CZ303794B6 - Vícestupnová prevodovka s rozvetvením prenáseného zatízení - Google Patents

Abstract

Vícestupnová prevodovka je resena jako ctyrstupnová ve dvou prevodových vetvích (4, 5), kde první tri prevodové stupne (2, 3) jsou tvoreny trvalým záberem ozubených kol s jednoduse sikmým ozubením (8, 9) predloh (14, 15, 16, 17) axiálne zajistených a poslední prevodový stupen (2, 3) dvema zábery pastorku (20, 21) s dvojite sikmým ozubením (11, 12) predloh (18, 19) pomalobezného centrálního kola (7). Rychlobezné centrální kolo (6) je tvoreno soucasným záberem jeho dvojite sikmého ozubení (10) s ozubenými koly s jednoduse sikmým ozubením (8, 9) predloh (14, 15) v obou prevodových vetvích (4, 5). Pomalobezné centrální kolo (7) s dvojite sikmým ozubením (13) je v záberu s pastorky (20, 21) a je axiálne zajisteno. Vyrovnací ústrojí (30, 31) pro rovnomerné vetvení výkonového toku do dvou prevodových vetsí (4, 5) prevodovky sestává z axiálne volne ulozeného rychlobezného centrálního kola (6), z axiálne posuvných predloh (18, 19) s upevnenými pastorky (20, 21) s dvojite sikmým ozubením (11, 12) a s ozubenými koly s jednoduse sikmým ozubením (8, 9) na hrídelích (28, 29), a ze zarízení axiálního ustavení (33) letmo ulozeného ozubeného kola (32) predlohy (14). Vedle této koncepce jsou jeste dalsí mozné varianty provedení, vzdy s koaxiálním usporádáním vstupního hrídele (22) a výstupního hrídele (23).

Description

Vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení

Oblast techniky

Vynález se týká vícestupňové převodovky s ozubenými koly s rozvětvením přenášeného zatížení do dvou převodových větví v pomaloběžných výkonových pohonech strojních zařízení pro různá průmyslová využití.

Dosavadní stav techniky

Dosud se v soustrojích průmyslových pohonů používají převodová zařízení s čelními ozubenými koly s paralelními hřídeli pro přenos vyššího výkonu ve dvoustupňovém, nejvýše třístupňovém provedení a mnohdy zčásti jen s přímým ozubením.

Nevýhodou takovýchto uspořádání je dosažení nižších převodových poměrů a tím robustnějších konstrukcí, hlučnější provozování a menší životnost převodovky.

Další konstrukce převodovky buď neřeší otázku jednoznačnosti dělení výkonového toku vůbec nebo používají jen méně účelná vyrovnávací zařízení, což vede k nerovnoměrnému rozdělení přenosu výkonu.

Jiná taková provedení těchto převodovek jsou konstruována jen pro menší výkony a nižší převodové poměry.

Jsou také známa řešení převodovek pohonů se souosým uspořádáním hřídelů hnacího a výstupního hnaného hřídele ozubených kol, která použila pro dosažení dělení výkonu do dvou větví složitých přídavných vyrovnávacích zařízení. Ta velmi zkomplikovala výrobu těchto převodovek a tím také značně zvýšila jejich výrobní cenu.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení do dvou převodových větví s trvalým záběrem čelních ozubených kol.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že koncepce vícestupňové převodovky sestává ze čtyř a více převodových stupňů řešených standardně ve dvou převodových větvích.

Každý převodový stupeň sestává z trvalého záběru čelních ozubených kol buď v provedení s jednoduše šikmým ozubením nebo dvojitě šikmým ozubením.

Předlohy převodových větví, axiálně zajištěné, jsou tvořeny dvěma ozubenými koly, jedno s jednoduše šikmým ozubením, druhé také s jednoduše šikmým ozubením nebo s dvojitě šikmým ozubením, a dále z hřídele s ložisky.

Rychloběžné centrální kolo je vypracováno s dvojitě šikmým ozubením se současným záběrem s ozubenými koly s jednoduše šikmým ozubením příslušných předloh při jejich axiálním zajištění v obou převodových větvích.

Pomaloběžné centrální kolo s dvojitě šikmým ozubením, které je axiálně zajištěno, je u prvého provedení převodovky v trvalém a současném záběru s pastorky s dvojitě šikmým ozubením pomaloběžného centrálního kola.

Převodovka je opatřena vyrovnávacím ústrojím, které je tvořeno rychloběžným centrálním kolem uloženým s axiální pohyblivostí, předlohami s dvojitě šikmým ozubením pastorků axiálně posuvných a letmo uloženým ozubeným kolem jen jediné předlohy zabírající s rychloběžným centrálním kolem opatřeným zařízením axiálního ustavení tohoto letmo uloženého ozubeného kola.

-1 CZ 303794 B6

Přednostní vícestupňové převodovky s rozvětvením přenášeného zatížení je přenos velkého výkonu pomocí jeho rozdělení do dvou převodových větví při dosažení vyšších převodových poměrů.

Přímo vícestupňové převodovky také spočívá v tom, že se dosahuje pomocí vyrovnávacího ústrojí, tvořeného kinematickými dvojicemi převodovky, kterými jsou přímo součástí převodovky, rovnoměrného větvení výkonového zatížení do dvou převodových větví převodovky. Jednoznačné určení silových účinků jednotlivých kinematických dvojic, kterými jsou např. záběry ozubených kol, uložení ložisek hřídelů, a tím celé prostorové soustavy, kterou převodovka je, lze prokázat výpočtem tzv. stereostatické určitosti, tj. výpočtem pomocí teorie vazbové závislosti.

Rychloběžné centrální kolo, všechny předlohy a pomaloběžné centrální kolo vícestupňové převodovky jsou uloženy v jediné dělicí rovině převodové skříně při koaxiálním uspořádání os vstupního hřídele rychloběžného centrálního kola a výstupního hřídele pomaloběžného centrálního kola.

Další provedení vícestupňové převodovky je charakterizováno tím, že pomaloběžné centrální kolo je řešeno se současným záběrem jeho dvojitě šikmého ozubení. Toto současně zabírá se dvěma pastorky s jednoduše šikmým ozubením v obou převodových větvích při jejich axiálním zajištění.

Objasnění výkresů

Vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení dle vynálezu je v příkladech znázorněna na obr. 1 až 4 a to v půdorysném pohledu při odkrytém víku převodové skříně.

Na obr. 5 je zobrazen detail letmo uloženého ozubeného kola se zařízením axiálního ustavení.

Příklady uskutečnění vynálezu

Na obr. 1 je uvedeno kinematické schéma vícestupňové převodovky s rozvětvením přenášeného zatížení s trvalým záběrem čelních ozubených kol se čtyřmi převodovými stupni 2, 3 realizovaných ve dvou převodových větvích 4, 5.

Rychloběžné centrální kolo 6 s dvojitě šikmým ozubením 10 se současném záběrem zabírá s ozubenými koly předloh 14, 15 s jednoduše šikmým ozubením 8, 9. Tyto předlohy 14, 1_5 jsou v záběru s předlohami J_6, Γ7 s jednoduše šikmým ozubením 8, 9 a to při axiálním zajištění předloh 14, 15,16, 17.

Předlohy 14, 15, 16, 17 s upevněnými dvěma ozubenými koly s jednoduše šikmým ozubením 8, 9 těchto ozubených kol jsou provedeny v obou převodových větvích 4, 5 se souhlasnými smysly šroubovice. Tím se dosáhne toho, že axiální složky sil ze záběrů jednoduše šikmého ozubení 8, 9 působí v opačných smyslech, tj. proti sobě, a tím jsou radiaxiální ložiska příznivěji namáhána.

V dalším převodovém stupni 2, 3 zabírají předlohy 16, 17 s ozubeným kolem s jednoduše šikmým ozubením 8, 9 předloh 18, 19 pomaloběžného centrálního kola 7, opatřených dále pastorky 20, 21 s dvojitě šikmým ozubením 13. Tyto jsou v současném záběru s hnaným pomaloběžným centrálním kolem 7, připevněným na vstupním hřídeli 22 s vypracovaným dvojitě šikmým ozubením 13, který je axiálně zajištěn.

Na jediné předloze 14 s letmo uloženým ozubeným kolem 32 je vytvořeno zařízení axiálního ustavení 33 tohoto ozubeného kola, viz zobrazení a popis obr. 5.

Rychloběžné centrální kolo 6 s axiální pohyblivostí, předlohy 18, 19 s dvojitě šikmým ozubením 11, 12 pastorků 20, 21 axiálně volných, a letmo uložené ozubené kolo 32 se zařízením axiálního

-2CZ 303794 B6 ustavení 33 jsou součástí vyrovnávacího ústrojí 30, 31 čtyřstupňové převodovky s rozvětvením přenášeného zatížení.

Provedené zařízení axiálního ustavení 33 je zobrazeno na obr. 4 a 5.

Přínosem vyrovnávacího ústrojí 30, 31 je rovnoměrné rozdělení výkonového zatížení do dvou převodových větví 4, 5 a tím i možnosti jednoznačného určení silových účinků v záběrech ozubení.

Vstupní hřídel 22 spolu s rychloběžným centrálním kolem 6 musí být připojen k hnacímu motoru pomocí takové spojky, která umožní jejich axiální posuv.

Obr. 2 znázorňuje kinematické schéma vícestupňové převodovky navazující na obr. 1, tedy ve čtyřstupňovém provedení.

Rozdíl je patrný v záběrech pomaloběžného centrálního kola 7.

Pomaloběžné centrální kolo 7 je řešeno opět s dvojitě šikmým ozubením 13, které zabírá současně se dvěma předlohami 18, 19 pomaloběžného centrálního kola 7 s jednoduše šikmým ozubením 8, 9. Tyto jsou proto řešeny s dvojím jednoduše šikmým ozubením 8, 9 pastorků 20, 21 a ozubeného kola. Předlohy 18, 19 jsou nyní axiálně zajištěny a jsou vypracovány se shodnými sklony jednoduše šikmého ozubení 8, 9 v obou převodových větvích 4, 5.

Obr. 3 zobrazuje kinematické schéma další varianty čtyřstupňové převodovky vycházející z provedení na obr. 1.

Pomaloběžné centrální kolo 7 je provedeno s jednoduše šikmým ozubením 8, 9 se současnými záběry se dvěma předlohami 18, 19 pomaloběžného centrálního kola 7 pomocí dvou pastorků 20, 21 s jednoduše šikmým ozubením 8, 9. Pomaloběžné centrální kolo 7 je axiálně zajištěno. Předlohy 18, 19 jsou tedy tvořeny pastorky 20, 21 a dalším ozubeným kolem s jednoduše šikmým ozubením 8, 9. Tyto předlohy 18,19 jsou provedeny s axiálním zajištěním.

U jedné z těchto předloh 18,19 na obr. 3 je to zakresleno u předlohy 18 pomaloběžného centrálního kola 7, má pastorek 20, zabírající s pomaloběžným centrálním kolem 7, opačný smysl šroubovice jednoduše šikmého ozubení 8 než druhé ozubené kolo předlohy 18 se zřetelem na smysl šroubovice pomaloběžného centrálního kola 7.

Podle potřeby projektu vícestupňového převodovky s rozvětvením přenášeného zatížení do dvou převodových větví 4, 5 může být v pohonu průmyslového soustrojí použito dle uvedených variant provedení na obr. 1, 2 a 3 jen třístupňového provedení.

Na obr. 4 je ukázáno možné projektové zpracování varianty čtyřstupňové převodovky z obr. 3.

Pomaloběžné centrální kolo 7 je realizováno jako ozubené kolo s jednoduše šikmým ozubením 8, které je pevně připojeno k výstupnímu hřídeli 23, uloženému radiaxiálně ve dvou valivých ložiskách, z čehož ložisko hřídelového čepu vychází konstrukčně malého průměru.

Rychloběžné centrální kolo 6, jako komponenta vyrovnávacího ústrojí 30, 31 pro rovnoměrné větvení výkonového toku do obou převodových větví 4, 5, vyžaduje od hnací připojovací spojky motoru axiální pohyblivost.

Rychloběžné centrální kolo 6 je vyrobeno ze vstupním hřídelem 22 z jediného kusu materiálu.

Konstrukční provedení zařízení axiálního ustavení 33 vyrovnávacího ústrojí 30, 31 je řešeno na letmo uloženém ozubeném kole 32 na hřídeli jediné předlohy 14 převodové větve 4. Detailní sestavení a popis zařízení axiálního ustavení 33 je zobrazeno a popsáno u obr. 5.

-3 CZ 303794 B6

Z obr. 4 je také patrné uložení hřídelů 28, 29 předloh 18, 19 pomaloběžného centrálního kola 7 v obou převodových větvích 4, 5 ve třech valivých ložiskách. Toto uložení snižuje ohybové deformace hřídelů 28, 29 a tím přispívá ke zvýšení celkové životnosti převodovky.

Případná velká axiální síla přenášená do převodovky ze strany hnaného stroje výstupním hřídelem 23 se zachycuje vjeho radiaxiálním ložisku.

Obr. 4 také ukazuje převodovou skříň i, která sestává ze základního tělesa 40, ze tří paralelních ložiskových stěn 41, 42, 43 a z víka převodové skříně I.

Vnitřní ložiska jsou valivá ložiska uložená v jedné, druhé nebo třetí ložiskové stěně, hřídelů 24, 25, 26, 27 28, 29 předloh 14, 15,16, 17, 18, 19, vstupního hřídele 22 a výstupního hřídele 23 jsou zajištěny vnitřními třmeny.

Vnější ložiska hřídelů 28, 29 předloh 18, 19, vstupního hřídele 22 a výstupního hřídele 23 jsou fixovány třmeny, kteréjsou součástí víka převodové skříně L

Na obr. 5 je zakreslen zvětšený detail z obr. 4 letmo uloženého ozubeného kola 32 na hřídeli 24 jediné předlohy 14 převodové větve 4 s konstrukčním provedením zařízení axiálního ustavení 33 u letmo uloženého ozubeného kola 32.

Vlastní zařízení axiálního ustavení 33 sestává vedle letmo uloženého ozubeného kola 32 a jeho náboje 34 ze dvou kleštin 35, 36 se zkosením a stavěčích zkosených pouzder 37, 38.

Přitom osových šroubů 39 lze dosáhnout pevného spojení náboje 34 letmo uloženého ozubeného kola 32 s hřídelem 24 spolu sjeho axiálním ustavením k docílení optimálního záběr, sezení jednoduše šikmého ozubení 8 letmo uloženého ozubeného kola 32 se spoluzabírajícím ozubeným kolem rychloběžného centrálního kola 6.

Průmyslová využitelnost

Vícestupňových převodovek s rozvětvením přenášeného zatížení do dvou převodových větví lze využít v hnacích pomaloběžných pohonech s přenosem potřebných velkých výkonů strojních agregátů, jako jsou cukrovarské mlýny, mlýny na cukrovou třtinu, drticí a mlecí mlýny, surovinové mlýny, mísicí a hnětači bubny, válcovenská a papírenská zařízení, konventory apod.

Claims (8)

1. Vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení, s paralelními předlohami při trvalém záběru ozubených kol, s vyrovnávacím zařízením a s napojením na hřídel motoru, vyznačující se tím, že je vytvořena ze čtyř a více převodových stupňů (2, 3) ve dvou převodových větvích (4, 5), kde každý převodový stupeň (2, 3) je tvořen trvalým záběrem ozubených kol s jednoduše šikmým ozubením (8, 9) předloh (14, 15, 16, 17) axiálně zajištěných nebo dvěma záběry pastorků (20, 21) s dvojitě šikmým ozubením (11, 12) u předloh (18, 19) pomaloběžného centrálního kola (7), přičemž rychloběžné centrální kolo (6) zabírá se současným záběrem jeho dvojitě šikmého ozubení (10) s ozubenými koly předloh (14, 15) s jednoduše šikmým ozubením (8, 9) v oboru převodových větvích (4, 5), zatímco pomaloběžné centrální kolo (7) je uspořádáno s dvojitě šikmým ozubením (13) aje axiálně zajištěno, a přitom rychloběžným centrálním kolem (6), uloženým s axiální pohyblivostí, oběma předlohami (18, 19) pomaloběžného centrálního kola (7) s dvojitě šikmým ozubením (11, 12) pastorků (20, 21) upevněných na axiálně posuvných hřídelích (28, 29), a letmo uloženým ozubeným kolem (32) jediné předlohy

-4CZ 303794 B6 (14) opatřeným zařízením axiálního ustavení (33), je vytvořeno vyrovnávací ústrojí (30, 31) rovnoměrného větvení toku výkonu do dvou převodových větví (4, 5) převodovky.

2. Vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení podle nároku 1, vyznačující se tím, že předlohy (14, 15, 16, 17) jsou uspořádány v obou převodových větvích (4, 5) s dvojím jednoduše šikmým ozubením (8, 9) ozubených kol se souhlasným smyslem šroubovice, pro dosažení působení axiálních složek sil ze záběrů jednoduše šikmého ozubení (8, 9) v opačných smyslech, spolu s hřídeli (24, 25, 26, 27) předloh (14, 15, 16, 17) a s ložisky.

3. Vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že pomaloběžné centrální kolo (7) je vytvořeno se současným záběrem jeho dvojitě šikmého ozubení (13) se dvěma pastorky (20, 21) s jednoduše šikmým ozubením (8, 9) předloh (18, 19) pomaloběžného centrálního kola (7) v obou převodových větvích (4, 5) při jejich axiálním zajištění.

4. Vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že pomaloběžné centrální kolo (7) je vytvořeno s jednoduše šikým ozubením (8, 9) při axiálním zajištění a je v současném záběru se dvěma pastorky (20, 21) předloh (18, 19) pomaloběžného centrálního kola (7) axiálně zajištěných, přičemž u jedné z těchto předloh (18) má pastorek (20), který je v záběru s pomaloběžným centrálním kolem (7), opačný smysl šroubovice jednoduše šikmého ozubení (8) než druhé ozubené kolo této předlohy (18).

5. Vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že na hřídeli (24) jediné předlohy (14) je zařízení axiálního ustavení (33) náboje (34) letmo uloženého ozubeného kola (32), které je sestaveno ze dvou kleštin (35, 36) se zkosením a dvou stavěčích zkosených pouzder (37, 38), která jsou stažena pomocí osových šroubů (39).

6. Vícestupňová převodovka s rozvětvením přenášeného zatížení podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že rychloběžné centrální kolo (6) spolu se vstupním hřídelem (22) předlohy (14, 15, 16, 17, 18, 19) spolu s hřídeli (24, 25, 26, 27, 28, 29) a pomaloběžné centrální kolo (7) s výstupním hřídelem (23) s nasazenými ložisky jsou uloženy v jediné dělicí rovině převodové skříně (1) při koaxiálním uspořádání vstupního hřídele (22) a výstupního hřídele (23).

7. Vícestupňová převodovka s rozvětvením zatížení podle nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že převodová skříň (1) je pevně sestavena z tělesa (40), ze tří ložiskových stěn (41, 42, 43), ve kterých jsou uložena valivá ložiska vstupního hřídele (22), hřídelů (24, 25, 26, 27, 28, 29) předloh (14, 15, 16, 17, 18, 19) a výstupního hřídele (23), a z víka převodové skříně (1), přičemž vnitřní ložiska hřídelů (24, 25, 26, 27, 28, 29) předloh (14, 15, 16, 17, 18, 19) vstupního hřídele (22) a výstupního hřídele (23) jsou zajištěny vnitřními třmeny, zatímco vnější ložiska hřídelů (28, 29) předloh (18, 19), vstupního hřídele (22) a výstupního hřídele (23) jsou fixovány třmeny, které jsou součástí víka převodové skříně (1).

8. Vícestupňová převodovka s rozvětvením zatížení podle nárokjů laž7, vyznačující se tím, že vstupní hřídel (22) je s rychloběžným centrálním kolem (6) vyroben z jediného kusu materiálu.