PL151269B2

PL151269B2 - Chain-type planetary gear

Info

Publication number: PL151269B2
Application number: PL27236388A
Authority: PL
Inventors: Marek Gawrysiak
Original assignee: Politechnika Bialostocka
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1990-08-31
Also published as: PL272363A2

Description

RZECZPOSPOLITAREPUBLIC

POLSKAPOLAND

OPIS PATENTOWY PATENTU TYMCZASOWEGOPATENT DESCRIPTION OF THE TEMPORARY PATENT

151 269151 269

Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 88 05 09 (P. 272363)Provisional patent additional to Patent No. - Filed: 88 05 09 (P. 272363)

Pierwszeństwo--Int. Cl.⁵ F16H 9/26 F16H 25/00Precedence - Int. Cl. ⁵ F16H 9/26 F16H 25/00

URZĄDOFFICE

PATENTOWYPATENT

RPRP

Zgłoszenie ogłoszono: 89 02 20Application announced: 89 02 20

Opis patentowy opublikowano: 1990 12 31Patent description published: 1990 12 31

CZ Y ’ SLNi ACZ Y 'SLNi A

Ur-ęd i P-rer,Ur-ęd and P-rer,

Twórca wynalazku: Marek GawrysiakInventor: Marek Gawrysiak

Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Białostocka, Białystok (Polska)Authorized by a temporary patent: Białystok University of Technology, Białystok (Poland)

Obiegowa przekładnia łańcuchowaRecirculating chain gear

Przedmiotem wynalazku jest obiegowa przekładnia łańcuchowa, rozwiązująca zagadnienie dużego redukowania liczby obrotów, przy znacznym poprawieniu warunków pracy łańcucha w strefie roboczej i zmniejszeniu liczby rzędów łańcucha z trzech do dwóch.The subject of the invention is a planetary chain transmission, solving the problem of a large reduction of the number of revolutions with a significant improvement in the working conditions of the chain in the working zone and the reduction of the number of rows of the chain from three to two.

Z polskiego opisu patentowego nr 141450, zgłoszenia P. 270 350 i zgłoszenia P. 271 331 znane są obiegowe przekładnie łańcuchowe, zbudowane z dwóch kół centralnych, co najmniej jednego koła obiegowego lub krzywki, oraz trójrzędowego łańcucha rolkowego. W przekładni według opisu patentowego nr 141 450 jedno koło centralne, uzębione wewnętrznie, zazębia się tylko z jednym rzędem łańcucha, drugie koło centralne, uzębione zewnętrznie tylko z drugim rzędem łańcucha, a co najmniej jedno koło obiegowe, uzębione zewnętrznie, tylko z trzecim rzędem łańcucha. W przekładni według opisu P. 270 350 wszystkie koła mają uzębienie zewnętrzne, przy czym koła centralne mają różne liczby zębów ale jednakowe średnice podziałowe. Każde z tych kół zazębia się tylko z jednym rzędem łańcucha, a z trzecim rzędem zazębia się tylko co najmniej jedno koło obiegowe. W przekładni według opisu 271 331 funkcję koła obiegowego spełnia krzywka, opasana tylko jednym z rzędów łańcucha. Zarys krzywki składa się z trzech odcinków: odcinka o promieniu stałym, większym od promienia koła wierzchołkowego, oraz dwóch symetrycznych odcinków o promieniu zmiennym, zmniejszającym się stopniowo od promienia stałego do promienia koła den wrębów. Wadą takiego rozwiązania są niezbyt dobre warunki pracy łańcucha w strefie roboczej. Chodzi tu o niesymetryczność obciążenia sąsiadujących ogniw i o powstawanie luzu między krzywką a łańcuchem, wskutek wyciągania się tego ostatniego.Polish patent description No. 141450, application P. 270 350 and application P. 271 331 are known planetary chain gears, consisting of two central gears, at least one planet gear or cam, and a three-row roller chain. In a gearbox according to patent specification No. 141 450, one central gear, toothed internally, only meshes with one row of chain, the other central gear, external toothed only with the second row of chain, and at least one planet gear, external toothed, only with the third row of chain . In the gear according to description P. 270 350, all wheels have external toothing, and the central wheels have different numbers of teeth but the same pitch diameters. Each of these gears mesh with only one row of chain and only at least one planet gear mesh with the third row. In the transmission according to description 271 331, the function of the planet gear is performed by a cam which is encircled by only one of the rows of the chain. The cam outline consists of three sections: a section with a constant radius greater than the radius of the apex circle, and two symmetrical sections with a variable radius gradually decreasing from the constant radius to the circle radius of the notch heads. The disadvantage of this solution is the poor working conditions of the chain in the working area. It is about the asymmetry of the load of the adjacent links and the formation of a play between the cam and the chain as a result of stretching of the latter.

Celem wynalazku jest poprawienie warunków pracy łańcucha w roboczej strefie łańcuchowej przekładni obiegowej z krzywką. Cel ten osiągnięto przez zmianę postaci konstrukcyjnej krzywki.The object of the invention is to improve the operating conditions of the chain in the working zone of the chain planetary gear with a cam. This goal was achieved by changing the design of the cam.

Istota wynalazku polega na zastąpieniu krzywki o zarysie zewnętrznym dwiema krzywkami o zarysie wewnętrznym, współpracującymi z łańcuchem od jego zewnętrznej strony. Pozwoliło to zrezygnować z jednego rzędu łańcucha, przez co przekładnia stała się jeszcze bardziej zwarta. Krzywki, współpracując z rolkami łańcucha od jego strony zewnętrznej, dociskają go do kół w strefie roboczej i jednocześnie ograniczają jego wyciąganie się.The essence of the invention consists in replacing the outer-contour cam with two inner-contour cams cooperating with the chain from its outer side. This allowed for the abandonment of one row of the chain, making the gearbox even more compact. The cams, cooperating with the chain rollers from its outer side, press it against the wheels in the working zone and at the same time limit its stretching.

Przedmiot wynalazku w przykładowym wykonaniu jest przedstawiony schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje przekrój czołowy, fig. 2 - przekrój osiowy, a fig. 3 - strefę roboczą przekładni.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown schematically in the drawing, in which fig. 1 shows a front section, fig. 2 - an axial section, and fig. 3 - a working zone of the gear.

151 269151 269

Przekładnia według wynalazku zbudowana jest z dwóch współosiowych kół łańcuchowych 2 i 3 o różnych liczbach zębów „z“ ale jednakowych średnicach podziałowych „d“, dwóch jednakowych krzywek wewnętrznych 1, dwurzędowego łańcucha rolkowego 4 oraz obudowy 5. Zarys każdej z krzywek 1 zbudowany jest z trzech odcinków: odcinka o promieniu stałym, większym od promienia równego sumie promienia koła wierzchołkowego i średnicy rolki łańcucha, oraz dwóch odcinków symetrycznych o promieniu zmiennym, zmniejszającym się stopniowo od promienia stałego do promienia równego sumie promienia koła den wrębów i średnicy rolki. Krzywki 1 obracają się współosiowo z kołami 2 i 3 a wewnątrz każdej z nich znajduje się jeden rząd łańcucha 4. Każde z kół 2 i 3 zazębia się, w strefie zmiennego promienia krzywki, tylko z jednym rzędem łańcucha.The gear according to the invention consists of two coaxial sprockets 2 and 3 with different numbers of teeth "z" but equal pitch diameters "d", two identical internal cams 1, a double-row roller chain 4 and a housing 5. The outline of each of the cams 1 consists of three sections: a section with a constant radius greater than the radius equal to the sum of the radius of the apex wheel and the diameter of the chain roller, and two symmetrical sections with a variable radius gradually decreasing from a constant radius to a radius equal to the sum of the radius of the notch circle and the roller diameter. The cams 1 rotate coaxially with the wheels 2 and 3 and inside each wheel there is one row of chain 4. Each of the wheels 2 and 3 mesh, in the variable radius zone of the cam, with only one row of chain.

Działanie przekładni wygląda następująco. Podczas obracania krzywek 1, przy unieruchomionym względem obudowy 5 kole 3, następuje falowe odrywanie ogniw łańcucha 4 od kół 2 i 3 w miejscu gdzie promień krzywki przechodzi ze zmiennego w stały i jednoczesne zazębianie się innych ogniw w miejscu gdzie promień krzywki przechodzi ze stałego w zmienny. Fala kolejnych ogniw obiega koła łańcuchowe, co powoduje wędrowanie strefy roboczej i tym samym ruch koła 2 względem koła 3. Ponieważ liczba zębów na kole 2 jest inna niż liczba zębów na kole 3, to, po jednym obrocie krzywek 1, koło 2 obróci się o tyle zębów, o ile zębów różni się ono od koła 3. Największe przełożenie jest więc dla różnicy zębów równej 1. Jest ono wtedy równe liczbie zębów koła 2. Rozmiary krzywki (wielkość promienia stałego) i, co za tym idzie (długość łańcucha) nie mają wpływu na przełożenie. Kierunek obrotów koła 2 zależy od tego, czy ma ono mniej, czy więcej zębów od koła 3. Jeżeli więcej, to kierunek obrotów krzywek 1 i koła 2 są zgodne, jeżeli mniej, to przeciwne.The operation of the transmission is as follows. During the rotation of the cams 1, with the wheel 3 immobilized in relation to the housing 5, the chain links 4 are torn off the chain 4 from the wheels 2 and 3 at the place where the cam radius changes from variable to constant, and at the same time other links engage in the place where the cam radius changes from fixed to variable . The wave of successive links goes around the sprockets, which causes the working zone to wander and thus the movement of wheel 2 relative to wheel 3. As the number of teeth on wheel 2 is different from the number of teeth on wheel 3, then, after one rotation of the cams 1, wheel 2 will rotate by as many teeth as the number of teeth it differs from the wheel 3. The greatest gear ratio is therefore for the tooth difference equal to 1. It is then equal to the number of teeth in the wheel 2. The dimensions of the cam (size of the constant radius) and thus (chain length) have an effect on the gear ratio. The direction of rotation of the wheel 2 depends on whether it has fewer or more teeth than the wheel 3. If more, the direction of rotation of the cams 1 and the wheel 2 agree, if less, then the opposite.

Opisane działanie dotyczy przekładni z jedną strefą roboczą. Stref tych może być więcej, np. dwie lub trzy, podobnie jak w zębatych przekładniach obiegowych (planetarnych) czy falowych. Zarys krzywek 1 musi mieć jednak wtedy, odpowiednio, dwie łub trzy pary odcinków o stałym i zmiennym promieniu, rozmieszczone symetrycznie na obwodzie, a koła 2 i 3 muszą się różnić, odpowiednio, o dwa lub trzy zęby. Znika wprawdzie wtedy problem niewyrównoważenia przekładni, występujący w przekładni z jedną strefą roboczą, ale znacznie rosną rozmiary przekładni, przy tym samym przełożeniu, ponieważ na odcinku obwodu kół 2 i 3, zawartym między sąsiadującymi parami odcinków krzywki o stałym i zmiennym promieniu, musi być przynajmniej jeden ząb różnicy.The described operation applies to gearboxes with one working zone. There may be more of these zones, e.g. two or three, similar to planetary or wave gears. However, the outline of the cams 1 must then have two or three pairs of sections with constant and variable radius, respectively, arranged symmetrically along the circumference, and the wheels 2 and 3 must differ by two or three teeth, respectively. Even though the problem of gear imbalance, which occurs in a gear with one working zone, disappears, but the size of the gear increases significantly with the same gear ratio, because the segment of the circumference of the wheels 2 and 3, contained between the adjacent pairs of cam sections with a constant and variable radius, must be at least one tooth of difference.

Ze względu na falowy charakter ruchu łańcucha, występowanie krzywki oraz zależność przełożenia od różnicy zębów kół łańcuchowych, przekładnia według wynalazku może być nazywana także falową przekładnią łańcuchową, krzywkową przekładnią łańcuchową lub łańcuchową przekładnią różnicową.Due to the wave-like nature of the chain movement, the presence of a cam, and the dependence of the gear ratio on the tooth difference of the sprockets, the gearbox of the invention may also be called a wave chain gear, a cam chain gear, or a chain differential gear.

Przekładnia według wynalazku może stanowić znacznie tańszą alternatywę przekładni ślimakowych, planetarnych, falowych czy przekładni typu „Cyclo. Jest ona prosta i łatwa do wykonania, ponieważ podstawowe jej części i elementy zostały już dawno znormalizowane (dwurzędowy łańcuch rolkowy, uzębienia kół). Najtrudniejszym elementem do wykonania jest niewątpliwie krzywka, ale jej zarys nie sprawia większych trudności wykonawczych. Duże przełożenie na jednym stopniu, współosiowość wałów, małe wymiary osiowe, koncentryczność i zwartość budowy, duże dopuszczalne tolerancje wykonania elementów, elastyczne połączenia wałów, możliwość podziału strumienia mocy i bezpoślizgowa praca sprawiają, że przekładnia według wynalazku może znaleźć bardzo szerokie zastosowanie. Dotyczy ono następujących głównych obszarów:The gear according to the invention may be a much cheaper alternative to worm, planetary, wave or Cyclo gears. It is simple and easy to make, as its basic parts and components have long been standardized (double-row roller chain, gear teeth). The cam is undoubtedly the most difficult element to make, but its outline does not pose any great difficulties. High gear ratio on one stage, shaft coaxiality, small axial dimensions, concentricity and compactness of construction, large permissible tolerances of components, flexible shaft connections, the possibility of dividing the power stream and non-slip operation make the gearbox according to the invention a very wide application. It covers the following main areas:

- napędy główne wolnoobrotowych organów roboczych i jezdnych maszyn i urządzeń transportowych, budowlanych, rolniczych, górniczych itp. np. wciągarek, suwnic, przenośników, ciężkich wrót, zasuw, pokryw, mieszarek betonu, spycharek, kombajnów, młynów, kalandrów, pras itp.- main drives of low-speed working units and traveling machines and devices for transport, construction, agriculture, mining, etc., e.g. winches, overhead cranes, conveyors, heavy gates, gate valves, covers, concrete mixers, bulldozers, combines, mills, calenders, presses, etc.

- napędy pomocnicze, szczególnie układów sterujących i pozycjonujących w obrabiarkach, robotach, maszynach rolniczych, włókienniczych, przemysłu spożywczego;- auxiliary drives, especially for control and positioning systems in machine tools, robots, agricultural, textile and food industry machines;

- przekładnie motoreduktorów.- gearmotors.

151 269151 269

Claims

Patent claim

A planetary chain transmission, comprising a multi-row roller chain, two coaxial center wheels with different numbers of teeth but the same pitch diameters, each mesh with only one row of chain, and a cam, characterized in that each row of a double-row roller chain (4 ) is placed inside the cam (1) with an internal contour, made of at least one segment with a constant radius greater than the radius equal to the sum of the radius of the vertex wheel (2) and (3) and the diameter of the chain roller (4), and at least two symmetrical sections with a variable radius gradually decreasing from a constant radius to a radius equal to the sum of the radius of the circle of the wheel grooves bottoms (2) and (3) and the diameter of the chain roller (4).

Figs 2