RU118381U1

RU118381U1 - PLANETARY REDUCTOR

Info

Publication number: RU118381U1
Application number: RU2012108457/11U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Иванович Черноиванов; Анатолий Васильевич Дунаев; Владимир Юрьевич Зернов
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-07-20

Abstract

1. Планетарный редуктор, содержащий корпус и размещенную в нем зубчатую передачу, включающую входной вал с присоединенным к нему водилом, на котором подвижно установлен сателлит, взаимодействующий с эпициклом, закрепленным на выходном валу, при этом сателлит дополнительно соединен с торцевой крышкой корпуса посредством кинематической пары, обеспечивающей плоскопараллельное перемещение сателлита и включающей в себя паз и установленный в пазу цилиндрический палец, отличающийся тем, что сателлит выполнен в виде кольцевой шестерни, а водило выполнено в виде эксцентрика, размещенного на входном валу редуктора и взаимодействующего с внутренней поверхностью кольцевой шестерни, при этом в кинематической паре, обеспечивающей плоскопараллельное перемещение сателлита, паз выполнен в торцевой стенке корпуса, а цилиндрический палец размещен на сателлите. ! 2. Планетарный редуктор по п.1, отличающийся тем, что эксцентрик взаимодействует с внутренней поверхностью кольцевой шестерни посредством подшипника скольжения. ! 3. Планетарный редуктор по п.2, отличающийся тем, что он оснащен устройством, предотвращающим осевое перемещение кольцевой шестерни относительно эксцентрика. ! 4. Планетарный редуктор по п.3, отличающийся тем, что устройство, предотвращающее осевое перемещение кольцевой шестерни, оснащено двумя упругими кольцами, размещенными в кольцевых канавках на внутренней поверхности кольцевой шестерни с двух сторон относительно эксцентрика. 1. A planetary gearbox containing a housing and a gear train located in it, including an input shaft with a carrier attached to it, on which a satellite is movably mounted, interacting with an epicycle fixed on the output shaft, while the satellite is additionally connected to the end cover of the housing by means of a kinematic pair , providing plane-parallel movement of the satellite and including a groove and a cylindrical pin installed in the groove, characterized in that the satellite is made in the form of an annular gear, and the carrier is made in the form of an eccentric located on the input shaft of the gearbox and interacting with the inner surface of the annular gear, while in the kinematic pair providing plane-parallel movement of the satellite, the groove is made in the end wall of the housing, and the cylindrical pin is located on the satellite. ! 2. Planetary gear according to claim 1, characterized in that the eccentric interacts with the inner surface of the annular gear by means of a plain bearing. ! 3. The planetary gearbox according to claim 2, characterized in that it is equipped with a device that prevents axial movement of the ring gear relative to the eccentric. ! 4. Planetary gear according to claim 3, characterized in that the device preventing axial movement of the ring gear is equipped with two elastic rings located in annular grooves on the inner surface of the ring gear on both sides relative to the eccentric.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Данная полезная модель относится к механическим зубчатым передачам, используемым в редукторах и мультипликаторах, коробках передач, в различных бортовых и стационарных агрегатах для преобразования скорости и крутящего момента в энергетических передаточных устройствах, используемых во многих отраслях промышленного и сельскохозяйственного производства и на транспорте.This utility model relates to mechanical gears used in gearboxes and multipliers, gearboxes, in various onboard and stationary units for converting speed and torque in power transmission devices used in many industries of industrial and agricultural production and in transport.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известно большое многообразие схем одноступенчатых, двухступенчатых и многоступенчатых планетарных зубчатых редукторов и разнообразных агрегатов на их основе, используемых в различных областях производства и на транспорте всех стран мира. Часть из них детально описана в различных учебниках, учебных пособиях, альбомах конструкций, справочниках и руководствах для подбора и конструирования передач, в другой разнообразной общей и специальной литературе. Редукторы включают корпус, вращающиеся и неподвижные центральные колеса, водила с вращающимися сателлитами, валы с подшипниками и другие вспомогательные детали.There is a wide variety of schemes for single-stage, two-stage and multi-stage planetary gear reducers and various units based on them, used in various fields of production and in transport all over the world. Some of them are described in detail in various textbooks, manuals, design albums, reference books and manuals for the selection and construction of transmissions, and in various other general and specialized literature. Gearboxes include a housing, rotating and fixed central wheels, a carrier with rotating satellites, shafts with bearings and other auxiliary parts.

Известен планетарный редуктор, содержащий корпус, и размещенную в нем зубчатую передачу, включающую входной вал с присоединенным к нему водилом, на котором подвижно установлен сателлит, выполненный в виде цилиндра с двумя наружными венцами, один из которых взаимодействует с эпициклом, закрепленным на выходном валу, а другой взаимодействует с подвижным зубчатым колесом с внутренним зацеплением. Цилиндр поддерживается двумя пальцами, один из которых является водилом. Подвижное зубчатое колес снабжено механизмом плоско-параллельного движения (см. авторское свидетельство СССР №1218211, F16H 1/46 15.03.1986). В данном редукторе передача крутящего момента осуществляется через водило, представляющее собой радиальный стержень (палец), что ограничивает передаваемую редуктором мощность. Кроме того данный редуктор имеет ограничения по передаточному отношению.Known planetary gearbox comprising a housing and a gear placed therein, including an input shaft with a carrier connected to it, on which a satellite is movably mounted, made in the form of a cylinder with two outer crowns, one of which interacts with an epicycle mounted on the output shaft, and the other interacts with a movable gear wheel with internal gearing. The cylinder is supported by two fingers, one of which is a carrier. The movable gear wheels are equipped with a mechanism of plane-parallel movement (see USSR author's certificate No. 1218211, F16H 1/46 03/15/1986). In this gearbox, torque is transmitted through the carrier, which is a radial rod (finger), which limits the power transmitted by the gearbox. In addition, this gearbox has limitations in gear ratio.

Известен планетарный редуктор, содержащий корпус, и размещенную в нем зубчатую передачу, включающую входной вал с присоединенным к нему водилом, на котором подвижно установлен сателлит, взаимодействующий с эпициклом, закрепленным на выходном валу. Сателлит выполнен в виде стакана с зубьями на наружной поверхности стакана и связан с водилом через подшипник качения, при этом водило выполнено в виде радиального пальца. Сателлит дополнительно соединен с торцевой крышкой корпуса посредством кинематической пары, обеспечивающей плоскопараллельное перемещение сателлита, включающей в себя паз, выполненный в торце стакана, и установленный в пазу цилиндрический палец, закрепленный на торцевой стенке корпуса (см. патент РФ на изобретение №2112166 F16H 1/32 от 10.10.1998). Данный редуктор по своей кинематической схеме близок к волновым передачам и соответственно может иметь высокое передаточное отношение, но в нем, как и в предыдущем изобретении, передача крутящего момента осуществляется через водило, выполненное в виде радиального стержня, что ограничивает передаваемую редуктором мощность. Наличие подшипника качения между стаканом и водилом, также накладывает ограничения на передачу крутящего момента. Кроме того, выполнение паза кинематической пары в торце сателлита усложняет конструкцию редуктора и ограничивает диапазон изменения передаточного отношения редуктора, так как радиальная протяженность паза ограничена размерами сателлита. Выполнение сателлита в виде стакана увеличивает длину редуктора.Known planetary gearbox, comprising a housing, and a gear placed therein, including an input shaft with a carrier connected to it, on which a satellite is movably mounted, interacting with an epicycle mounted on the output shaft. The satellite is made in the form of a cup with teeth on the outer surface of the cup and is connected to the carrier via a rolling bearing, while the carrier is made in the form of a radial finger. The satellite is additionally connected to the end cover of the housing by means of a kinematic pair that provides plane-parallel movement of the satellite, including a groove made in the end of the glass and a cylindrical pin mounted in the groove mounted on the end wall of the housing (see RF patent for invention No. 2112166 F16H 1 / 32 dated 10/10/1998). This gearbox in its kinematic scheme is close to wave transmissions and, accordingly, can have a high gear ratio, but in it, as in the previous invention, torque is transmitted through a carrier made in the form of a radial rod, which limits the power transmitted by the gearbox. The presence of a rolling bearing between the cup and the carrier also imposes restrictions on the transmission of torque. In addition, the execution of the groove of the kinematic pair in the end face of the satellite complicates the design of the gearbox and limits the range of variation of the gear ratio of the gearbox, since the radial length of the groove is limited by the size of the satellite. The execution of the satellite in the form of a glass increases the length of the gearbox.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИESSENCE OF A USEFUL MODEL

Задачей настоящего технического решения является разработка планетарного редуктора с высоким передаточным отношением, способного передать большие крутящие моменты. Еще одной задачей для полезной модели является разработка планетарного редуктора с высоким передаточным отношением, имеющего меньшую длину, по сравнению с известными редукторами.The objective of this technical solution is to develop a planetary gearbox with a high gear ratio, capable of transmitting large torques. Another task for the utility model is the development of a planetary gearbox with a high gear ratio, having a shorter length than the known gearboxes.

Для решения поставленной задачи предлагается планетарный редуктор, содержащий корпус, и размещенную в нем зубчатую передачу, включающую входной вал с присоединенным к нему водилом, на котором подвижно установлен сателлит с внешним зубчатым венцом, взаимодействующий с эпициклом, закрепленным на выходном валу, при этом сателлит дополнительно соединен с торцевой крышкой корпуса посредством кинематической пары, обеспечивающей плоскопараллельное перемещение сателлита и включающей в себя паз и установленный в пазу цилиндрический палец, в котором сателлит выполнен в виде кольцевой шестерни, а водило выполнено в виде эксцентрика, размещенного на входном валу редуктора и взаимодействующего с внутренней поверхностью кольцевой шестерни, при этом в кинематической паре, обеспечивающей плоскопараллельное перемещение сателлита, паз выполнен в торцевой стенке корпуса, а цилиндрический палец размещен на сателлите.To solve this problem, we propose a planetary gearbox containing a housing and a gear placed inside it, including an input shaft with a carrier connected to it, on which a satellite with an external gear rim is movably mounted, interacting with an epicycle mounted on the output shaft, while the satellite additionally connected to the end cover of the housing by means of a kinematic pair that provides plane-parallel movement of the satellite and includes a groove and a cylindrical pin installed in the groove, in wherein the satellite is made in the form of an annular gear, and the carrier is made in the form of an eccentric placed on the input shaft of the gearbox and interacting with the inner surface of the annular gear, while in a kinematic pair that provides plane-parallel movement of the satellite, the groove is made in the end wall of the housing, and the cylindrical pin is placed on the satellite.

При этом эксцентрик взаимодействует с внутренней поверхностью кольцевой шестерни посредством подшипника скольжения.In this case, the eccentric interacts with the inner surface of the ring gear by means of a sliding bearing.

Кроме того, планетарный редуктор оснащен устройством, предотвращающим осевое перемещение кольцевой шестерни относительно эксцентрика, причем устройство, предотвращающее осевое перемещение кольцевой шестерни, оснащено двумя упругими кольцами, размещенными в кольцевых канавках на внутренней поверхности кольцевой шестерни с двух сторон относительно эксцентрика.In addition, the planetary gearbox is equipped with a device that prevents axial movement of the ring gear relative to the eccentric, and the device that prevents axial movement of the ring gear is equipped with two elastic rings located in the ring grooves on the inner surface of the ring gear from two sides relative to the eccentric.

Основным достоинством предлагаемого редуктора является уменьшение числа зубчатых колес и снижение требований к точности их изготовления.The main advantage of the proposed gearbox is to reduce the number of gears and reduce the requirements for the accuracy of their manufacture.

Выполнение сателлита в виде кольцевой шестерни и выполнение водила в виде эксцентрика, размещенного на входном валу редуктора и взаимодействующего с внутренней поверхностью кольцевой шестерни обеспечивает минимальную осевую длину кинематической цепочки: водило - сателлит - эпицикл, так как все элементы цепочки находятся в одной плоскости и не имеют выступающих частей. Передача крутящего момента с входного вала на сателлит посредством эксцентрика дает возможность передавать повышенные крутящие моменты, так как эксцентрик имеет существенно большее рабочее сечение нежели стержень. Повышению передаваемого крутящего момента способствует предложенная конструкция кинематической пары, обеспечивающей плоскопараллельное перемещение сателлита, в которой паз выполнен в торцевой стенке корпуса, а цилиндрический палец размещен на сателлите, поскольку сплошная кольцевая шестерня не имеет ослабленных участков, а размеры паза в торцевой стенке корпуса всегда могут быть рассчитаны в соответствии с нагрузками. Предложенная конструкция кинематической пары, обеспечивающей плоскопараллельное перемещение сателлита, дает возможность увеличить передаточное отношение редуктора, так как в предлагаемом редукторе можно использовать кольцевые шестерни большего диаметра, имеющие малую радиальную протяженность.The execution of the satellite in the form of an annular gear and the execution of the carrier in the form of an eccentric placed on the input shaft of the gearbox and interacting with the inner surface of the annular gear provides the minimum axial length of the kinematic chain: carrier - satellite - epicyclic, since all elements of the chain are in the same plane and do not have protruding parts. The transmission of torque from the input shaft to the satellite by means of an eccentric makes it possible to transmit increased torques, since the eccentric has a significantly larger working section than the shaft. An increase in the transmitted torque is facilitated by the proposed kinematic pair design, which provides plane-parallel movement of the satellite, in which the groove is made in the end wall of the housing, and the cylindrical pin is placed on the satellite, since the continuous ring gear does not have weakened sections, and the dimensions of the groove in the end wall of the housing can always be calculated according to the loads. The proposed design of the kinematic pair, providing plane-parallel movement of the satellite, makes it possible to increase the gear ratio of the gearbox, since the proposed gearbox can use ring gears of larger diameter with a small radial extension.

Использование подшипника скольжения обеспечивает передачу повышенных усилий, поскольку подшипник скольжения имеет увеличенную контактную поверхность.The use of a sliding bearing provides the transmission of increased forces, since the sliding bearing has an increased contact surface.

Наличие устройства, предотвращающего осевое перемещение кольцевой шестерни относительно эксцентрика, повышает надежность работы редуктора.The presence of a device that prevents axial movement of the ring gear relative to the eccentric increases the reliability of the gearbox.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТTECHNICAL RESULT

Предлагаемая полезная модель обеспечивает минимальные осевые размеры планетарного редуктора и передачу повышенной мощности с максимальным передаточным отношением сопоставимым с волновыми передачами, но при этом не требуется повышенная точность изготовления зубчатых венцов.The proposed utility model provides the minimum axial dimensions of the planetary gearbox and the transmission of increased power with a maximum gear ratio comparable with wave transmissions, but it does not require increased accuracy in the manufacture of gear rims.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Полезная модель поясняется чертежами, которые являются неотъемлемой частью заявки и служат для ее пояснения. Чертежи представлены в объеме, достаточно для понимания полезной модели специалистами и выполнены без соблюдения масштаба между отдельными элементами редуктора.The utility model is illustrated by drawings, which are an integral part of the application and serve to explain it. The drawings are presented in a volume sufficient for specialists to understand the utility model and performed without observing the scale between the individual elements of the gearbox.

На фиг.1 представлен поперечный разрез предлагаемого планетарного редуктора; на фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1 и на фиг.3 показано сечение Б-Б на фиг.1.Figure 1 presents a cross section of the proposed planetary gear; figure 2 shows a section aa in figure 1 and figure 3 shows a section bb in figure 1.

ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИEXAMPLE OF IMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL

Планетарный редуктор содержит корпус 1 и размещенную в нем зубчатую передачу. Зубчатая передача включает в себя входной вал 2 с присоединенным к нему водилом в виде эксцентрика 3, на котором подвижно установлен сателлит, представляющий собой кольцевую шестерню 4 с внешним зубчатым венцом. Кольцевая шестерня 4 своей внутренней поверхностью взаимодействует с эксцентриком 3, закрепленным на выходном валу 6. Входной вал 2 установлен в корпусе 1 на двух подшипниках 7. Дополнительно входной вал 2 может быть оснащен хвостовиком 8, опирающимся на подшипник 9, размещенный в расточке выходного вала 6. При этом можно использовать один подшипник 7. Кольцевая шестерня 4 сателлита дополнительно соединена с торцевой крышкой 10 корпуса 1 посредством кинематической пары, обеспечивающей плоскопараллельное перемещение кольцевой шестерни 4 и включающей в себя паз 11, выполненный в торцевой стенке 10 корпуса 1, и размещенный в пазу 11 цилиндрический палец 12. Цилиндрический палец 12 может представлять собой стержень, закрепленный в кольцевой шестерне 4, как это показано на фиг.1, но может быть выполнен за одно целое с цилиндрической шестерней 4, или приварен к ней. Эксцентрик 3 взаимодействует с внутренней поверхностью кольцевой шестерни посредством подшипника скольжения и фактически усилие передается через цилиндрические контактные поверхности подшипника скольжения - наружную поверхность эксцентрика 3 и внутреннюю поверхность цилиндрической шестерни 4.The planetary gearbox comprises a housing 1 and a gear located therein. The gear transmission includes an input shaft 2 with a carrier connected to it in the form of an eccentric 3, on which the satellite is movably mounted, which is an annular gear 4 with an external gear ring. An annular gear 4 interacts with its inner surface with an eccentric 3 mounted on the output shaft 6. The input shaft 2 is installed in the housing 1 on two bearings 7. Additionally, the input shaft 2 can be equipped with a shank 8, supported by a bearing 9, located in the bore of the output shaft 6 In this case, you can use one bearing 7. The ring gear 4 of the satellite is additionally connected to the end cover 10 of the housing 1 by means of a kinematic pair that provides plane-parallel movement of the ring gear 4 and includes comprising a groove 11, made in the end wall 10 of the housing 1, and a cylindrical pin 12 located in the groove 11. The cylindrical pin 12 may be a rod fixed in the ring gear 4, as shown in figure 1, but can be made integral with spur gear 4, or welded to it. The eccentric 3 interacts with the inner surface of the ring gear via a sliding bearing and, in fact, the force is transmitted through the cylindrical contact surfaces of the sliding bearing - the outer surface of the eccentric 3 and the inner surface of the cylindrical gear 4.

Редуктор оснащен устройством, предотвращающим осевое перемещение кольцевой шестерни 4 относительно эксцентрика 3. Как вариант исполнения устройство, предотвращающее осевое перемещение кольцевой шестерни 4, оснащено двумя упругими кольцами 13, размещенными в кольцевых канавках на внутренней поверхности кольцевой шестерни 4 с двух сторон относительно эксцентрика 3.The gearbox is equipped with a device that prevents axial movement of the ring gear 4 relative to the eccentric 3. As an embodiment, the device that prevents axial movement of the ring gear 4 is equipped with two elastic rings 13 located in the annular grooves on the inner surface of the ring gear 4 from two sides relative to the eccentric 3.

При вращении ведущего вала 2 эксцентрик 3 (водило) перемещает плоско-параллельно кольцевую шестерню 4 сателлита, и цилиндрический палец 12, установленный в пазу 11, удерживает кольцевую шестерня 4 от проворачивания. При этом кольцевая шестерня 4 своими зубьями последовательно сопрягается с зубьями по всей периферии эпицикла 5 (внешнего зубчатого колеса с внутренним зубчатым венцом), а так как число зубьев кольцевой шестерни меньше, чем у эпицикла 5, то за каждый поворот эксцентрика 3 и соответствующий цикл плоскопараллельного перемещения кольцевой шестерни 4 сателлита эпицикл 5 (внешнее зубчатое колесо) поворачивается на недостающее у него число зубьев. Таким образом, возникает вращение эпицикла 5 и зацепление новых пар зубьев эпицикла 5 и кольцевой шестерни 4. Поэтому, отрицательное значение передаточного числа редуктора соответствует формуле:When the drive shaft 2 is rotated, the eccentric 3 (carrier) moves the ring gear 4 of the satellite, flat and parallel, and the cylindrical pin 12, installed in the groove 11, keeps the ring gear 4 from turning. In this case, the ring gear 4 with its teeth mates sequentially with the teeth along the entire periphery of the epicycle 5 (external gear with the internal gear ring), and since the number of teeth of the ring gear is less than that of the epicycle 5, then for each rotation of the eccentric 3 and the corresponding plane-parallel cycle the displacement of the ring gear 4 of the satellite, the epicyclic 5 (external gear) is rotated by the number of teeth missing from it. Thus, there is a rotation of the epicycle 5 and the engagement of new pairs of teeth of the epicycle 5 and the ring gear 4. Therefore, the negative value of the gear ratio of the gearbox corresponds to the formula:

или ,or ,

где I - передаточное число,where I is the gear ratio

Zэпиц. - число зубьев эпицикла 5 - внешнего (ведомого) зубчатого колеса,Zepits. - the number of teeth of the epicycle 5 - external (driven) gears,

Zсателл - число зубьев сателлита - ведущего зубчатого колеса (кольцевой шестерни 4 с внешним зубчатым венцом).Zsatell - the number of teeth of the satellite - the driving gear (ring gear 4 with an external gear ring).

Например, при числах зубьев сателлита и эпицикла, равных 94 и 97 передаточное число редуктора будет равно 32, 33.For example, with the number of teeth of the satellite and the epicycle equal to 94 and 97, the gear ratio of the gearbox will be 32, 33.

Предложенный редуктор может найти самое разнообразное применение, как и все планетарные редукторы. Редуктор по схеме на черт.1, как более простой, может найти применение, в первую очередь, в подьемно-транспортных механизмах.The proposed gearbox can find a wide variety of applications, like all planetary gearboxes. The reducer according to the diagram in Fig. 1, as a simpler one, can find application, first of all, in hoisting-and-transport mechanisms.

По схеме на черт.1 был изготовлен работающий демонстрационный макет редуктора, подтверждающий действенность заявленного технического решения. В сравнении с сопоставимыми известными редукторами, заявленный редуктор имеет меньшее количество деталей и соответственно меньшую массу.According to the diagram in Fig. 1, a working demonstration model of the gearbox was made, confirming the effectiveness of the claimed technical solution. In comparison with comparable known gearboxes, the claimed gearbox has fewer parts and therefore less weight.

Claims

1. A planetary gearbox comprising a housing and a gear located therein, including an input shaft with a carrier connected to it, on which a satellite is movably mounted, interacting with an epicyclic mounted on the output shaft, while the satellite is additionally connected to the housing end cover by means of a kinematic pair providing plane-parallel movement of the satellite and including a groove and a cylindrical pin installed in the groove, characterized in that the satellite is made in the form of an annular gear and It is made in the form of an eccentric placed on the input shaft of the gearbox and interacting with the inner surface of the ring gear, while in the kinematic pair providing plane-parallel movement of the satellite, the groove is made in the end wall of the housing, and the cylindrical pin is placed on the satellite.

2. The planetary gearbox according to claim 1, characterized in that the eccentric interacts with the inner surface of the ring gear via a sliding bearing.

3. The planetary gearbox according to claim 2, characterized in that it is equipped with a device that prevents axial movement of the ring gear relative to the eccentric.

4. The planetary gear according to claim 3, characterized in that the device preventing axial movement of the ring gear is equipped with two elastic rings located in the ring grooves on the inner surface of the ring gear from two sides relative to the eccentric.