выравнивания нагрузки по сателлитам и повышения Иагрузочной способности, зубья одного венца муфты встречно направлень зубьям другого венца, а муфта установлена по меньшей мере на одном конце ведущего вала с возможностью перемещения вдоль него и связана с парой составных колес встречно направленными зубьями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 506707, кл. Т 16 Н l/tS, 1976.

2.Патент. ФРГ № 1450896,

кл. F 16 Н /Ц8t 1970 (прототип).

XiXXiX

ХУчХУ

X XlXXiX

-8

Л

s

т т