BRPI0903738A2

BRPI0903738A2 - mechanical speed reducer (gearbox) and torque enlarger

Info

Publication number: BRPI0903738A2
Authority: BR
Inventors: Delmir Schwambach
Original assignee: Delmir Schwambach
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-05-17
Also published as: BRPI0903738C1

Abstract

APARELHO MECáNICO REDUTOR (DESMULTIPLICADOR) DE VELOCIDADE E AMPLIADOR DE TORQUE. O invento refere-se ao aparelho mecânico redutor de velocidade e ampliador de torque, dotado de um eixo-árvore de entrada (101), mancalizado no mancal de rolamento (201), e de um eixo-árvore de saida (102), mancalizado no mancal de rolamento (202), centralizados numa única linha longitudinal. Possui um eixo-árvore satélite (111), que conjuga e une, em linha, uma engrenagem satélite secundária (31), uma engrenagem satélite terciária (32) e uma engrenagem satélite primária (22). O eixo de entrada (101) é fresado com uma engrenagem de entrada (21). A engrenagem fixa (41) é fresada com dentes internos e é centrada e fixada à caixa (300). A engrenagem de saida (42) é fresada com dentes internos e tem um flange de fixação, ao qual é fixada e por meio do qual é fixada ao eixo-árvore de saída (102). A engrenagem primária (22) engrena-se à engrenagem de entrada (21), a engrenagem secundária (31) engrena-se à engrenagem fixa (41) e a engrenagem terciária (32) engrena-se à engrenagem de saída (42). O objetivo do aparelho inventado é proporcionar a criação de elevadas relações de transmissões redutoras, para altas potências e torques elevados, com minina perda de rendimento e dissipação de energia, com baixos índices de ruídos e aquecimento, através de mecanismos de pequenas dimensões e custo de reduzido. No modelo fundamental, o aparelho tem relação de transmissão redutora i = 241:1. O invento tem aplicação no setor industrial metal-mecânico.SPEED MECHANICAL APPLIANCE (DEMULTIPLICATOR) AND TORQUE ENLARGER. The invention relates to the mechanical speed-reducing and torque-magnifying device, equipped with an input spindle (101), bearing on the rolling bearing (201), and an exit spindle (102), bearing on the bearing housing (202), centered on a single longitudinal line. It has a satellite spindle (111), which conjugates and joins, in line, a secondary satellite gear (31), a tertiary satellite gear (32) and a primary satellite gear (22). The input shaft (101) is milled with an input gear (21). The fixed gear (41) is milled with internal teeth and is centered and fixed to the housing (300). The output gear (42) is milled with internal teeth and has a fixing flange, to which it is fixed and by means of which it is fixed to the output spindle (102). The primary gear (22) meshes with the input gear (21), the secondary gear (31) engages with the fixed gear (41) and the tertiary gear (32) engages with the output gear (42). The purpose of the invented device is to provide the creation of high reduction gear ratios, for high powers and high torques, with minimal loss of performance and energy dissipation, with low noise and heating rates, through small mechanisms and cost of reduced. In the fundamental model, the device has a reduction gear ratio i = 241: 1. The invention has application in the metal-mechanical industrial sector.

Description

APARELHO MECÂNICO REDUTOR (DESMULTIPLICADOR) DE VELOCIDADE EAMPLIADOR DE TORQUE.MECHANICAL SPEED REDUCER (DEMULTIPLIER) AND TORQUE AMPLIER.

O presente relatório descreve a invenção referente ao aparelho mecânico redutor(desmultiplicador) de velocidade (ou rotação) e ampliador de torque, o qual, no modelofundamental, proposto para esclarecimento, é dotado de um eixo-árvore de entrada (101),que é mancalizado no mancai de rolamento (201), e de um eixo-árvore de saída (102), queé mancalizado no mancai de rolamento (202), centralizados numa única linha longitudinal.Possui um eixo-árvore satélite (111), que conjuga e une, em linha, uma engrenagem satélitesecundária (31) com 14 dentes módulo M4, uma engrenagem satélite terciária (32) com 13dentes módulo M4 e, ainda, uma engrenagem satélite primária (22) com 54 dentes móduloM2. O eixo-árvore de entrada (101) possui uma engrenagem de entrada (21) com 18 dentesmódulo M2. Possui uma engrenagem fixa (41), com cremalheira fresada de modo interno,com 50 dentes módulo M4, que é centrada e fixada à caixa (300), junto ao mancai derolamento de entrada (201), e ainda uma engrenagem de saída (42) fresada comcremalheira interna, com 49 dentes módulo M4, a qual possui um flange de fixação, ao qualé fixada e por meio do qual é fixada ao eixo-árvore de saída (102). A engrenagem primária(22) engrena-se à engrenagem de entrada (21), a engrenagem secundária (31) engrena-seà engrenagem fixa (41) e a engrenagem terciária (32) engrena-se à engrenagem de saída(42). Todos estes elementos mecânicos ficam instalados numa caixa (300), preenchida comóleo (9).The present report describes the invention regarding the mechanical speed reduction (or multiplier) and torque enlarger mechanical apparatus which, in the fundamental model, proposed for clarification, is provided with an input spindle (101), which is bearing shaft (201) and an output spindle (102) which is shaft-bearing (202) centered on a single longitudinal line. It has a satellite spindle (111) which joins and joins, in-line, a secondary satellite gear (31) with 14 module M4 teeth, a tertiary satellite gear (32) with 13 module M4 teeth, and a primary satellite gear (22) with 54 module M2 teeth. The input spindle (101) has an input gear (21) with 18 teeth M2 module. It has a fixed gear (41) with internally milled rack with 50 teeth module M4 which is centered and fixed to the housing (300) next to the input bearing housing (201), and an output gear (42). ) milled with an internal rack, with 49 teeth M4 module, which has a clamping flange to which it is fixed and by means of which it is fixed to the output spindle (102). Primary gear (22) engages input gear (21), secondary gear (31) engages fixed gear (41), and tertiary gear (32) engages output gear (42). All these mechanical elements are installed in a box (300) filled with oil (9).

Neste modelo, o aparelho apresenta relação de transmissão redutora i = 241:1.In this model, the device has a gear ratio i = 241: 1.

O invento tem aplicação no setor industrial metal-mecânico.The invention has application in the metalworking industrial sector.

Os redutores de velocidade, de sistema constituído de engrenagens coroa e pinhão,ao serem planejados para transmissões de elevadas relações redutoras, dependem devários estágios de engrenamentos, e estes conjuntos seqüenciais de engrenagens implicamem maior dissipação de energia e perda de rendimento, bem como em maior dimensão doaparelho e aumento de custo.Crown and pinion gear speed reducers, when designed for high gear ratios, depend on various gear stages, and these sequential gear assemblies imply greater energy dissipation and loss of performance, as well as greater performance. device size and cost increase.

O sistema de coroa e rosca sem fim, adotado atualmente nos mecanismos commaiores possibilidades de redução de velocidade com um único estágio, esbarra no altoíndice de dissipação de energia e perda de rendimento, bem como no severo desgaste depeças, em razão do atrito.The endless crown and screw system, currently used in the mechanisms with the greatest single-stage speed reduction possibilities, bumps into the high rate of energy dissipation and loss of performance as well as severe wear and tear due to friction.

Os redutores de sistema epicicloidal ou planetário (com pinhão, planetárias eengrenagem interna fixa) também são muito eficientes e permitem a utilização de váriosestágios redutores em série e linha. Entretanto, o inconveniente deste sistema é que umúnico estágio não permite dimensionamento para elevadas relações de redução, chegandoa, no máximo, algo em torno de 13:1, e isto para transmissões de baixa potência. Paratransmissões de alta potência estes redutores planetários são concebidos para relaçõesredutoras de no máximo 4:1 em um único estágio, sendo necessário, para relaçõesredutoras mais elevadas, dois ou mais estágios, que, mesmo assim, dificilmente chegam a50:1.The epicyclic or planetary gearboxes (with pinion gear, planetary gear and fixed internal gear) are also very efficient and allow the use of various series and line gearboxes. However, the drawback of this system is that a single stage does not allow scaling for high gear ratios, up to a maximum of around 13: 1, and this for low power transmissions. For high power transmissions these planetary gearboxes are designed for maximum 4: 1 gear ratios in a single stage, and for higher gear ratios two or more stages are required, which are hardly up to 50: 1.

Percebe-se que o maior problema dos sistemas redutores de velocidade, citadosacima, é a limitação na redução ou desmultiplicação de velocidade rotativa.It is noticed that the biggest problem of speed reduction systems, mentioned above, is the limitation in the reduction or reduction of rotational speed.

O invento, descrito neste relatório, combina os já conhecidos sistemas redutoresepicicloidais (ou planetários) e de coroa e pinhão, aplicando de forma diferenciada einovadora o princípio dos momentos, mais conhecido como principio da alavanca.The invention, described in this report, combines the well-known epicyclic (or planetary) and crown and pinion reduction systems, applying in a novel and innovative way the principle of moments, better known as the lever principle.

No invento, o princípio da alavanca apresenta-se da seguinte forma.In the invention, the lever principle is as follows.

O ponto de apoio ou fulcro é representado pelo círculo primitivo da engrenagem fixa(41). O ponto resistente é representado pelo círculo primitivo da engrenagem de saída (42).E o ponto potente é representado pelo círculo primitivo da engrenagem de entrada (21).O braço da alavanca é formado pelo conjunto do eixo-árvore satélite (111) e dasengrenagens primária (22), secundária (31) e terciária (32), onde: o tamanho do braçoresistente é representado pela diferença das medidas dos raios primitivos da engrenagemsecundária (31) e da engrenagem terciária (32); e o tamanho do braço potente érepresentado pela medida entre o ponto de engrenamento da engrenagem secundária (31)com a engrenagem fixa (41) e o ponto de engrenamento da engrenagem primária (22) coma engrenagem de entrada (21).The fulcrum or fulcrum is represented by the primitive circle of the fixed gear (41). The resistant point is represented by the primitive circle of the output gear (42). And the powerful point is represented by the primitive circle of the input gear (21). The lever arm is formed by the satellite spindle assembly (111) and primary (22), secondary (31), and tertiary (32) gears, where: the size of the resistive brackets is represented by the difference in the primary radius measurements of the secondary (31) and tertiary (32) gears; and the size of the powerful arm is represented by the measurement between the secondary gear (31) gear point with the fixed gear (41) and the primary gear (22) gear point with the input gear (21).

Esta forma diferenciada de aplicação do princípio dos momentos, ou da alavanca,mostra-se inovadora e permite a construção de relações de transmissão redutoras bastanteelevadas, mesmo para potências e torques extremamente elevados.Outra inovação refere-se à construção do aparelho, onde a engrenagem de entrada(21) é engrenada à engrenagem primária (22). Note-se que a engrenagem de entrada (21)não é engrenada diretamente à engrenagem secundária (31) ou à engrenagem terciária(32); entretanto, se assim o fosse, seria necessário que as engrenagens de entrada (21),secundária (31) e fixa (41), ou senão as engrenagens de entrada (21), terciária (32) e desaída (42), tivessem dentes fresados com módulo idêntico; a desvantagem disto seria que,como os dentes das engrenagens fixa (41), de saída (42), secundária (31) e terciária (32)devem, necessariamente, ter módulo para suportar torques elevados (M4 no caso domodelo proposto), a engrenagem de entrada (21) também teria que serfresada com móduloigual (M4), e isto implicaria em alto índice de ruídos, porque a engrenagem de entrada (21)gira em alta velocidade (1:1).This differentiated application of the principle of moments, or the lever, is innovative and allows the construction of very high reduction gear ratios, even for extremely high powers and torques. Another innovation refers to the construction of the apparatus, where the gear (21) is engaged with the primary gear (22). Note that the input gear (21) is not directly engaged with the secondary gear (31) or the tertiary gear (32); however, if this were the case, it would be necessary for the input (21), secondary (31) and fixed (41) gears, or else the input (21), tertiary (32) and output (42) gears would have teeth. milled with identical module; The disadvantage of this would be that, as the fixed (41), output (42), secondary (31) and tertiary (32) gear teeth must necessarily have a modulus to withstand high torques (M4 in the case of the proposed model). Input gear (21) would also have to be countersunk with modulus (M4), and this would imply high noise, because input gear (21) rotates at high speed (1: 1).

A vantagem da engrenagem de entrada (21) ser engrenada à engrenagem primária(22) é que os seus dentes podem ser fresados com módulo menor, ou mesmo de modohelicoidal, independentemente da forma e módulo dos dentes das engrenagens secundária(31), terciária (32), fixa (41) e de saída (42). No caso do modelo fundamental, apresentadoneste relatório, as engrenagens de entrada (21) e primária (22) têm módulo M2, enquanto asengrenagens secundária (31), terciária (32), fixa (41) e de saída (42) têm módulo M4.The advantage of the input gear (21) being meshed with the primary gear (22) is that its teeth can be milled with smaller or even helical modulus, regardless of the shape and modulus of the tertiary secondary gear teeth (31) ( 32), fixed (41) and outlet (42). In the case of the fundamental model presented in this report, the input (21) and primary (22) gears have M2 module, while the secondary (31), tertiary (32), fixed (41) and output gears (42) have M4 module. .

Entretanto, note-se que a força radial decorrente das engrenagens secundária (31),terciária (32), fixa (41) e de saída (42), é determinante na escolha do módulo dasengrenagens de entrada (21) e secundária (22). Assim, quanto menor o ângulo de pressãodaquelas engrenagens (31, 32, 41,42), menor a força radial exercida nas engrenagens deentrada (21) e primária (22) e menor poderá ser o módulo destas (21,22).However, it should be noted that the radial force arising from the secondary (31), tertiary (32), fixed (41) and output (42) gears is decisive in the choice of input (21) and secondary (22) gears. . Thus, the lower the pressure angle of those gears (31, 32, 41,42), the lower the radial force exerted on the inlet (21) and primary (22) gears and the smaller the modulus of these (21,22) may be.

Mais uma vantagem da existência do engrenamento da engrenagem de entrada (21)com a engrenagem primária (22) é que, como o diâmetro primitivo da engrenagem primária(22) é bem maior que o diâmetro primitivo da engrenagem secundária (31), o tamanho dobraço potente é ampliado. No caso do modelo fundamental, esta ampliação do braçopotente produz uma redução parcial de velocidade de 1,929:1, o que é determinante naredução do giro e circulação do eixo-árvore satélite (111) e suas engrenagens (22, 31, 32)ao redor do eixo árvore de entrada (101) e fundamental na redução do índice de ruídos e,principalmente, na redução do aquecimento do aparelho.A further advantage of the input gear (21) engagement with the primary gear (22) is that, since the primitive diameter of the primary gear (22) is much larger than the primitive diameter of the secondary gear (31), Powerful bending is enlarged. In the case of the fundamental model, this expansion of the power arm produces a partial reduction in speed of 1,929: 1, which is crucial for the reduction of gyration and circulation of the satellite spindle (111) and its gears (22, 31, 32) around it. of the input spindle (101) and fundamental in reducing the noise index and especially in reducing the heating of the apparatus.

Assim, o diâmetro primitivo da engrenagem primária (22) deve ser maior que odiâmetro primitivo da engrenagem secundária (31), preferencialmente com a maior diferençade medida possível (1,929:1 no modelo fundamental).Thus, the primitive diameter of the primary gear (22) should be larger than the primitive diameter of the secondary gear (31), preferably with the largest possible difference in measurement (1,929: 1 in the fundamental model).

Outra vantagem apresentada pelo aparelho é que a construção com apenas um eixo-árvore satélite (111) e suas engrenagens primária (22), secundária (31) e terciária (32),também contribui para a diminuição do aquecimento do aparelho. Note-se que, no modelofundamental, o eixo-árvore satélite (111) e suas engrenagens (22, 31, 32) girarão em tornodo eixo-árvore de entrada (101) com velocidade 12 vezes menor (12:1), garantindo reduçãosignificativa no atrito e agitação do óleo lubrificante (9) que preenche a caixa (300).Another advantage presented by the apparatus is that the construction with only one satellite spindle (111) and its primary (22), secondary (31) and tertiary (32) gears also contributes to the decrease of the heating of the apparatus. Note that in the fundamental model, the satellite spindle (111) and its gears (22, 31, 32) will rotate around the input spindle (101) at a 12 times slower speed (12: 1), ensuring significant reduction. friction and agitation of the lubricating oil (9) that fills the housing (300).

Ademais, o fato das engrenagens de entrada (21) e primária (22) terem dentes demódulo bem menor (M2) que as demais engrenagens (31, 32, 41, 42) (M4), além depoderem ser helicoidais, favorece, mais uma vez, a redução significativa do índice de ruídos.In addition, the fact that the input (21) and primary (22) gears have much smaller modulus teeth (M2) than the other gears (31, 32, 41, 42) (M4), besides being helical, favors one more instead, the significant reduction in the noise index.

Outro problema percebido em redutores de velocidade com sistema epicicloidal é queestes dependem de mancais para posicionar e sustentar os eixos e engrenagens satélites.Another perceived problem with speed reducers with epicyclic system is that they rely on bearings to position and support satellite shafts and gears.

E o aparelho inventado também inova no sentido de dispensar mancais de rolamentopara posicionar o eixo-árvore satélite (111) e suas engrenagens (22, 31, 32), pois este (111)é sustentado em sua posição de trabalho e impulsionado, exclusivamente, pelos conjuntosde engrenamentos das próprias engrenagens do sistema.And the invented apparatus also innovates in the sense of dispensing rolling bearings to position the satellite spindle (111) and its gears (22, 31, 32), as this (111) is sustained in its working position and driven exclusively by by the gear assemblies of the system's own gears.

No mecanismo inventado, a engrenagem de entrada (21) está engrenada com aengrenagem primária (22) e este engrenamento sustenta e posiciona o eixo-árvore satélite(111), que força a engrenagem secundária (31) e a engrenagem terciária (32) a manterem-se engrenadas, respectivamente, com a engrenagem fixa (41) e a engrenagem de saída(42). Estes engrenamentos, por si só, mantém o eixo-árvore satélite (111) e todas asengrenagens (21, 22, 31, 32, 41, 42) em suas posições de operação e em sincronia,dispensando a utilização de mancais de rolamento.In the invented mechanism, the input gear (21) is engaged with the primary gear (22) and this gear supports and positions the satellite spindle (111), which forces the secondary gear (31) and the tertiary gear (32) to remain engaged, respectively, with the fixed gear (41) and the output gear (42). These gears alone keep the satellite spindle (111) and all gears (21, 22, 31, 32, 41, 42) in their operating positions and in sync, eliminating the use of rolling bearings.

Assim, o modelo proposto para esclarecimento da invenção alcança redução develocidade i = 241:1, e isto com baixo índice de perda de rendimento (algo em torno de 4%).Thus, the proposed model for clarification of the invention achieves speed reduction i = 241: 1, and this with low rate of yield loss (around 4%).

As vantagens do aparelho inventado são as seguintes:The advantages of the invented device are as follows:

> elevadas relações de transmissão redutoras;> high reducing gear ratios;

> aplicação em máquinas que operam com altas potências e torques elevados;> Application on machines operating at high power and high torques;

> baixa perda de rendimento e dissipação de energia;> inexistência de mancais de rolamento para sustentar e posicionar o eixo-árvoresatélite (111) e as engrenagens primária (21), secundária (31) e terciária (32);> Low yield loss and energy dissipation> No bearing bearings to support and position the satellite (111) and primary (21), secondary (31) and tertiary (32) gears;

> baixo índice de ruídos;> low noise index;

> baixo aquecimento;> low heat;

> baixo desgaste de peças;> low wear of parts;

> mecanismo com eixos-árvore de entrada (101) e de saída (102) em linha;> mechanism with inlet (101) and inlet (102) spindles in line;

> mecanismo compacto, de pequenas dimensões métricas;> compact, small metric engine;

> menor custo de fabricação;> lower manufacturing cost;

> baixo custo de manutenção.> low maintenance cost.

O objetivo do aparelho inventado é proporcionar a criação de elevadas relações detransmissões redutoras, para altas potências e torques elevados, com mínina perda derendimento e dissipação de energia, com baixos índices de ruídos e aquecimento, atravésde mecanismos de pequenas dimensões e custo de reduzido.The aim of the invented apparatus is to provide the creation of high gear reduction ratios for high power and high torques, with minimal loss of power and dissipation, low noise and heat through small mechanisms and low cost.

Para esclarecimento da invenção, é apresentado um modelo fundamental.For clarification of the invention, a fundamental model is presented.

A figura 1 representa o aparelho inventado, com apenas a caixa (300) cortada emlinha horizontal, onde é possível visualizar os seus elementos internos sob vista superior.Figure 1 represents the invented apparatus, with only the box 300 cut in a horizontal line, where its internal elements can be seen from a top view.

A figura 2 representa o aparelho em corte horizontal total, ao nível do seu eixo central.Figure 2 shows the apparatus in full horizontal section at its central axis level.

As peças que compõem o modelo fundamental têm as denominações e identificaçõesseguintes:The pieces that make up the fundamental model have the following denominations and identifications:

> eixo-árvore de entrada (101)> input spindle (101)

> eixo-árvore de saída (102)> output spindle (102)

> eixo-árvore satélite (111)> satellite spindle (111)

> engrenagem de entrada (21)> input gear (21)

> engrenagem primária (22)> primary gear (22)

> engrenagem secundária (31)> secondary gear (31)

> engrenagem terciária (32)> tertiary gear (32)

> engrenagem fixa (41)> fixed gear (41)

> engrenagem de saída (42)> output gear (42)

> caixa (300)> box (300)

> mancai de rolamento de entrada (201)> mancai de rolamento de saída (202)> input bearing housings (201)> output bearing housings (202)

> parafusos de fixação (5)> Mounting screws (5)

> rolamentos (7)> bearings (7)

> óleo lubrificante (9)> lubricating oil (9)

No modelo proposto, todas as peças são de aço.In the proposed model, all parts are steel.

O eixo-árvore de entrada (101) admite a potência rotativa que aciona o aparelho. Neleé fresada a engrenagem de entrada (21), com 18 dentes de módulo M2.The input spindle (101) admits the rotary power that drives the device. The input gear (21) with 18 M2 module teeth is milled.

O eixo-árvore de saída (102) transfere a potência do aparelho para o mecanismo a sermovimentado ou tracionado. Neste eixo-árvore (102) é fixada a engrenagem de saída (42),por meio de um flange de fixação que compõe esta engrenagem (42).The output spindle 102 transfers the power of the apparatus to the mechanism to be moved or pulled. In this spindle (102) the output gear (42) is fixed by means of a fixing flange that makes up this gear (42).

O eixo-árvore de entrada (101) e o eixo-árvore de saída (102) posicionam-se numaúnica linha longitudinal.The input spindle (101) and the output spindle (102) are positioned in a single longitudinal line.

O eixo-árvore de saída (102), na extremidade que fica posicionada para dentro dacaixa (300), é dotado de um mancai de rolamento concêntrico, onde é mancalizada umaponta (prolongamento ou nabo) usinada na extremidade do eixo-árvore de entrada (101).Esta mancalização tem o objetivo de sustentar e centralizar o eixo-árvore de entrada (101),evitando vibrações ocasionadas por altas rotações e cargas radiais.The output spindle (102), at the inwardly positioned end of the housing (300), is provided with a concentric rolling bearing, where a point (extension or turnip) is machined at the end of the input spindle ( 101) .The purpose of this bearing is to support and center the input spindle (101), avoiding vibrations caused by high rotations and radial loads.

O eixo-árvore satélite (111) é uma peça que conjuga e une, em linha, umaengrenagem satélite secundária (31), uma engrenagem satélite terciária (32) e ainda umaengrenagem satélite primária (22).The satellite spindle (111) is a piece that joins and joins, in a row, a secondary satellite gear (31), a tertiary satellite gear (32) and a primary satellite gear (22).

A engrenagem primária (22) é fresada com 54 dentes de módulo M2 e possui um furopassante central, por onde é fixada com aperto (travada) sobre a parte mediana do eixo-árvore satélite (111).The primary gear (22) is milled with 54 M2 module teeth and has a central fascia, whereby it is clamped (locked) over the median part of the satellite spindle (111).

A engrenagem secundária (31) possui 14 dentes de módulo M4, fresados diretamentesobre o eixo-árvore satélite (111), numa de suas extremidades.The secondary gear (31) has 14 M4 module teeth directly milled on the satellite spindle (111) at one end.

A engrenagem terciária (32) possui 13 dentes de módulo M4, fresados diretamentesobre o eixo-árvore satélite (111), na extremidade contrária à engrenagem secundária (31).The tertiary gear (32) has 13 M4 module teeth directly milled on the satellite spindle (111) at the opposite end to the secondary gear (31).

A engrenagem fixa (41) possui 50 dentes de módulo M4, fresados à sua parte interna.Esta engrenagem (41) é centrada e fixada à caixa (300), junto ao mancai de rolamento deentrada (201).A engrenagem fixa (41) não transmite potência para a engrenagem secundária (31),pois atua somente como ponto de apoio ou base de alavanca.The fixed gear (41) has 50 M4 module teeth milled to the inside. This gear (41) is centered and fixed to the housing (300) next to the inboard bearing (201) .The fixed gear (41) does not transmit power to the secondary gear (31), as it acts only as a fulcrum or lever base.

A engrenagem fixa (41) pode ser unida, fixada ou conectada a uma trava, freio,limitador de torque, dispositivo anti-bloqueio ou outro acessório, com objetivo de evitar que atransmissão quebre em caso de sobrecarga gerada pelo mecanismo que está sendoacionado.The fixed gear (41) may be attached, secured or connected to a lock, brake, torque limiter, anti-lock device or other accessory to prevent the transmission from breaking in the event of overload generated by the mechanism being driven.

A engrenagem de saída (42) possui 49 dentes de módulo M4, fresados também deforma interna, e possui um flange de fixação, ao qual é fixada (por parafusos) e por meio doqual é fixada (por solda ou outro meio de união) ao eixo-árvore de saída (102).Entre a engrenagem de saída (42), ou seu flange de fixação, e a caixa (300) pode serinstalado um rolamento (7), em vista de eventuais forças radiais ou axiais.The output gear (42) has 49 M4 module teeth, also internally deformed, and has a clamping flange to which it is fixed (by bolts) and whereby it is fixed (by welding or other joining means) to the output spindle (102). Between the output gear (42), or its fixing flange, and the housing (300) a bearing (7) may be installed in view of any radial or axial forces.

No modelo proposto, as engrenagens de entrada (21) e primária (22) têm módulo M2,com a metade da medida do módulo das engrenagens secundária (31), terciária (32), fixa(41) e de saída (42), que têm módulo M4. A engrenagem primária (22) engrena-se à engrenagem de entrada (21).In the proposed model, the input (21) and primary (22) gears have an M2 module, with half the measurement of the secondary (31), tertiary (32), fixed (41) and output (42) gear modules, which have module M4. Primary gear (22) engages input gear (21).

A engrenagem secundária (31) engrena-se à engrenagem fixa (41).The secondary gear (31) engages with the fixed gear (41).

A engrenagem terciária (32) engrena-se à engrenagem de saída (42).The tertiary gear (32) engages the output gear (42).

A caixa (300) do aparelho é dividida em partes, que são fixadas entre si por parafusosde fixação (5), para facilitar a montagem. E, para impedir o vazamento do óleo que Iubrificatodos os elementos internos, deve possuir vedação.The housing (300) of the apparatus is divided into parts, which are fixed together by fixing screws (5) to facilitate assembly. And, to prevent oil leakage from lubricating all internal elements, it must be sealed.

O mancai de rolamento de entrada (201) é fundido à caixa (300) e nele é instalado oeixo-árvore de entrada (101).The input bearing housing (201) is fused to the housing (300) and the input spindle (101) is installed therein.

O mancai de rolamento de saída (202) também é fundido à caixa (300) e nele éinstalado o eixo-árvore de saída (102).The output bearing housing (202) is also fused to the housing (300) and the output spindle (102) is installed therein.

Os parafusos de fixação (5) fazem a junção das partes da caixa (300) entre si, bemcomo a fixação da engrenagem de saída (42) ao seu flange de fixação.Mounting bolts (5) join housing parts (300) together as well as fixing output gear (42) to its mounting flange.

Os rolamentos (7) acomodam as peças giratórias do aparelho nos mancais.The bearings (7) accommodate the rotating parts of the apparatus on the bearings.

O óleo lubrificante (9) preenche a caixa (300) e Iubrifica os elementos internos.Lubricating oil (9) fills the housing (300) and lubricates the internal elements.

Com o dimensionamento proposto no modelo fundamental, o aparelho apresentarelação de transmissão redutora i = 241:1.Salienta-se que, reconfigurando-se o aparelho, com a simples mudança daengrenagem terciária (32) de 13 para 14 dentes, a relação de transmissão redutora passariaa ser i = 620:1, mas, neste caso, a engrenagem terciária (32) e a engrenagem de saída (42)não poderiam ser fresadas com o módulo normalizado M4, mas sim com um módulo fora dopadrão normalizado (pouco maior que o M4).With the proposed dimensioning in the fundamental model, the device will present a reduction gear ratio i = 241: 1. It is noted that, by reconfiguring the device, by simply changing the tertiary gear (32) from 13 to 14 teeth, the gear ratio would be i = 620: 1, but in this case the tertiary gear (32) and output gear (42) could not be milled with the standard module M4, but with a standard non-standard module (slightly larger than the M4).

Para dimensionamento de mecanismos que adotem os princípios do invento,infindáveis são as combinações de tamanhos para as engrenagens. Entretanto, salienta-seque mais elevadas serão as relações de transmissão redutoras concebidas se observadas ecombinadas as seguintes regras:For sizing mechanisms that adopt the principles of the invention, the size combinations for the gears are endless. However, it should be noted that the higher the gear ratios will be conceived if observed and combined the following rules:

> menores possíveis devem ser as diferenças de número de dentes entre asengrenagens secundária (31) e terciária (32) e entre as engrenagens fixa (41) e de saída(42), desde que uma destas diferenças não seja zero ou, preferencialmente, que as duasdiferenças não sejam zero;> The smallest possible differences should be the number of teeth differences between the secondary (31) and tertiary (32) gears and between the fixed (41) and output gears (42), provided that one of these differences is not zero or preferably the two differences are not zero;

> maior possível deve ser a diferença entre os diâmetros primitivos da engrenagemprimária (22) e da engrenagem secundária (31);> The largest possible should be the difference between the primary diameters of the primary gear (22) and the secondary gear (31);

> maior possível deve ser a diferença entre os diâmetros primitivos da engrenagemfixa (41) e da engrenagem de entrada (21).> The largest possible should be the difference between the primitive diameters of the fixed gear (41) and the input gear (21).

O modelo fundamental do aparelho é constituído de um único eixo-árvore satélite(111), com suas respectivas engrenagens (22, 31, 32). Mas, o invento comporta construçãocom mais de um eixo-árvore satélites (111) e suas respectivas engrenagens (22, 31, 32),posicionados de modo eqüidistante, o que pode até permitir melhor distribuição eequacionamento das cargas e tensões nos engrenamentos do sistema e contribuir para adiminuição do tamanho do módulo dos dentes das engrenagens, inclusive com redução dasdimensões do aparelho; contudo, isto, pode implicar em aumento de aquecimento e deruídos, bem como em dificuldade para construção e montagem do aparelho.The fundamental model of the apparatus consists of a single satellite spindle (111) with its respective gears (22, 31, 32). However, the invention includes construction with more than one satellite spindle (111) and its respective gears (22, 31, 32), positioned equidistantly, which may even allow for better distribution and equalization of loads and stresses in the system gears. contribute to reducing the size of the gear teeth module, including reducing the dimensions of the device; however, this may result in increased heat and noise as well as difficulty in constructing and assembling the apparatus.

Adotando-se a construção com mais eixos-árvore satélites (111) e suas engrenagensprimárias (22), secundárias (31) e terciárias (32), torna-se fundamental o ajuste dos ângulosde posicionamento destas engrenagens (22, 31, 32) sobre os seus respectivos eixos-árvoresatélites (111). Neste caso, como as engrenagens secundárias (31) e terciárias (32) sãofresadas diretamente sobre os eixos-árvore satélites (111), o posicionamento destas (31,32)deve ser previsto já no momento da fresagem dos seus dentes, para que todas asengrenagens (31, 32, 41, 42) se ajustem e engrenem perfeitamente, pois não haverápossibilidade de ajuste posterior do ângulo de posição.Adopting the construction with more satellite spindles (111) and their primary (22), secondary (31) and tertiary (32) gears, it is essential to adjust the positioning angles of these gears (22, 31, 32) over their respective satellite spindles (111). In this case, as the secondary (31) and tertiary (32) gears are screwed directly onto the satellite spindles (111), their positioning (31,32) must be provided at the moment of milling your teeth, so that all The gears (31, 32, 41, 42) fit and engage perfectly as there is no possibility of later adjustment of the position angle.

Salienta-se que, por exemplo, se apenas uma das engrenagens secundárias (31)ficasse engrenada à engrenagem fixa (41), enquanto as demais engrenagens secundárias(31) não estivessem perfeitamente engrenadas à engrenagem fixa (41), haveria sobrecargae quebra da primeira engrenagem secundária (31) ou da engrenagem fixa (41).It should be noted that, for example, if only one of the secondary gears (31) were engaged with the fixed gear (41), while the other secondary gears (31) were not perfectly engaged with the fixed gear (41), there would be overload and breakage of the first one. secondary gear (31) or fixed gear (41).

Assim, no caso de construção do aparelho com mais de um eixo-árvore satélite (111),torna-se procedimento necessário a fresagem e montagem das engrenagens (22, 31, 32)aos seus respectivos eixos-árvore satélites (111) com a utilização de gabaritos, moldes emarcação numérica das peças.Thus, in the case of construction of the apparatus with more than one satellite spindle (111), it is necessary to mill and assemble the gears (22, 31, 32) to their respective satellite spindles (111) with the use of jigs, molds and numerical marking of parts.

Para se obter a relação de transmissão redutora i do aparelho, calcula-se:To obtain the gear unit i gear ratio, the following is calculated:

> "i = {E / A + 1} χ {B / C} χ {1 / [1 - (E / C χ D / F)]}, onde:> "i = {E / A + 1} χ {B / C} χ {1 / [1 - (E / C χ D / F)]}, where:

> "A" = diâmetro primitivo da engrenagem de entrada (21) = 36mm> "A" = primitive diameter of input gear (21) = 36mm

> "B" = diâmetro primitivo da engrenagem primária (22) = 108mm> "B" = primitive diameter of primary gear (22) = 108mm

> "C" = diâmetro primitivo da engrenagem secundária (31) = 56mm> "C" = primitive diameter of secondary gear (31) = 56mm

> "D" = diâmetro primitivo da engrenagem terciária (32) = 52mm> "D" = primitive diameter of tertiary gear (32) = 52mm

> Έ" = diâmetro primitivo da engrenagem fixa (41) = 200mm> Έ "= fixed gear primitive diameter (41) = 200mm

> "F" = diâmetro primitivo da engrenagem de saída (42) = 196mm> "F" = primitive diameter of output gear (42) = 196mm

Observe-se que resultado positivo (+) representa rotação do eixo-árvore de saída(102) com igual sentido ao do eixo de entrada (101), enquanto resultado negativo (-)representa rotação do eixo-árvore de saída (102) em sentido contrário ao do eixo-árvore deentrada (101). Note-se que o sentido depende do tamanho das engrenagens fixa (41) e desaída (42); se a engrenagem fixa (41) for menor do que a engrenagem de saída (42) arotação de saída terá sentido contrário ao de entrada; e se a engrenagem de saída (42) formenor que a engrenagem fixa (41), a rotação de entrada e de saída terão sentidos iguais.Note that positive result (+) represents output spindle rotation (102) with the same direction as input spindle (101), while negative result (-) represents output spindle rotation (102) by counter-spindle (101). Note that the direction depends on the size of the fixed (41) and output (42) gears; if the fixed gear (41) is smaller than the output gear (42), the output wheel will have the opposite direction to the input gear; and if the output gear (42) is the same as the fixed gear (41), the input and output rotation will have equal directions.

Neste modelo fundamental, a transmissão tem relação de redução i = +241, ou seja,se o aparelho for acionado por um motor com velocidade de +1500 RPM, o eixo-árvore desaída (102) terá velocidade de +6,22 RPM.In this fundamental model, the transmission has a reduction ratio i = + 241, ie if the unit is driven by a motor with a speed of +1500 RPM, the spindle (102) will have a speed of +6.22 RPM.

Claims

1. MECHANICAL SPEED REDUCER AND TORQUE AMPLIER DEVICE, in its fundamental model, characterized by having an input spindle (101), which is housed on the bearing housing (201), and a spindle outlet (102), which is biased in the roller bearing (202), centered in a single longitudinal line; by the output spindle (102), at the end that is positioned into the housing (300), is provided with a concentric rolling bearing, where a point (extension or turnip) machined at the end of the input spindle is machined. (101); being provided with a satellite spindle (111), which joins and joins in line a secondary satellite gear (31), a tertiary satellite gear (32) and a primary satellite gear (22); having an input gear (21) milled directly over the input spindle (101); the primary gear (22) has a central through hole, through which it is fixedly pressed over the part of the satellite spindle (111); the secondary gear (31) is milled over one end of the satellite spindle (111); by the tertiary gear (32) serrated on the satellite spindle (111) at the opposite end to the secondary gear (31); the fixed gear (41), with internally milled rack, centered and fixed to the housing (300), next to the inlet bearing (201); the output gear (42), also with internally milled rack, has a fixing flange to which it is fixed and by means of which it is fixed to the output spindle (102), by the primary gear (22) to engage the input gear (21); by the secondary gear (31) engaging within the fixed gear (41); the tertiary gear (32) engages within the output gear (42); because all these mechanical elements are installed and packed in the box (300), filled with oil (9).

MECHANICAL APPARATUS according to Claim 1, characterized in that the satellite spindle (111) and primary (22), and secondary (31) gears (32) assemblies are positioned on the sole and concomitant basis of the input gear gears. (21) with the primary gear (22), the secondary gear (31) with the fixed gear (41) and the tertiary gear (32) with the idler gear (42), without rolling bearings.

MECHANICAL APPLIANCE according to Claims 1 and 2, characterized in that the apparatus is optionally constructed with more than one satellite (111) spindle and its primary (22), secondary (31) and tertiary (32) gears. ), with these spines (111) positioned equidistantly and in balance with each other.

MECHANICAL APPLIANCE according to claim 1, characterized in that the input (21) and primary (22) gears can be milled with smaller modulus and shape different from the secondary (31), tertiary (32), fixed (41) gear modules. and exit (42).

MECHANICAL APPLIANCE according to Claim 1, characterized in that, optionally, between the output gear (42) or its fixing flange and the housing (300) an axial and radial bearing (7) is installed.

MECHANICAL APPLIANCE according to claim 1, characterized in that the reduction transmission transmission is defined and represented by: "i = {E / A + 1} χ {Β IC} χ {1 / [1 - (Ε IC χ D / F)]}, where: "A" = primitive diameter of input gear (21); "B" = primitive diameter of primary gear (22); "C" = primitive diameter of secondary gear (31); "D" = primitive diameter of tertiary gear (32); Έ "= primitive diameter of fixed gear (41); and "F" = primitive diameter of output gear (42).

MECHANICAL APPLIANCE according to Claims 1 and 6, characterized in that the differences in the number of teeth between the secondary (31) and tertiary (32) gears and between the fixed (41) and output gears are as small as possible. (42), provided one of these differences is not zero or, preferably, that the two differences are not equal to zero; the largest possible difference between the primitive diameters of the primary gear (22) and the secondary gear (31); the larger the difference between the primitive diameters of the fixed gear (41) and the input gear (21).