CH368356A - Double reduction gear - Google Patents

Double reduction gear

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CH368356A
CH368356A CH6315758A CH6315758A CH368356A CH 368356 A CH368356 A CH 368356A CH 6315758 A CH6315758 A CH 6315758A CH 6315758 A CH6315758 A CH 6315758A CH 368356 A CH368356 A CH 368356A
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CH
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gear
gears
driving shaft
planetary
teeth
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Application number
CH6315758A
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German (de)
Inventor
Arima Takashi
Saito Koshiro
Original Assignee
Arima Takashi
Saito Koshiro
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
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    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H2001/2881Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two axially spaced central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear wherein one of the central gears is forming the output

Description

  

  Doppeltes Reduktionsgetriebe    Die vorliegende Erfindung betrifft ein doppeltes  Reduktionsgetriebe mit zwei Planetengetrieben zur  Erzielung eines grossen Reduktionsverhältnisses zwi  schen dem treibenden und dem getriebenen Glied.  



  Bisher bekannte Reduktionsgetriebe können all  gemein in zwei Typen unterteilt werden, nämlich in       Zahnradstandgetriebe    einerseits sowie Planetenge  triebe anderseits. Die     Zahnradstandgetriebe    weisen im  allgemeinen verhältnismässig grosse Glieder auf, so       dass    sie für die Installation einen verhältnismässig  grossen Bauraum benötigen. Dieser Nachteil tritt be  sonders in Erscheinung, wenn schnell laufende     Hoch-          leistungsmotoren    zum Antrieb verwendet werden und  die Drehzahl in eine gewünschte, sehr niedrige Dreh  zahl reduziert werden     muss,    wie dies z.

   B.     im    Falle  von Schiffsturbinen stattfindet, welche zum Antrieb  der Schiffsschraube dient, selbst wenn der     Drehzahl-          reduktionsprozess    an und für sich durchaus befrie  digend verläuft. Auf der anderen Seite lassen sich  Reduktionsgetriebe mit Planetenräderwerk kompak  ter bauen als die     Zahnradstandgetriebe.    Ein bekanntes  Reduktionsgetriebe in Form eines Planetengetriebes       umfasst    ein aussenverzahntes Innenrad     bzw.        Zentral-          oder    Sonnenrad, welches mit der treibenden Welle  starr verbunden ist, und ein feststehendes oder statio  näres, innenverzahntes Aussenrad sowie mindestens  ein Planetenrad,

   welches zwischen dem Innen- und  dem Aussenrad angeordnet ist und mit diesen Rädern  in Eingriff steht. Bei dieser Anordnung bewirkt die  Rotation des Innenrades, die durch die treibende  Welle verursacht wird, ein Drehen des Planetenrades  rings um das Innenrad, wobei das Planetenrad um  seine Achse rotiert. Bekanntlich entspricht der Um  lauf der Achse des Planetenrades um die Achse des  Innenrades der Rotation des getriebenen Gliedes,  wenn letzteres durch geeignete Mittel mit dem     Plane-          tenradträger    gekuppelt ist.

   In diesem Falle ist das  Verhältnis der Drehzahlherabsetzung durch eine zwi-    sehen der Zahnzahl des Innenrades und derjenigen  des Aussenrades bestehende Beziehung beschränkt,  so     dass    sich das     Reduktionsverlältnis    der Drehzahl  praktisch in so engen Grenzen hält wie<B>1/5</B>     bis        1/6-          Dies    ist schon dadurch bedingt,     dass    die Zahnzahl  oder der     Teilkreisdurchniesser    des Aussenrades stets  durch einen gewissen, durch die vorhandenen Raum  verhältnisse gegebenen Maximalwert begrenzt ist.  



  Andere Reduktionsgetriebe in Form von Planeten  getrieben weisen ein stationäres Aussenrad und ein  mit diesem unmittelbar in Eingriff stehendes Plane  tenrad auf, welch letzteres exzentrisch zum Aussenrad  angeordnet ist. Wenn das Planetenrad durch eine  an der treibenden Welle sitzende Kurbel in Umlauf  versetzt wird, rollt es auf der Innenverzahnung des  Aussenrades ab. Der Umlauf des Planetenrades  relativ zum Aussenrad wird durch geeignete Mittel  mit dem gewünschten Reduktionsverhältnis auf das  getriebene Glied übertragen. In diesem Falle ist das  Reduktionsverhältnis der Drehzahl bedingt durch den  Unterschied zwischen der Zahnzahl des Aussenrades  und derjenigen des Planetenrades.  



  Wenn die Zahnzahl des einen dieser Räder so  gewählt ist,     dass    die Differenz gegenüber der Zahn  zahl des anderen Rades gleich<B>1</B> ist, dann ergibt sich  eine maximale Drehzahlreduktion durch dieses Ge  triebe. Ein solches Verhältnis der Zahnzahlen führt  jedoch offensichtlich zu einer Interferenz zwischen  dem Planetenrad und dem Aussenrad.

   Um eine solche  zu vermeiden,     muss    für die Zähne des Planetenrades  eine     Zykloidverzahnung    statt einer     Evolventenver-          zahnung    zu Grunde gelegt werden, wobei auch das  Zahnprofil. der Umhüllungskurve des Aussenrades  durch eine Zapfenreihe entsprechend dem     Zapfenrad-          system.    ersetzt werden     muss.    Diese Bauart ist zur       übertragung    grosser Leistungen auf das getriebene  Glied des Reduktionsgetriebes ungeeignet.

        Die vorliegende Erfindung bezweckt daher ein  Reduktionsgetriebe zu schaffen, das zur Reduktion  der Drehzahl eines schnell laufenden Antriebsgliedes  auf eine niedrige Drehzahl eines getriebenen Gliedes  ohne wesentliche Leistungsverluste geeignet ist. Die  Erfindung betrifft ein doppeltes     Roduktionsgetriebe,     das dadurch gekennzeichnet ist,     dass    es zwei     Planeten-          getriebesätze    aufweist, von denen der erste Satz aus  einem starr an der treibenden Welle sitzenden aussen  verzahnten Innenrad, mindestens zwei Planeten  rädern und einem feststehenden     innenverzähnten     Aussenrad, der zweite Satz dagegen aus einem eben  falls starr an der treibenden Welle sitzenden,

   aussen  verzahnten     Innenrad,    mindestens zwei Planetenrädern  und einem rotierenden, an der getriebenen Welle  sitzenden innenverzahnten Aussenrad besteht, wobei  die Planetenräder des ersten Satzes und die Plane  tenräder des zweiten Getriebesatzes auf gesonderten  Achsen gelagert sind und die     Planetenräderachsen     beider Getriebesätze in allen Betriebszuständen ge  samthaft gleichmässig und abwechselnd über den Um  fang verteilt sind. Damit lassen sich Drehzahlreduk  tionen in der Grössenordnung von<B>1/1",</B> und darunter  erzielen, bei verhältnismässig kleinem Bauvolumen,  selbst bei der     übertragung    grosser Leistungen. So be  trägt z.

   B. der Raum zur Unterbringung eines Reduk  tionsgetriebes für eine Dampfturbine von<B>17 500 PS</B>  und eine Drehzahl von<B>5026</B>     Touren/Min.    zur Herab  setzung der Drehzahl auf<B>105</B>     Touren/Min.,    wie sie  für eine Schiffsschraube geeignet ist, bei der üblichen       Zahnradgetriebebauart    mindestens  4 m (Länge) X<B>5,8</B> m (Breite) X 4,5 m (Höhe),  wogegen bei einem Getriebe gemäss der vorliegenden  Erfindung die entsprechenden Abmessungen nur  <B>1,5</B> m X<B>1,5</B> m X<B>1,5</B> m  betragen können. Dabei wiegt das erstgenannte übliche  Getriebe etwa<B>128</B> Tonnen gegenüber<B>18</B> Tonnen des  zweitgenannten Getriebes.  



  Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes.  



       Fig.   <B>1</B> zeigt einen vertikalen axialen Mittellängs  schnitt.  



       Fig.    2 zeigt einen horizontalen Mittelschnitt.  



  Die     Fig.   <B>3</B> und 4 zeigen<B>je</B> einen Querschnitt nach  der Linie<B>3-3</B>     bzw.    4-4 in     Fig.   <B>1.</B>  



  Das dargestellte Reduktionsgetriebe weist ein Ge  häuse<B>10</B> auf, bestehend aus einer vorderen Gehäuse  kappe<B>11</B> und einer hinteren Gehäusekappe 12. Auf  der Innenseite der hinteren Kappe 12 ist ein innen  verzahnter Zahnkranz<B>13</B> starr befestigt, der das  Aussenrad eines Planetengetriebes bildet. Mit dem  Aussenrad<B>13</B> steht ein Paar Planetenräder 14,<B>15</B> in  Eingriff. Diese Planetenräder stehen anderseits mit  dem Innenrad<B>16</B> dieses Planetengetriebes in Ein  griff, welches auf einer treibenden Welle<B>17</B> sitzt.  Auf dieser Welle ist in axialem Abstand hiervon das  Innenrad<B>18</B> eines zweiten Planetengetriebes befestigt.  Mit dem Innenrad<B>18</B> steht ein zweites Paar Planeten-         räder   <B>19,</B> 20 in Eingriff     (Fig.    2 und 4).

   Mit den  Planetenrädern<B>19,</B> 20 steht ein rotierendes innen  verzahntes Aussenrad 21 in Eingriff, welches auf der  Innenseite eines hutförmigen getriebenen Gliedes 22  sitzt und mit diesem starr verbunden ist.  



  Die treibende Welle<B>17</B> ist mittels Lagern<B>23,</B> 24  drehbar gelagert. Das Lager<B>23</B> ist in einer Bohrung  54 der vorderen Gehäusekappe<B>11</B> montiert. Das La  ger 24 ist in einer zentralen     Ausnehmung   <B>25</B> des ge  triebenen Gliedes 22 montiert. Die Innenräder<B>16,</B>  <B>18</B> sind starr mit der treibenden Welle<B>18</B> verbunden,  und zwar durch einen Keil<B>26</B>     bzw.   <B>27</B>     (Fig.   <B>3</B> und 4).  Die Planetenräder 14,15 sind mit einer Buchse<B>28</B>     bzw.     <B>29</B> versehen, welche gleiche Abmessungen aufweisen  und lose auf<B>je</B> einer Achse<B>30</B>     bzw.   <B>31</B> sitzen.

   Die  Achsen<B>30, 31</B> sitzen mit beiden     Endteilen    lose in<B>je</B>  einer Scheibe<B>32</B>     bzw.   <B>33,</B> welche Scheiben ebenfalls  lose auf der treibenden Welle<B>17</B> unter Zwischen  schaltung von Buchsen 34,<B>35</B> sitzen. Gegebenenfalls  können die Achsen<B>30, 31</B> mit den Scheiben<B>32, 33</B>  durch Schweissen starr verbunden sein.  



  Der Getriebesatz, bestehend aus dem Innenrad  <B>16,</B> den Planetenrädern 14,<B>15</B> und dem stationären  Aussenrad<B>13,</B> wird nachstehend als erster Getriebe  satz bezeichnet. Das andere Paar von     Planetenrädem     <B>19,</B> 20 sitzt auf Achsen<B>36, 37,</B> welche auf den Schei  ben<B>32, 33</B> in gleicher Weise montiert sind wie vor  stehend für den ersten Getriebesatz beschrieben     wor-          !den    ist. Die durch die Achsen der Planetenräder 14,  <B>15</B> bestimmte Ebene steht winkelrecht zu der durch  die Achsen der Planetenräder<B>19,</B> 20 bestimmten  Ebene. Der Getriebesatz, welcher aus dem Innenrad  <B>18,</B> den Planetenrädern<B>19,</B> 20 und dem drehbaren  Aussenrad 21, 22 besteht, wird nachstehend als zwei  ter Getriebesatz bezeichnet.  



  Wird die treibende Welle<B>17</B> durch einen nicht  dargestellten Motor in Drehung versetzt, dann hat  dies ein Drehen der Planetenräder 14,<B>15</B> um das  Innenrad<B>16</B> herum zur Folge, weil das Aussenrad<B>13</B>  feststeht. Der Umlauf der Planetenräder 14,<B>15</B> hat  eine Mitnahme der Achsen<B>30, 31</B> zur Folge, so     dass     die Planetenräder<B>19,</B> 20 ebenfalls     zwangläufig    um  ihr Innenrad<B>18,</B> und zwar mit der gleichen Geschwin  digkeit umlaufen wie die Planetenräder 14,<B>15.</B> Hier  bei drehen sich die Planetenräder<B>19,</B> 20 um die ent  sprechende Achse<B>36</B>     bzw.   <B>37</B> mit einer durch ihre  Zähnezahl bestimmten Geschwindigkeit. Der Umlauf  der Planetenräder<B>19,</B> 20 bewirkt ein Drehen des  Aussenrades 21, 22 um die eigene Achse.

   Da das  getriebene Glied 22 starr mit dem     Zahnkranz    21 ver  bunden ist,     muss    es sich mit der Drehzahl drehen,  welche durch die nachstehend beschriebenen Gesetz  mässigkeiten bestimmt ist. Das Glied 22 besteht aus  einem     kegelstumpfmantelförmigen    Teil<B>38</B> und einem  an der getriebenen Welle<B>39</B> sitzenden Flansch. Die  Welle<B>39</B> des getriebenen Gliedes 22 ist in Lagern 40,  41 gelagert. Diese sind in einer Nabe 42 der hinteren  Gehäusekappe 12 angeordnet. Die getriebene Welle  <B>39</B> ist durch nicht dargestellte Mittel mit der anzu  treibenden Maschine oder dergleichen verbunden.

        Mit dem erläuterten Reduktionsgetriebe lassen  sich hohe Drehzahlen der treibenden Welle<B>17</B> leicht  und sicher in verhältnismässig niedrige Drehzahlen  der getriebenen Welle<B>39</B> reduzieren. Der     Drehzahl-          reduktionsgrad    ist durch folgende Gleichungen be  stimmt:  
EMI0003.0003     
    2.     a=2b+c,        d=2e+f.     Hierin bedeuten:

         Ni        =    die Drehzahl der treibenden Welle<B>17</B>       N#   <B>=</B> !die Drehzahl der getriebenen Welle<B>39</B>  <I>a</I><B>=</B> die Zahnzahl des Aussenrades<B>13</B>  <B><I>b</I> =</B> die Zahnzahl der Planetenräder 14,<B>15</B>  <I>c</I>     =    die Zahnzahl des Innenrades<B>16</B>  <B><I>d</I> =</B> die Zahnzahl des drehbaren Aussenrades 21  <I>e</I>     =    die Zahnzahl der Planetenräder<B>19,</B> 20  <B><I>f</I> =</B> die Zahnzahl des Innenrades<B>18.</B>    Da die Zahnzahlen der Räder proportional zu  ihren     Teilkreisdurchmessern    sind, wenn der Modul  bekannt ist,

   beträgt a<B><I>=</I> 2b</B>     +    c und<B>d<I>=</I></B> 2e<B>+</B>  Der Ausdruck  
EMI0003.0013     
    in der obigen Formel<B>1</B> stellt die Anzahl der Drehun  gen des Innenrades<B>16</B> dar, welche durch die Plane  tenräder 14,<B>15</B> verursacht werden, wenn angenom  men wird,     dass    die Planetenräder 14,<B>15</B> eine Um  drehung um das Innenrad<B>16</B> herum ausgeführt  haben, und zwar in stetigem Eingriff mit dem fest  stehenden Aussenrad<B>13</B>     (Fig.   <B>3).</B> Analog stellt der  Ausdruck  
EMI0003.0016     
    die Anzahl der Drehungen des Innenrades<B>18</B> dar,  welche durch die Planetenräder<B>19,</B> 20 verursacht  werden, wenn angenommen wird,

       dass    der zweite  Getriebesatz<B>21-19-20-18</B> gemäss     Fig.    4 vom ersten  Getriebesatz<B>13-14-15-16</B> getrennt ist, mit andern  Worten, wenn beide Getriebesätze voneinander unab  hängig laufen können und das Aussenrad 21 festge  halten wird.  



  Wenn der erste und der zweite Getriebesatz       zwangläufig    durch gewisse in den     Fig.   <B>1</B> und 2 dar  gestellte Mittel miteinander gekuppelt sind und ausser  dem beide Aussenräder<B>13,</B> 21 festgehalten sind, dann  sind offenbar beide Getriebesätze am Laufen gehin  dert, weil die Innenräder<B>16, 18</B> zusammen mit der  treibenden Welle<B>17</B> mit gleicher Drehzahl laufen  müssen, mit andern Worten wird die Drehung des  Innenrades<B>18,</B> welches die Anzahl  
EMI0003.0021     
    Umdrehungen ausführt, welche eintritt, wenn der  zweite Getriebesatz<B>21-19-20-18</B> unabhängig vom  ersten Getriebesatz<B>13-14-15-16,</B> wie oben erwähnt,  gedreht wird, durch die treibende Welle<B>17</B> beschränkt  auf die Anzahl von Umdrehungen,

   welche derjenigen  des     Innenrades   <B>16</B> entspricht und  
EMI0003.0023     
    ist. Zwischen den Innenrädern<B>16, 18</B> besteht in den  Umdrehungszahlen ein Unterschied von  
EMI0003.0024     
    Wenn daher nicht eines der beiden Aussenräder<B>13,</B>  21 vom anderen gelöst wird, können die beiden Ge  triebesätze nicht zu einer Einheit, die laufen kann,       zusammengefasst    werden.  



  Da das Aussenrad 21 drehbar ist, wird es mittels  der Planetenräder<B>19,</B> 20 durch das Innenrad<B>18</B> ge  dreht. Da also das drehbare Aussenrad 21 durch das  Innenrad<B>18</B> angetrieben ist, beträgt seine Um  drehungsanzahl, welche durch eine Umdrehung der  Planetenräder<B>19,</B> 20 bewirkt wird,  
EMI0003.0026     
    Diese Anzahl von Umdrehungen ist erreichbar, wenn  das Innenrad<B>16</B> eine Anzahl von Umdrehungen  
EMI0003.0027     
    ausgeführt hat, die     mit    der Umdrehungsanzahl der  treibenden Welle<B>17</B> übereinstimmt.

   Daher ist das  Verhältnis der Umdrehungszahl, des drehbaren Aussen  rades zu einer Umdrehung der treibenden Welle<B>17,</B>  das heisst also die reduzierte Drehzahl der getriebenen  Welle<B>39,</B> durch folgenden Ausdruck gegeben:  
EMI0003.0029     
    Dieser Ausdruck kann wie     folgtumgewandelt    werden:

    
EMI0003.0031     
    Aus vorstehendem geht hervor,     dass    es sich hier  darum handelt, eine Methode     bzw.    einen Mecha  nismus zu finden, um den     Umdrehungszahlenunter-          schied    zweier Innenräder auszugleichen, wobei die  Rotation der Innenräder durch den Umlauf der ent  sprechenden Planetenräder mit gleicher Geschwindig  keit bewirkt wird und angenommen wird,     dass    die  Planetenräder in entsprechenden, voneinander unab  hängigen     bzw.    getrennten Getriebesätzen angeordnet  sind.

        Wenn das Glied  
EMI0004.0001     
    grösser ist als das Glied  
EMI0004.0002     
    dann ist das Verhältnis  
EMI0004.0003     
    positiv, wobei die getriebene Welle im gleichen Dreh  sinn wie die treibende Welle läuft, wogegen, wenn  
EMI0004.0004     
  
     kleiner ist als das Glied  
EMI0004.0005     
    das Verhältnis  
EMI0004.0006     
    negativ ausfällt, wobei die getriebene Welle im ent-  
EMI0004.0007     
    Bei folgenden Zähnezahlen  <I>a<B>= 100, b</B></I><B> =</B> 34,<I>c</I>     =   <B>32,</B>  <B><I>d</I> = 97,</B><I>e<B>=</B></I><B> 33,<I>f =</I> 31,</B>  beträgt  
EMI0004.0009     
    Bei nachstehenden Zähnezahlen:  <I>a<B>= 100, b =</B></I><B> 33,</B><I>c</I><B>=</B> 34,  <B><I>d</I> = 97,</B> e<B>= 32, f</B>     =   <B>33,</B>  beträgt:

    
EMI0004.0011     
  
EMI0004.0012     
  
     Wie aus vorstehender Zahlentafel hervorgeht,  kann der     Drehzahlreduktionsgrad    zwischen     1/1()    und    gegengesetzten Drehsinne umläuft als die treibende  Welle.  



  Wenn das Glied  
EMI0004.0015     
    ganz nahe an das Glied  
EMI0004.0016     
    herankommt, wird  
EMI0004.0017     
    minimal ausfallen, so     dass    die Geschwindigkeits  reduktion der getriebenen Welle maximal ausfällt.  



  Werden z. B. die Zähnezahlen der Räder wie  folgt angenommen:  <I>a</I>     =   <B><I>100, b = 35,</I></B><I> c<B>=</B></I><B> 30,</B>  <B><I>d = 103,</I></B><I> e</I>     =   <B>36, f</B>     =   <B>31,</B>  dann beträgt    Wie aus der vorstehenden Berechnung hervor  geht, kann die Drehzahlreduktion in weitem Umfange  variiert werden durch blosses Ändern der Zähnezahl  eines jeden Rades.  



  Um diese Zusammenhänge noch klarer zu  machen, sollen nachstehend weitere Beispiele ange  geben werden. In diesen ist die Zähnezahl des ersten  Getriebesatzes, das heisst die Zähnezahl eines jeden  Aussenrades<B>13,</B> Planetenrades 14,<B>15</B> und Innen  rades<B>16</B> variiert, wogegen die Zähnezahl des zwei  ten Getriebesatzes, das heisst die Zähnezahl des  rotierenden Aussenrades 21, der Planetenräder<B>19,</B>  20 und des Innenrades<B>18</B> unverändert belassen wird.         1/""    variiert werden durch blosses Ändern der  Zähnezahl des ersten Getriebesatzes.

        Die getriebene Welle kann auch im entgegen  gesetzten Drehsinne gegenüber der treibenden Welle  rotieren, wenn     a.f    grösser gewählt wird als     c.d.    So  kann bewirkt werden,     dass    das getriebene Glied     ün          Uhrzeigersinne    oder aber entgegengesetzt dem     Uhr-          zeigersinne    rotiert, ohne zusätzliche Hilfsmittel,  welche üblicherweise bei den bekannten Getrieben  zur Umsteuerung verwendet werden.



  Double reduction gear The present invention relates to a double reduction gear with two planetary gears to achieve a large reduction ratio between tween the driving and the driven member.



  Previously known reduction gears can all be divided into two types, namely in gear stationary on the one hand and planetary gear on the other hand. The stationary gears generally have relatively large links so that they require a relatively large amount of space for installation. This disadvantage is particularly evident when high-speed, high-performance motors are used for the drive and the speed has to be reduced to a desired, very low speed, as is the case for example.

   B. takes place in the case of marine turbines, which are used to drive the propeller, even if the speed reduction process in and of itself is quite satisfactory. On the other hand, reduction gears with planetary gears can be built more compactly than stationary gear units. A known reduction gear in the form of a planetary gear includes an externally toothed internal gear or central or sun gear, which is rigidly connected to the driving shaft, and a fixed or stationary, internally toothed external gear and at least one planetary gear,

   which is arranged between the inner and outer gears and meshes with these gears. With this arrangement, the rotation of the internal gear caused by the drive shaft causes the planetary gear to rotate around the internal gear, with the planetary gear rotating about its axis. As is known, the rotation of the axis of the planetary gear around the axis of the inner gear corresponds to the rotation of the driven member when the latter is coupled to the planetary gear carrier by suitable means.

   In this case, the ratio of the speed reduction is limited by an existing relationship between the number of teeth of the inner gear and that of the outer gear, so that the reduction ratio of the speed is practically within as narrow limits as 1/5 to 1 / 6- This is due to the fact that the number of teeth or the pitch circle diameter of the outer gear is always limited by a certain maximum value given by the available space.



  Other reduction gears in the form of planetary gears have a stationary outer wheel and a plane wheel directly in engagement with this, the latter being arranged eccentrically to the outer wheel. When the planetary gear is set in rotation by a crank on the driving shaft, it rolls off the internal teeth of the external gear. The rotation of the planetary gear relative to the external gear is transmitted to the driven member by suitable means with the desired reduction ratio. In this case, the reduction ratio of the speed is due to the difference between the number of teeth of the external gear and that of the planetary gear.



  If the number of teeth on one of these wheels is selected so that the difference compared to the number of teeth on the other wheel is equal to <B> 1 </B>, then this gear unit results in a maximum speed reduction. However, such a ratio of the number of teeth obviously leads to interference between the planetary gear and the external gear.

   To avoid this, the teeth of the planetary gear must be based on cycloid teeth instead of involute teeth, with the tooth profile as well. the envelope curve of the outer wheel must be replaced by a row of pins according to the pin wheel system. This type of construction is unsuitable for transmitting large amounts of power to the driven member of the reduction gear.

        The present invention therefore aims to provide a reduction gear which is suitable for reducing the speed of a high-speed drive member to a low speed of a driven member without significant power losses. The invention relates to a double production gear, which is characterized in that it has two planetary gear sets, of which the first set consists of an externally toothed internal gear rigidly attached to the driving shaft, at least two planetary gears and a stationary internally toothed external gear, the second set on the other hand, from a likewise rigidly seated on the driving shaft,

   externally toothed inner gear, at least two planet gears and a rotating internally toothed outer gear seated on the driven shaft, the planet gears of the first set and the planet gears of the second gear set being mounted on separate axles and the planetary gear axles of both gear sets in all operating states uniformly and uniformly are alternately distributed over the circumference. This enables speed reductions in the order of magnitude of <B> 1/1 ", </B> and below to be achieved, with a relatively small installation volume, even when transmitting large amounts of power.

   B. the space to accommodate a reduction gear for a steam turbine of <B> 17,500 HP </B> and a speed of <B> 5026 </B> tours / min. to reduce the speed to <B> 105 </B> revs / min., as it is suitable for a ship's propeller, with the usual gear drive design at least 4 m (length) X <B> 5.8 </B> m ( Width) X 4.5 m (height), whereas in the case of a transmission according to the present invention the corresponding dimensions are only <B> 1.5 </B> m X <B> 1.5 </B> m X <B> 1.5 m. The first-mentioned conventional transmission weighs about <B> 128 </B> tons compared to <B> 18 </B> tons of the second-mentioned transmission.



  The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention.



       Fig. 1 shows a vertical axial central longitudinal section.



       Fig. 2 shows a horizontal center section.



  FIGS. 3 and 4 each show a cross section along the line <B> 3-3 </B> and 4-4 in FIG. 1. </B>



  The reduction gear shown has a housing <B> 10 </B>, consisting of a front housing cap <B> 11 </B> and a rear housing cap 12. On the inside of the rear cap 12 is an internally toothed ring gear B> 13 </B> rigidly attached, which forms the outer gear of a planetary gear. A pair of planet gears 14, <B> 15 </B> mesh with the outer gear <B> 13 </B>. On the other hand, these planet gears are in engagement with the inner gear <B> 16 </B> of this planetary gear, which is seated on a driving shaft <B> 17 </B>. The internal gear 18 of a second planetary gear is attached to this shaft at an axial distance therefrom. A second pair of planetary gears 19, 20 is in mesh with the inner gear 18 (FIGS. 2 and 4).

   A rotating internally toothed external gear 21 is in engagement with the planetary gears 19, 20, which is seated on the inside of a hat-shaped driven member 22 and is rigidly connected to it.



  The driving shaft <B> 17 </B> is rotatably mounted by means of bearings <B> 23, </B> 24. The bearing <B> 23 </B> is mounted in a bore 54 of the front housing cap <B> 11 </B>. The bearing 24 is mounted in a central recess 25 of the driven link 22. The inner gears <B> 16, </B> <B> 18 </B> are rigidly connected to the driving shaft <B> 18 </B>, namely by a key <B> 26 </B> or <B> 27 </B> (Figs. <B> 3 </B> and 4). The planet gears 14, 15 are provided with a bushing <B> 28 </B> or <B> 29 </B>, which have the same dimensions and are loose on <B> each </B> on an axle <B> 30 </B> or <B> 31 </B> sit.

   The axes <B> 30, 31 </B> sit with both end parts loosely in <B> each </B> a disk <B> 32 </B> or <B> 33, </B> which disks as well sit loosely on the driving shaft <B> 17 </B> with the interposition of sockets 34, <B> 35 </B>. If necessary, the axes 30, 31 can be rigidly connected to the disks 32, 33 by welding.



  The gear set, consisting of the inner gear <B> 16, </B> the planetary gears 14, <B> 15 </B> and the stationary outer gear <B> 13, </B> is hereinafter referred to as the first gear set. The other pair of planet gears <B> 19, </B> 20 sit on axles <B> 36, 37, </B> which are mounted on the disks <B> 32, 33 </B> in the same way as was described above for the first gear set. The plane defined by the axes of the planet gears 14, 15 is at right angles to the plane defined by the axes of the planet gears 19, 20. The gear set, which consists of the inner gear <B> 18, </B> the planetary gears <B> 19, </B> 20 and the rotatable outer gear 21, 22, is referred to below as the second gear set.



  If the driving shaft <B> 17 </B> is set in rotation by a motor (not shown), then this has a rotation of the planet gears 14, <B> 15 </B> around the inner gear <B> 16 </B> because the outer wheel <B> 13 </B> is fixed. The rotation of the planet gears 14, 15 has the consequence that the axes 30, 31 are entrained, so that the planet gears 19, 20 are also inevitably around them Inner gear <B> 18, </B> and rotate at the same speed as planet gears 14, <B> 15. </B> Here at, planet gears <B> 19, </B> 20 rotate around the Corresponding axis <B> 36 </B> or <B> 37 </B> with a speed determined by its number of teeth. The rotation of the planetary gears 19, 20 causes the outer gear 21, 22 to rotate about its own axis.

   Since the driven member 22 is rigidly connected to the ring gear 21, it must rotate at the speed, which is determined by the laws described below. The link 22 consists of a frustoconical shell-shaped part <B> 38 </B> and a flange seated on the driven shaft <B> 39 </B>. The shaft 39 of the driven member 22 is supported in bearings 40, 41. These are arranged in a hub 42 of the rear housing cap 12. The driven shaft <B> 39 </B> is connected to the machine or the like to be driven by means not shown.

        With the explained reduction gear, high speeds of the driving shaft <B> 17 </B> can be easily and safely reduced to relatively low speeds of the driven shaft <B> 39 </B>. The degree of speed reduction is determined by the following equations:
EMI0003.0003
    2. a = 2b + c, d = 2e + f. Herein mean:

         Ni = the speed of the driving shaft <B> 17 </B> N # <B> = </B>! The speed of the driven shaft <B> 39 </B> <I>a</I> <B> = </B> the number of teeth on the outer gear <B> 13 </B> <B> <I> b </I> = </B> the number of teeth on the planet gears 14, <B> 15 </B> <I> c </I> = the number of teeth on the inner gear <B> 16 </B> <B> <I> d </I> = </B> the number of teeth on the rotatable outer gear 21 <I> e </I> = die Number of teeth of the planetary gears <B> 19, </B> 20 <B> <I> f </I> = </B> the number of teeth of the inner gear <B> 18. </B> Since the number of teeth of the gears is proportional to their Pitch circle diameters, if the module is known,

   is a <B> <I> = </I> 2b </B> + c and <B> d <I> = </I> </B> 2e <B> + </B> The expression
EMI0003.0013
    in the above formula <B> 1 </B> represents the number of rotations of the inner gear <B> 16 </B>, which are caused by the planet gears 14, <B> 15 </B>, if assumed It is assumed that the planetary gears 14, <B> 15 </B> have performed one rotation around the inner gear <B> 16 </B>, in constant engagement with the stationary outer gear <B> 13 </ B> (Fig. <B> 3). </B> The expression
EMI0003.0016
    represents the number of rotations of the inner gear <B> 18 </B>, which are caused by the planet gears <B> 19, </B> 20, if it is assumed

       that the second gear set <B> 21-19-20-18 </B> according to FIG. 4 is separated from the first gear set <B> 13-14-15-16 </B>, in other words when both gear sets are separated from each other can run independently and the outer wheel 21 will hold Festge.



  If the first and the second gear set are inevitably coupled to one another by certain means shown in FIGS. 1 and 2 and, in addition, both outer gears 13, 21 are fixed, then are Apparently both gear sets are prevented from running because the inner gears <B> 16, 18 </B> together with the driving shaft <B> 17 </B> have to run at the same speed; in other words, the rotation of the inner gear <B > 18, </B> which is the number
EMI0003.0021
    Performs revolutions that occur when the second gear set <B> 21-19-20-18 </B> is rotated independently of the first gear set <B> 13-14-15-16, </B> as mentioned above, by the driving shaft <B> 17 </B> limited to the number of revolutions,

   which corresponds to that of the inner wheel <B> 16 </B> and
EMI0003.0023
    is. There is a difference in the number of revolutions between the inner gears <B> 16, 18 </B>
EMI0003.0024
    Therefore, if one of the two outer gears <B> 13, </B> 21 is not detached from the other, the two gear sets cannot be combined into a unit that can run.



  Since the outer gear 21 is rotatable, it is rotated by means of the planet gears 19, 20 through the inner gear 18. Since the rotatable outer gear 21 is driven by the inner gear <B> 18 </B>, its number of revolutions, which is caused by one revolution of the planet gears <B> 19, </B> 20, is
EMI0003.0026
    This number of revolutions can be achieved if the inner wheel <B> 16 </B> has a number of revolutions
EMI0003.0027
    that corresponds to the number of revolutions of the driving shaft <B> 17 </B>.

   Therefore, the ratio of the number of revolutions of the rotatable outer wheel to one revolution of the driving shaft <B> 17, </B> that means the reduced speed of the driven shaft <B> 39, </B> is given by the following expression:
EMI0003.0029
    This expression can be converted to:

    
EMI0003.0031
    From the above it emerges that the aim here is to find a method or a mechanism to compensate for the difference in the number of revolutions of two internal gears, the rotation of the internal gears being caused by the rotation of the corresponding planetary gears at the same speed and it is assumed that the planet gears are arranged in corresponding, independent or separate gear sets.

        If the limb
EMI0004.0001
    is larger than the limb
EMI0004.0002
    then the relationship is
EMI0004.0003
    positive, with the driven shaft running in the same direction of rotation as the driving shaft, whereas if
EMI0004.0004
  
     is smaller than the limb
EMI0004.0005
    The relationship
EMI0004.0006
    is negative, with the driven shaft in the
EMI0004.0007
    With the following number of teeth <I> a <B> = 100, b </B> </I> <B> = </B> 34, <I> c </I> = <B> 32, </B> <B> <I> d </I> = 97, </B> <I> e <B> = </B> </I> <B> 33, <I> f = </I> 31, </B> is
EMI0004.0009
    With the following number of teeth: <I> a <B> = 100, b = </B> </I> <B> 33, </B> <I> c </I> <B> = </B> 34 , <B> <I> d </I> = 97, </B> e <B> = 32, f </B> = <B> 33, </B> is:

    
EMI0004.0011
  
EMI0004.0012
  
     As can be seen from the table of figures above, the degree of speed reduction can be between 1/1 () and the opposite direction of rotation revolves than the driving shaft.



  If the limb
EMI0004.0015
    very close to the limb
EMI0004.0016
    comes up, will
EMI0004.0017
    be minimal, so that the reduction in speed of the driven shaft is maximal.



  Are z. B. the number of teeth of the wheels assumed as follows: <I> a </I> = <B> <I> 100, b = 35, </I> </B> <I> c <B> = </ B > </I> <B> 30, </B> <B> <I> d = 103, </I> </B> <I> e </I> = <B> 36, f </ B > = <B> 31, </B> As can be seen from the above calculation, the speed reduction can be varied to a large extent by simply changing the number of teeth on each wheel.



  In order to make these relationships even clearer, further examples are given below. In these, the number of teeth of the first gear set, that is, the number of teeth of each outer gear <B> 13, </B> planet gear 14, <B> 15 </B> and inner gear <B> 16 </B> varies, whereas the number of teeth of the second gear set, that is to say the number of teeth of the rotating outer gear 21, the planet gears 19, 20 and the inner gear 18, is left unchanged. 1 / "" can be varied by simply changing the number of teeth of the first gear set.

        The driven shaft can also rotate in the opposite direction to the driving shaft if a.f is chosen to be greater than c.d. In this way it can be achieved that the driven member rotates clockwise or counterclockwise, without additional aids, which are usually used in the known gears for reversing.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH 1</B> Doppeltes Reduktionsgetriebe, dadurch gekenn- zeichnet, von denen dass der es erste zwei Planetengetriebesätze Satz aus einem starr aufweist an der <B>'</B> treibenden Welle<B>(17)</B> sitzenden aussenverzahnten Innenrad<B>(16), <B> PATENT CLAIM 1 </B> Double reduction gear, characterized in that the first has two planetary gear sets consisting of one rigidly on the <B> '</B> driving shaft <B> (17) </ B> seated external internal gear <B> (16), </B> mindestens zwei Planetenrädern (14, <B>15)</B> und einem feststehenden innenverzahnten Aussen rad<B>(13),</B> der zweite Satz dagegen aus einem eben falls starr an der treibenden Welle<B>(17)</B> sitzenden, aussenverzahnten Innenrad<B>(18),</B> mindestens zwei Planetenrädern<B>(19,</B> 20) und einem rotierenden, an der getriebenen Welle<B>(39)</B> sitzenden innenverzahnten Aussenrad (22) besteht, wobei die Planetenräder (14, <B>15)</B> des ersten Satzes und die Planetenräder<B>(19,</B> 20) des zweiten Getriebesatzes auf gesonderten Achsen <B>(30, 31; 36, 37)</B> gelagert sind und die Planeten- räderachsen beider Getriebesätze in allen Betriebs zuständen gesamthaft gleichmässig und abwechselnd über den Umfang verteilt sind. </B> at least two planetary gears (14, <B> 15) </B> and a fixed internally toothed outer gear <B> (13), </B>, on the other hand, the second set consists of a likewise rigid on the driving shaft < B> (17) </B> seated, externally toothed inner gear <B> (18), </B> at least two planet gears <B> (19, </B> 20) and one rotating on the driven shaft <B> (39) Seated internally toothed outer gear (22), the planet gears (14, 15) of the first set and the planet gears (19, 20) of the second Gear set are stored on separate axes <B> (30, 31; 36, 37) </B> and the planetary gear axles of both gear sets are distributed uniformly and alternately over the circumference in all operating states. UNTERANSPRüCHE <B>1.</B> Getriebe nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass es mindestens zwei in einem axialen Abstand voneinander angeordnete, die Achsen<B>(30, 31</B> und<B>36, 37)</B> tragende Scheiben<B>(32,</B> <B>33)</B> aufweist, die mit gleicher Geschwindigkeit um die treibende Welle<B>(17)</B> rotieren, so dass die Plane tenräder (14,<B>15; 19,</B> 20) mit gleicher Geschwindig keit um das ihnen zugeordnete Innenrad<B>(16, 18)</B> umlaufen. 2. Getriebe nach Patentanspruch I, dadurch<B>ge-</B> kennzeichnet, dass die treibende Welle<B>(17)</B> und die getriebene Welle<B>(39)</B> koaxial zueinander liegen. SUBClaims <B> 1. </B> Gearbox according to claim, characterized in that there are at least two axles <B> (30, 31 </B> and <B> 36, 37) arranged at an axial distance from one another. </B> has supporting disks <B> (32, </B> <B> 33) </B>, which rotate at the same speed around the driving shaft <B> (17) </B>, so that the Planet wheels (14, <B> 15; 19, </B> 20) rotate at the same speed around the inner wheel <B> (16, 18) </B> assigned to them. 2. Transmission according to claim I, characterized in that the driving shaft (17) and the driven shaft are coaxial with one another . <B>3.</B> Getriebe nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das eine Ende der treibenden Welle<B>(17)</B> in einem Lager (24) läuft, das in einer zentralen Ausnehmung <B>(25)</B> des getriebenen Gliedes (22,<B>39)</B> angeordnet ist. 4. <B> 3. </B> Transmission according to dependent claim 2, characterized in that one end of the driving shaft <B> (17) </B> runs in a bearing (24) which is located in a central recess <B > (25) </B> of the driven link (22, <B> 39) </B> is arranged. 4th Getriebe nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeicImet, dass es ein Gehäuse<B>(10)</B> aufweist, das aus einer vorderen Gehäusekappe<B>(11)</B> und einer hinteren Gehäusekappe (12) besteht, und dass die Stirnwand der vorderen Gehäusekappe<B>(11)</B> eine zentrale Durchbrechung (54) aufweist, in der ein Lager<B>(23)</B> für die treibende Welle<B>(17)</B> angeordnet ist, wogegen in einer Nahe (42) der Stirnwand der hinteren Gehäusekappe (12) in einem axialen<B>Ab-</B> stand voneinander liegende Lager (40, 41) für die getriebene Welle<B>(39)</B> angeordnet sind. Transmission according to claim I, characterized in that it has a housing <B> (10) </B> which consists of a front housing cap <B> (11) </B> and a rear housing cap (12), and that the end wall of the front housing cap <B> (11) </B> has a central opening (54) in which a bearing <B> (23) </B> for the driving shaft <B> (17) < / B> is arranged, whereas in a vicinity (42) of the end wall of the rear housing cap (12) in an axial <B> spaced </B> bearing (40, 41) for the driven shaft <B> ( 39) </B> are arranged. <B>PATENTANSPRUCH</B> II Verfahren zum Betrieb des Reduktionsgetriebes nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Reduktionsgrad durch Auswechseln von Zahn rädern gegen Zahnräder anderer Zähnezahlen ge ändert wird. <B> PATENT CLAIM </B> II Method for operating the reduction gear according to patent claim 1, characterized in that the degree of reduction is changed by replacing gears with gears with a different number of teeth.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5062823A (en) * 1989-08-26 1991-11-05 Jong Oh Ra Continuously variable transmission with controlling brakes
CN104989803A (en) * 2015-08-03 2015-10-21 许奉成 Differential planetary reducer
DE102016219399A1 (en) * 2016-10-06 2017-08-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetary coupling transmission
CN108343712A (en) * 2017-01-24 2018-07-31 北京龙微智能科技股份有限公司 Encased differential gear train device and mechanical equipment

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