CZ19132U1

CZ19132U1 - Planetový reduktor otácek

Info

Publication number: CZ19132U1
Application number: CZ200820377U
Authority: CZ
Inventors: Vyroubal@Karel
Original assignee: Vyroubal@Karel
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2008-12-01
Also published as: DE202009005197U1; AT11827U1; SK50692009U1; SK5514Y1

Description

Planetový reduktor otáček

Oblast techniky

Technické řešení se týká planetového reduktoru otáček, u kterého mezi hnacím centrálním ozubeným kolem a pevným korunovým kolem s vnitřním ozubením obíhají alespoň dva satelity, uložené na unášeči spojeném s hnanou (výstupní) hřídelí.

Dosavadní stav techniky

Je známý planetový reduktor otáček, který je tvořen hnacím centrálním ozubeným kolem (spojeným s hnací resp. vstupní hřídelí), a pevným ozubeným korunovým kolem (věncem) s vnitřním ozubením. Mezi centrálním a korunovým kolem je mezikruží, jehož šířka je stejná jako průměr ío satelitů odval ujtcích se současně po centrálním kole a korunovém kole. Jde o hnané satelity, které jsou zpravidla spojeny unašeěem, ke kterému je připojena hnaná (výstupní) hřídel reduktoru.

Tento známý reduktor představuje osvědčenou konstrukci ke snížení otáček, s lineárním průběhem poměru točivého momentu a otáček, tj. točivý moment se zvyšuje tolikrát, kolikrát se sníží otáčky.

Ze zveřejněné CZ přihlášky PV 609-93 „Planetová převodovka“ je známý planetový reduktor otáček s možností reverzního chodu, u kterého je výše popsaná klasická planetová převodovka uložena v podstatě dvakrát za sebou, tj. s dvěma centrálními koly na hnací hřídeli a s dvoj věncem tvořícím korunové kolo, které je v tomto případě uloženo otočně, přičemž se skříní jsou spojeny první dva satelity, a druhé dva satelity jsou teprve prostřednictvím unášeče spojeny s výstupní hřídelí. Účelem řešení je snížení zástavbových rozměrů převodovek u velkých převodů do pomalá, nicméně točivý moment se oproti klasické převodovce nezvyšuje.

Z patentového spisu US 4,856,376 je známa převodovka pro jízdní kola, která je tvořena centrálním ozubeným hnacím kolem (je spojeno s hřídelí šlapaček), dále vloženými soukolími, tvořenými vždy malým a velkým ozubeným kolem na společné ose, která ovšem nejsou satelitní, tj.

neobíhají kolem centrálního kola, ale jejich osy jsou spojeny se skříní, a nakonec z oběžného korunového věnce s vnitřním ozubením, který je v záběru s vloženými soukolími, a s vnějším ozubením, na kterém je nasazen řetěz jízdního kola. Popsané řešení je využitelné pro jízdní kola, ale není vhodné k přenosu větších sil a točivých momentů.

Úkolem technického řešení je vytvoření planetového reduktoru otáček, jehož převod by byl chaso rakteristický vyšším točivým momentem, a který by byl konstrukčně univerzální pro širokou oblast nasazení. Také je žádoucí, aby vstupní a výstupní hřídele reduktoru měly stejný smysl otáčení, a aby reduktor měl možnost reverzního chodu, tzn. aby pracoval jako pravotočivý i jako levotočivý.

Podstata technického řešení

Tento úkol je vyřešen vytvořením planetového reduktoru otáček, u kterého jsou mezí centrálním ozubeným kolem a každým hnaným satelitem uspořádány dva spoluzabírajíci převáděcí satelity, otočně uložené na čepech unášeče, z nichž jeden zabírá s centrálním ozubeným kolem a druhý s hnaným satelitem, přičemž roztečné kružnice centrálního ozubeného kola, převáděcích satelitů a hnaného satelitu mají stejné průměry a jejich středy leží vjedné přímce.

Vložené převáděcí satelity zachovávají stejný smysl otáčení hnané hřídele i hnací hřídele. Hnaný satelit působí na delším rameni a zvětšuje výstupní točivý moment.

V jednom výhodném provedení technického řešení je hnaný satelit otočně uložen na čepu unašeče, stejně jako převáděcí satelity, a unášeč je spojen s hnanou hřídelí, obdobné jako je tomu u známých planetových reduktoru otáček. V tomto provedení má reduktor podle technického řešení převodový poměr daný průměrem unášeče.

CZ 19132 Ul

V jiném výhodném provedení technického řešení je hnaný satelit pomocí spojovací hřídele, která je otočně uložena v unášeči a prochází jím, spojen s pastorkem zabírajícím s hnaným kotem spojeným s hnanou hřídelí. V tomto provedení je možné reduktor vybavit dodatečným převodem, jehož převodový poměr závisí na průměru hnaného satelitu, průměru pastorku a průměru hnané5 ho kola.

Pokud se týká unášeče satelitů, v prvním výhodném provedení má unášeč dvě až pět symetricky uspořádaných ramen, z nichž každému jsou přiřazeny dva převáděcí satelity a jeden hnaný satelit.

V jiném výhodném provedení, které je vhodnější pro větší počty satelitů a tedy pro přenášení vyšších točivých momentů, má unášeč s výhodou kruhový tvar.

ío Výhody planetového reduktoru otáček podle technického řešení spočívají zejména v tom, že při stejném poměru vstupních a výstupních otáček umožňuje přenos vyššího točivého momentu než dosud používané reduktory. Reduktor muže pracovat jako pravotočivý i levotočivý, přičemž zachovává stejný smysl otáčení hnací i hnané hřídele. Zvýšení výstupního točivého momentu umožňuje dimenzování převodů tak, aby bylo dosaženo snížení potřebného příkonu hnacího motoru, případně snížení spotřeby paliva. Planetový reduktor otáček podle tohoto technického řešení je využitelný univerzálně pro pohon jakýchkoli dopravních prostředků, energetických zařízení, lanovek, navijáků apod. Nejvhodnější oblastí použití je letectví, kde je využitelný jako reduktor u turbovrtulových motorů a k pohonu rotorů vrtulníků. Zvláštní oblast použití představují elektrické pohony invalidních vozíků, kde použití řečeného reduktoru otáček významně zvětší ?o dojezd vozíku na jedno nabití.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže objasněno pomocí výkresů, na nichž znázorňují obr. 1 řez planetovým reduktorem otáček s dvouramenným unášečem spojeným s hnanou hřídelí, obr. 2 axiální pohled na vnitřní část reduktoru podle obr. 1 ze strany hnané hřídele, obr. 3 řez planetovým re25 duktorem otáček s kruhovým unášečem a s hnanou hřídelí opatřenou hnaným kolem, které je poháněno pastorky spojenými s hnanými satelity.

Příklady provedení technického řešení

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení technického řešení na uve30 děné případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. 1 tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.

V jednom provedení, znázorněném na obr. 1 a obr. 2, je planetový reduktor otáček poháněn hnací hřídelí 7, uloženou v ložisku 9, na které je upevněno hnací centrální ozubené kolo 1 s čelním ozubením. Na druhé straně z reduktoru vystupuje hnaná hřídel 8, uložená v ložisku 10, na které je upevněn dvouramenný unášeč 4, otáčející se společně s hnanou hřídelí 8. Ve středu unášeče 4 je otočně uložen čep centrálního ozubeného kola 1, takže unášeč 4 a centrální ozubené kolo 1 se mohou otáčet nezávisle a s odlišnými otáčkami. Uložení muže být kluzné nebo valivé. Na kaž40 dém z ramen 15 unášeče 4 jsou uloženy otočně na čepech 5 dva převáděcí satelity 3 a jeden hnaný satelit 2 s čelním ozubením, který se odvaluje po vnitřním ozubení pevného korunového kola 6. Průměry d hnacího centrálního ozubeného kola 1, όχ převáděcích satelitů 3, ď> hnaného satelitu jsou shodné, tj. d = dj = {resp. jedná se o průměry roztečných kružnic jejich ozubení). Ve stejném směru otáčeni se točí hnací hřídel 7, centrální ozubené kolo 1, druhý převáděcí satelit

3, a unašeě 4 s hnanou hřídelí 8. Počet ramen F5 unášeče 4 záleží na velikosti přenášeného točivého momentu, a zpravidla se pohybuje od dvou do pěti.

Přivedený vstupní točivý moment Tm_vsW na hnacím centrálním ozubeném kole 1 působí silou F = Tm_v3tup « 0-5 d. Přes převáděcí satelity 3 se síla F přenáší na hnaný satelit 2, jehož ozubení zabírá současně s druhým z převáděcích satelitů 3 a na protilehlé straně s vnitřním ozubením

CZ 19132 Ul pevného korunového kola 6. Na čepu 5 hnaného satelitu 2 se vyvodí radiální síla Frad = 2F, která v násobku s ramenem síly R. unašeče 4 dává výstupní točivý moment Tm_Vý,_t. Vypočet výstupního točivého momentu Tm_vy„ unašeče 4 se provede podle vztahu;

Tm^všt ' fni_Vb;t_Up i [kgm], kde i = převodový poměr.

2Rs

1 = -<\5d

Výstupní otáčky n_v unašeče 4 se stanoví jako:

oD nvvs, -= n_VSTup :(-+1) [ot./min],

0(3 n -d tedyn_vv„ = —- [ot./minj.

D + d

U planetového reduktoru otáček podle technického řešení v tomto příkladu provedení se výstupní to točivý moment Tm_vyst oproti Tm_vslup zvýší 12*, zatímco výstupní otáčky n_vyst se oproti n_vstup sníží

8x. Poměr 12 : 8 — l ,5 : 1 je vyšší než u klasického planetového reduktoru, kde je uvedený poměr 1 : 1.

Ve druhém provedení, určeném pro přenos nižších točivých momentu, a znázorněném na obr. 3, je uspořádání planetového reduktoru otáček obdobné, s tím rozdílem, že hnaná hřídel 8 není spo15 jena s unašečem 4, ale s hnaným kolem 13, které pohání pastorek [2 spojený spojovací hřídelí 14, která volně otočně prochází unašečem 4, s hnaným pastorkem 2. Unašeč 4 zde má své vlastní ložisko H pro otočné uložení, a je tvořen kotoučem, na kterém je symetricky uspořádána petice pastorků 12, z nichž každý je spojen s příslušným hnaným satelitem 2 poháněným příslušnými převáděcími satelity 3 od hnacího centrálního ozubeného kola L Uložení převáděcích satelitů 3 je stejné jako v prvním příkladu provedení. Volbou průměru pastorků 12, hnaných satelitů 2 a hnaného kola 13 se ovlivňuje velikost sil na poloměru pastorku 12 (průměr <£) i na poloměru hnaného kola 13 (průměr DJ. Pokud jsou průměry d2 hnaného satelitu 2 a ώ pastorku 12 shodné, pak je radiální síla F_c na pastorku 12 stejná jako síla F na centrálním ozubeném kole i. Výstupní točivý moment Tm^, na hnané hřídeli 8 se určí jako ΊΚ_α - B · 0,5 D_b kde Dj je průměr hnaného kola 13.

Jeli-průměr d< pastorku 12 větší než průměr dj hnaného satelitu 2, pak se síla F. určí podle vztahu;

F_r-(F-d₂) :(0,5 d₃ + 0,5 d₂).

Výstupní otáčky n_Y hnané hřídele 8 se stanoví podle vztahu:

2RS+d/X to rivyst^— η^τυί [ot./min],

D kde η,Μ,δ jsou otáčky unašeče 4 a výraz x = (— -1) udává počet otáček hnaného satelitu 2 (a d.

zároveň počet otáček pastorku 12) při jedné otáčce (tj. 360 ) unašeče 4 a osmi otáčkách centrálního ozubeného kola 1.

Planetový reduktor otáček lze v tomto příkladu provedení opatřit dodatečnými převody, včetně rychlobčhu, a to volbou průměru ώ pastorku j_2 a průměru Dj hnaného kola £3.

Některé příklady dodatečných převodů jsou uvedeny níže:

CZ 19132 Ul

Příklad I

Di : 0 da = 5 : 1

I m_Vý₅, ^— Tm v stup¹ 5

Uvýst^— π vstup · 3,333

Příklad 2

Dj : 0 d₃ ~ 3 : 1

I nivyM ^— Γnastup fivýst ^— rCsIup · 2,4

Příklad 3

D, : 0 d₃ = 2 : 1

I ΓΠνγιςΐ ““ TlTlvsrup ' 2,6

Uvvst Vystup - 1,777

Příklad 4 o Dj : o d₃ - 1 : 1 ni_Vyst^— 1 aivstup' 1,5

Uvýst ^{— n}virup

Příklad 5

Di : 0 d₃ = 1 : 2

TlTlvvjt TlTlvstup θ,8

I^výst ^— Vystup ’ 1,875

Průmyslová využitelnost

Planetový reduktor otáček podle technického řešení lze využít v dopravě, zejména v letectví, např. jako reduktor u turbovrtulových motorů a k pohonu rotorů vrtulníků, a dále univerzálně v průmyslu všude tam, kde je potřeba dosáhnout vyššího točivého momentu a současně snížení otáček pohonu.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Planetový reduktor otáček, tvořený hnacím centrálním ozubeným kolem (1), pevným korunovým kolem (6) s vnitrním ozubením a alespoň jedním hnaným satelitem (2) odvalujícím se po vnitřním ozubení pevného korunového kola (6), a spojeným prostřednictvím unášeče (4) s hnanou hřídelí (8), vyznačující se tím. že mezi centrálním ozubeným kolem (1) a hnaným satelitem (2) jsou uspořádány dva spoluzabírající převáděcí satelity (3), otočně uložené na čepech (5) unášeče (4), z nichž jeden zabírá s centrálním ozubeným kolem (1) a druhý s hnaným satelitem (2), přičemž roztečné kružnice centrálního ozubeného kola (1), převáděcích satelitu (3) a hnaného satelitu (2) mají stejné průměry, ajejich středy leží v jedné přímce.
2. Planetový reduktor otáček podle nároku 1. vyznačující se tím. že hnaný satelit (2) je otočně uložen na čepu (5) unášeče (4), a unašeč (4) je spojen s hnanou hřídelí (8).

-4CZ 19132 Cl
3. Planetový reduktor otáček podle nároku 1, vyznačující se tím, že hnaný satelit (2) je pomocí spojovací hřídele (14), která je otočně uložena v unašeči (4) a prochází jím, spojen s pastorkem (12) zabírajícím s hnaným kolem (13) spojeným s hnanou hřídelí (8).
4. Planetový reduktor otáček podle alespoň jednoho z nároku 1 až 3, vyznačující se 5 tím, že unášeč (4) má dve až pět symetricky uspořádaných ramen (15), z nichž každému jsou přiřazeny dva převáděcí satelity (3) a jeden hnaný satelit (2).
5. Planetový reduktor otáček podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že unášeč (4) je kruhového tvaru.