RU150803U1

RU150803U1 - SELF-BRAKE PLANETARY CHAIN

Info

Publication number: RU150803U1
Application number: RU2013119185/11U
Authority: RU
Inventors: Евгений Валериевич Громышев; Владимир Ильич Замулин; Сергей Васильевич Хлыст; Алексей Геннадьевич Иванов; Павел Александрович Пшеничников; Михаил Николаевич Кириченко
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2015-02-27

Abstract

Планетарно-цевочная передача с самоторможением, содержащая корпус, в котором на подшипниках установлен входной вал, планетарный блок, посаженный с возможностью вращения на эксцентрик входного вала, и выходной вал с диском, рабочие поверхности планетарного блока выполнены в виде зубчатых венцов, имеющих зубья циклоидальной формы, приводящие в зацепление ролики, насажанные на пальцы, установленные в корпусе по окружности и на диске выходного вала, а также в корпусе установлено кольцо, поддерживающее ролики, отличающаяся тем, что на входном валу установлен балансир. Self-braking planetary gear transmission comprising a housing in which an input shaft is mounted on bearings, a planetary block rotatably mounted on an eccentric of an input shaft, and an output shaft with a disk, the working surfaces of the planetary block are made in the form of ring gears having cycloidal teeth engaging rollers mounted on fingers mounted in a housing circumferentially and on an output shaft disk, and also a ring supporting rollers is installed in the housing, characterized in that at the input a shaft mounted rocker.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к приводной технике и грузоподъемному оборудованию.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to drive technology and lifting equipment.

Известна планетарная передача, имеющая два центральных колеса и водило с внутренним зацеплением [Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. - МАШГИЗ, 1960 (стр. 11, фиг 4.б).Known planetary gear having two central wheels and a carrier with internal gearing [Kudryavtsev V.N. Planetary gears. - MASHGIZ, 1960 (p. 11, fig 4.b).

Это широко применяемая схема передачи, одним из достоинств которой является возможность получения самоторможения, т.е. отсутствие проворачивания выходного вала при внешней нагрузке на него, а недостатком являются большие габаритные размеры, по сравнению с цевочной передачей.This is a widely used transmission scheme, one of the advantages of which is the possibility of obtaining self-braking, i.e. the lack of rotation of the output shaft with an external load on it, and the disadvantage is the large overall dimensions, compared with the pin drive.

Известна эксцентриковая планетарная передача (патент RU №2360160 F16H 1/32), содержащая центральное колесо внутреннего зацепления с зубьями в виде цевок и планетарный блок, посаженный с возможностью вращения на эксцентрик входного вала и имеющий зубья циклоидальной формы, зацепляющиеся с цевками, а также механизм параллельных кривошипов, образованный центральным диском с пальцами, взаимодействующими с открытыми вырезами в форме дуги окружности на периферии планетарного блока, отличающаяся тем, что планетарный блок выполнен с одним венцом сложной формы, имеющим с одной стороны циклоидальный профиль зуба, а с другой стороны блока зуб имеет профиль, составленный из дуг окружности, образующих открытый вырез, число зубьев циклоидального профиля равно или кратно числу зубьев, образованных дугами окружностей, и оба профиля очерчены такими кривыми, что при совмещении в одной плоскости они лежат одна внутри другой без пересечений.Known eccentric planetary gear (patent RU No. 2360160 F16H 1/32), containing a Central wheel of internal gearing with teeth in the form of a pin and a planetary block, mounted for rotation on an eccentric of the input shaft and having teeth cycloidal in shape, engaged with the pin, and also a mechanism parallel cranks formed by a central disk with fingers interacting with open notches in the form of a circular arc at the periphery of the planetary block, characterized in that the planetary block is made with one layer crown shape, having a cycloidal tooth profile on one side and a tooth on the other side of the block having a profile made up of circular arcs forming an open notch, the number of teeth of the cycloidal profile is equal to or a multiple of the number of teeth formed by circular arcs, and both profiles are outlined by such curves that when combined in one plane, they lie one inside the other without intersections.

Недостатком данного изобретения является отсутствие эффекта самоторможения механической передачи: при воздействии внешней нагрузки на выходной вал, происходит его проворачивание, приводящее, например, к самопроизвольному изменению положению арматурной задвижки (грузоподъемного механизма) и, как следствие, изменению параметров среды (расход, давление) на выходе арматурной задвижки или самопроизвольному перемещению поднимаемого груза, что может привести к аварийной ситуации с непредсказуемыми последствиями.The disadvantage of this invention is the absence of the self-braking effect of the mechanical transmission: when an external load is applied to the output shaft, it rotates, leading, for example, to a spontaneous change in the position of the valve (load-lifting mechanism) and, as a result, a change in the medium parameters (flow, pressure) by the output of the valve or spontaneous movement of the lifted load, which can lead to an emergency with unpredictable consequences.

Обычно для предотвращения проворачивания выходного вала редуктора применяют червячную передачу или муфту одностороннего действия (управляемая обгонная муфта). Червячная передача не всегда подходит с точки зрения компоновочных решений, а редуктор с обгонной муфтой является, с одной стороны, менее надежным решением, чем редуктор с самоторможением, а с другой стороны, приводит к увеличению габаритных размеров конструкции в целом и, соответственно, к ее удорожанию.Typically, to prevent turning the output shaft of the gearbox, a worm gear or a single-acting clutch (controlled overrunning clutch) is used. A worm gear is not always suitable from the point of view of layout solutions, and a gearbox with an overrunning clutch is, on the one hand, a less reliable solution than a gearbox with self-braking, and on the other hand, leads to an increase in the overall dimensions of the structure as a whole and, accordingly, to its rise in price.

Известна эксцентриковая планетарная передача с самоторможением (патент RU №2292501 F16H 1/32), содержащая корпус, в котором на подшипниках установлен входной вал, планетарный блок, посаженный с возможностью вращения на эксцентрик входного вала, и выходной вал с диском, рабочие поверхности планетарного блока выполнены в виде зубчатых венцов, имеющих зубья циклоидальной формы, приводящие в зацепление ролики, насажанные на пальцах, установленных в корпусе по окружности и на диске выходного вала, а также в корпусе установлено кольцо, поддерживающее ролики.Known eccentric planetary gear with self-braking (patent RU No. 2292501 F16H 1/32), comprising a housing in which the input shaft is mounted on the bearings, a planetary block rotatably mounted on the eccentric of the input shaft, and the output shaft with a disk, the working surface of the planetary block made in the form of gear rims having teeth of cycloidal shape, engaging the rollers, mounted on the fingers mounted in the housing around the circumference and on the disk of the output shaft, as well as a ring supporting rollers.

Недостатком данной эксцентриковой планетарной передачи является то, что редуктор подвержен большой вибрации на высоких скоростях вращения выходного вала.The disadvantage of this eccentric planetary gear is that the gearbox is subject to high vibration at high speeds of rotation of the output shaft.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы планетарно-цевочной передачи вследствие снижения вибрации редуктора на высоких скоростях вращения входного вала.The technical task of the utility model is to increase the reliability of the planetary gear transmission due to the reduction of the vibration of the gearbox at high speeds of rotation of the input shaft.

Указанный техническая задача решена тем, что планетарно-цевочная передача с самоторможением, как и ближайший аналог, содержит корпус, в котором на подшипниках установлен входной вал, планетарный блок, посаженный с возможностью вращения на эксцентрик входного вала, и выходной вал с диском, рабочие поверхности планетарного блока выполнены в виде зубчатых венцов, имеющих зубья циклоидальной формы, приводящие в зацепление ролики, насажанные на пальцах, установленных в корпусе по окружности и на диске выходного вала, а также в корпусе установлено кольцо, поддерживающее ролики. В отличие от ближайшего аналога, на входном валу установлен балансир.The specified technical problem is solved in that the planetary-pinion gear with self-braking, as well as the closest analogue, contains a housing in which the input shaft is mounted on the bearings, a planetary block mounted rotatably on the input shaft eccentric, and the output shaft with the disk, working surfaces the planetary block is made in the form of gear rims having cycloidal teeth, gearing rollers mounted on the fingers mounted in the housing around the circumference and on the disk of the output shaft, as well as in the housing Leno ring supporting rollers. Unlike the closest analogue, a balancer is installed on the input shaft.

Предложенное техническое решение поясняют чертежи, где:The proposed technical solution is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 а-в изображены варианты редуктора в разрезе,in FIG. 1 a-c depicts the options for the gearbox in the context,

на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1а.in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1a.

на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1а.in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1a.

Планетарная передача содержит корпус 1 (фиг. 1 а-в), в котором на подшипниках 2 установлены входной 3 и выходной 4 валы. В корпусе 1 по окружности радиуса R1 установлены пальцы 5. На выходной 4 вал насажен или выполнен заодно диск 6. На диске 6 по окружности радиуса R2 установлены пальцы 7. На пальцы 5 и 7 насажены ролики 8 и 9 соответственно. На входном 3 валу выполнен эксцентричный участок, имеющий эксцентриситет е, на данном эксцентричном участке на подшипники 10 посажен планетарный блок 11, рабочие поверхности которого выполнены в виде зубчатых венцов 12 и 13(фиг. 1 а-в, фиг. 2, 3). Количество зубцов 14 зубчатого венца 12 неравно количеству зубцов 15 зубчатого венца 13.The planetary gear includes a housing 1 (Fig. 1 a-c), in which the input 3 and output 4 shafts are mounted on the bearings 2. Fingers 5 are mounted in the housing 1 around a circle of radius R1. A disk 6 is mounted on the output 4 shaft. At the same time, a disk 6 is mounted on the disk 6 along a circle of radius R2. Rollers 8 and 9 are mounted on fingers 5 and 7, respectively. An eccentric section having an eccentricity e is made on the input 3 shaft, in this eccentric section a planetary block 11 is mounted on the bearings 10, the working surfaces of which are made in the form of gear crowns 12 and 13 (Fig. 1 a-c, Fig. 2, 3). The number of teeth 14 of the ring gear 12 is not equal to the number of teeth 15 of the ring gear 13.

Венцы 12 и 13 имеют зубья циклоидальной формы 14 и 15. Это может быть эпи- или гипоциклоида, огибающая циклоиды, трохоида. Образующая окружность этой кривой и ее амплитуда в зависимости от образующей окружности пальцев 5 и 7 и эксцентриситета е планетарного блока 11 выбираются такими, чтобы обеспечить постоянный и непрерывный контакт всех роликов 8, 9 с указанными циклоидальными поверхностями 14, 15 и обеспечить требуемый КПД. Для поддержки роликов 8, 9 и ограничения их осевого перемещения по пальцам 5, 7 на планетарном блоке 11 между зубчатыми венцами 12 и 13 выполнен опоясывающий выступ 16. Кроме того, для выполнения аналогичной функции поддержания роликов 8, 9 в корпусе 1 может быть дополнительно установлено кольцо 17 (фиг. 1 а, в).Crowns 12 and 13 have teeth of cycloidal shape 14 and 15. It can be an epi- or hypocycloid, an envelope of cycloids, a trochoid. The generatrix of this curve and its amplitude, depending on the generatrix of the fingers 5 and 7 and the eccentricity e of the planetary block 11, are selected so as to ensure constant and continuous contact of all rollers 8, 9 with the indicated cycloidal surfaces 14, 15 and provide the required efficiency. To support the rollers 8, 9 and to limit their axial movement on the fingers 5, 7 on the planetary block 11 between the ring gears 12 and 13, a girdle 16 is made. In addition, to perform the same function of supporting the rollers 8, 9, the housing 1 can be additionally installed ring 17 (Fig. 1 a, c).

Если предполагается использование планетарно-цевочной передачи в механизмах с высокими скоростями, то концентрично входному 3 валу устанавливают балансир 18 (фиг. 1а). Также балансир 18 может являться конструктивным элементом входного вала. Работает предлагаемая передача следующим образом.If you plan to use planetary gear transmission in mechanisms with high speeds, then concentric input shaft 3 set the balancer 18 (Fig. 1A). Also, the balancer 18 may be a structural element of the input shaft. The proposed transmission works as follows.

При вращении входного 3 вала с эксцентриком планетарный блок 11 совершает орбитальное движение относительно оси передачи ОО1. Взаимодействие циклоидального профиля 14 с роликами 8 вызывает поворот планетарного блока 11 вокруг своей подвижной оси СС1. При этом одному полному обороту входного 3 вала соответствует поворот блока 11 вокруг собственной подвижной оси на угол, равный угловому шагу циклоиды. Планетарный блок одновременно взаимодействует с другой стороны своим циклоидным профилем 15 с роликами 9. Из-за не соответствия количества зубьев на венцах 12 и 13 поворот выходного 4 вала происходит медленнее, чем поворот планетарного блока 11 вокруг своей подвижной оси СС1. В зависимости от того, на каком венце зубьев больше/меньше, выходной 4 вал начинает вращаться в попутном (противоположном) направлении вращения входного 3 вала. Балансир 18 снижает вибрацию редуктора на высоких скоростях вращения входного вала.When the input shaft 3 rotates with an eccentric, the planetary block 11 performs an orbital motion relative to the transmission axis OO1. The interaction of the cycloidal profile 14 with the rollers 8 causes the rotation of the planetary block 11 around its movable axis CC1. In this case, one complete revolution of the input 3 shaft corresponds to the rotation of the block 11 around its own movable axis by an angle equal to the angular pitch of the cycloid. The planetary block simultaneously interacts on the other hand with its cycloid profile 15 and the rollers 9. Due to the mismatch of the number of teeth on the crowns 12 and 13, the rotation of the output 4 shaft is slower than the rotation of the planetary block 11 around its movable axis CC1. Depending on which crown of teeth is more / less, the output 4 shaft starts to rotate in the associated (opposite) direction of rotation of the input 3 shaft. The balancer 18 reduces the vibration of the gearbox at high speeds of rotation of the input shaft.

При попытке передачи вращения от выходного 4 вала ролики 9 упираются в зубья 15 венца 13, а зубья 14 венца 12 упираются в ролики 8 и происходит заклинивание, приводящее к самоторможению редуктора.When you try to transfer rotation from the output 4 of the shaft, the rollers 9 abut against the teeth 15 of the crown 13, and the teeth 14 of the crown 12 abut against the rollers 8 and jamming occurs, which leads to self-braking of the gearbox.

Claims

Self-braking planetary gear transmission, comprising a housing in which an input shaft is mounted on bearings, a planetary block rotatably mounted on an eccentric of the input shaft, and an output shaft with a disk, the working surfaces of the planetary block are made in the form of gear rims having cycloidal teeth engaging rollers mounted on fingers mounted in a housing circumferentially and on an output shaft disk, and also a ring supporting rollers is installed in the housing, characterized in that at the input a shaft mounted rocker.