RU2002147C1 - Зубчатый редуктор - Google Patents

Abstract

Использование: устройство дл  изменени  угловых скоростей и крут щих моментов валов машин и механизмов. Цель: повышение надежности редуктора Сущность изобретени  зубчатый редуктор снабжен роликами, прижимающимис  благодар  пружинам к наружным поверхност м зубчатых колес внутреннего зацеплени , выполненным в виде усеченного конуса Оси вращени  роликов параллельны образующим конусов, а усили  прижати  роликов к наружным поверхност м зубчатых колес, создаваемые пружинами, частично компенсируют возникающие при работе редуктора и воспринимаемые консольными ос ми усили  зацеплени  зубчатых передач редуктора Угол при вершине усеченного конуса и усилие прижати  ролика определ ютс  в зависимости от геометрических и кинематических характеристик редуктора, а также величины усилий в зацеплени х 4 ил

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства дл  изменени  угловых скоростей и крут щих моментов валов машин и механизмов.

Известны редукторы, собранные по схемам , обеспечивающим их компактность и небольшие габариты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  зубчатый редуктор, содержащий корпус из пластин, имеющих сквозные отверсти  и кронштейны с консольными ос ми, на которых в сквозных отверсти х смежных пластин установлены блоки зубчатых колес, причем консольные оси выполнены эксцентрично и с возможностью поворота.

Недостатками известного редуктора  вл ютс  невысокие надежность и веро тность безотказной работы, что обусловливаетс  консольным расположением осей и неблагопри тным сочетанием усилий в зацеплени х , в конечном итоге воспринимаемых ос ми, на которых установлены блоки зубчатых колес.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности редуктора.

Это достигаетс  тем, что в известном редукторе наружные поверхности вход щих в блок зубчатых колес внутреннего зацеплени  выполнены в виде усеченных конусов, редуктор снабжен установленными в наклонных радиальных пазах, выполненных в пластинах корпуса, со стороны полюса зацеплени  обоймами с роликами, прижатыми к наружным коническим поверхност м соответствующих зубчатых колес в направлении, перпендикул рном этим поверхност м , посредством пружин, св занных с гайками, усилие прижатий каждого из роликов определено из выражени 

Рприж 0,5 Fn (1 + U)/COS у,

где Рп - нормальное усилие зацеплени  зубчатого колеса с внутренними зубь ми соответствующего блока;

и - отношение числа зубьев колеса с внутренними зубь ми к числу зубьев колеса с внешними зубь ми этого блока;

у - угол при вершине конуса наружной поверхности колеса с внутренними зубь ми этого блока, определенный из выражени : ,. nrrta 2 а + b

У - dl 1Луг - ,

где а - рассто ние между точками приложени  равнодействующей сил зацеплени , действующих на зубчатые колеса этого блока , и усилием прижати  соответствующего ролика вдоль геометрической оси блока;

b - рассто ние от точки приложени  компенсирующей силы до заделки консольной оси этого блока;

R - радиус точки приложени  компенсирующей силы относительно геометрической оси конуса.

Усилие прижати  ролика к наружной поверхности зубчатого колеса внешнего зацеплени  частично компенсирует действие

0 на консольную ось, на которой установлен блок зубчатых колес, усилий, возникающих в зацеплени х зубчатых колес этого блока. Разгрузка консольной оси в свою очередь позволит уменьшить ее поперечные разме5 ры, Выполнение наружной поверхности зубчатых колес внутреннего зацеплени  в виде усеченного конуса позвол ет сообщить усилию прижати  ролика направление , обеспечивающее возникновение в

0 точке прижати  ролика осевой составл ющей , способной компенсировать действующий в осевой плоскости момент приложенных к блоку зубчатых колес усилий зацеплени .

5на фиг.1 изображена схема редуктора;

нафиг.2 -узел прижимного ролика; нафиг.З - схема действи  сил зацеплени  в плоскости , нормальной к оси блока зубчатых колес; на фиг.4 - схема действи  сил зацеплени  в

0 осевой плоскости блока зубчатых ,олес.

Редуктор содержит корпус, состо щую из пластин 1, 2 и 3. В пластине 1 смонтированы вместе с валом 4 ведуща  шестерн  5, а также консольна  ось 6, на которой смон5 тмрован, образу  с ней подшипник скольжени , первый промежуточный блок зубчатых колес, состо щий из колеса 7 внутреннего зацеплени  и шестерни 8 внешнего зацеплени , С шестерней 8 находитс  в зацеп0 лении зубчатое колесо 9 второго промежуточного блока зубчатых колес, смонтированного на консольной оси 10 и включающего шестерню 11. Шестерн  11 зацепл етс  с колесом 12 тихоходной ступе5 ни, смонтированным вместе с валом 13 в пластине 3.

Наружные поверхности зубчатых колес 7 и 9 выполнены в виде усеченных конусов и взаимодействуют с роликами 14, смонти0 рованными в обоймах 15. Усилие прижати  роликов 14 к наружным поверхност м зубчатых колес 7 и 9 обеспечиваетс  пружинами 16 и регулируетс  с помощью гаек 17. Угол при вершине усеченного конуса и

5 усилие прижати  ролика к наружной поверхности зубча гого колеса внутреннего зацеп- лени  определ ютс  на основании следующего, Суммарное действующее на консольную ось радиальное усилие складываетс  из радиального и окружного усилий

зацеплени  приложенных соответственно к зубчатым венцам внутреннего и внешнего зацеплени . Сумма радиального Fr и окружного Ft усилий, приложенных к каждому из зубчатых венцов, представл ет собой нормальное усилие Fn. Если нормальное усилие , приложенное к венцу внутреннего зацеплени  блока зубчатых колес равно Fn, то усилие, приложенное к шестерне внешнего зацеплени  этого блока, будет равно и Fn, где и - отношение числа зубьев венца внутреннего зацеплени  к числу зубьев венца внешнего зацеплени  (и 2Внутр./2внеш.).

Следовательно, суммарное радиальное усилие, воспринимаемое консольной осью, по величине равно Fn (1+u) проходит через ее геометрическую ось и составл ет с геометрической осью симметрии блока зубчатых колес угол, равный углу зацеплени  (20°). Если рассто ние между силами Fn и и Fn, измеренное вдоль геометрической оси блока, равно С, то точка приложени  суммарной силы отстоит от точки приложени  большей силы и Fn на величину с/(и+1). Действие на консольную ось силы (1+и) Fn может быть компенсировано действием на наружную поверхность колеса внутреннего зацеплени  усили  прижати  ролика. Поскольку сила Fn (1+и) действует только во врем  работы редуктора под нагрузкой, а компенсирующа  сила - посто нно, то величину компенсирующей силы целесообразно прин ть 0,5 Fn (1+и).

Если рассто ние между точками приложени  суммарной радиальной и компенсирующей сил равно а, а рассто ние от точки приложени  компенсирующей силы до заделки консольной оси - Ь, то суммарна  радиальна  и компенсирующа  силы создают в заделке консольной оси изгибающий момент, равный по величине

Fn (1 + и) (а + Ь) - 0,5 Fn (1+u) b

Этот момент компенсируетс  моментом относительно геометрической оси блока зубчатых колес осевой составл ющей усили  прижати  ролика к наружной поверхности зубчатого колеса внутреннего зацеплени , возникающей вследствие вый

40

полнени  этой поверхности в виде усеченного конуса с углом при вершине у.величина которого определ етс  из выражени 

Fn (1+u) (a+b) - 0,5 Fn (1+и) b 5 0,5 Fn (1+u) R -tgy,

где R - радиус точки приложени  компенсирующей силы относительно геометрической оси конуса.

Из этого выражени  следует, что

10 v -  ггтп a+0.5-b -  ггтп 2 а + Ь

} 3rCtg 0.5-R arCtQ R

Усилие пружины, прижимающей ролик к поверхности конуса, определ етс  из формулы 15 0,5 Fn (1 + и)

Гприж - Гпруж -CQS

Редуктор работает следующим образом . Вращение ведущего вала 4 сообщаетс  шестерне 5 и с нее передаетс 

20 последовательно блокам зубчатых колес 7- 8 и 9-11, а с зубчатого колеса 11 - зубчатому колесу 12 и выходному валу 13. При этом частота вращени  ведомого вала 13 уменьшаетс , а крут щий момент на нем (без уче25 та КПД) повышаетс  в (7внутр./7Внеш.) I раз, где I - число ступеней преобразовани  параметров движени ,

Возникающие в процессе работы редуктора под нагрузкой усили  зацеплени  час30 тично компенсируютс  соответствующими усили ми прижати  роликов к наружным поверхност м зубчатых колес внутреннего зацеплени , вследствие чего воспринимаемые консольными ос ми 6 и 10 нагрузки

35 уменьшаютс  в 2 раза. При работе редуктора без нагрузки, а также при просто х редуктора консольные оси, нагружаемые усили ми прижати  роликов, испытывают такие же нагрузки, как при работе редуктора , но противоположные по направлению.

Компенсаци  возникающих 8 зацеплени х редуктора усилий улучшает услови  функционировани  его основных элементов и повышает КПД редуктора.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1180600, кл. F 16 М 57/02, 1985.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ЗУБЧАТЫЙ РЕДУКТОР, содержащий корпус, состо щий из пластин, имеющих сквозные отверсти  и кронштейны с кон- с сольными ос ми, на которых в сквозных отверсти х смежных пластин установлены блоки зубчатых колес с внешним и внутренним зацеплени ми, отличающийс  тем, что, с целью повышени  его надежности.

   50

   наружные поверхности вход щих в блоки зубчатых колес внутреннего зацеплени  выполнены в виде усеченных конусов, редуктор снабжен установленными в наклонных радиальных пазах, выполненных в пластинах корпуса, со стороны полюса зацеплени  обоймами с роликами, прижатыми к наружным коническим поверхност м соответствующих зубчатых колес в направлении , перпендикул рном к этим поверхност м , посредством пружин, св занных с гайками, усилие прижати  каждого из роликов определено из выражени 

   Рприж 0,5Fn(1 + U)/cosy, где Fn - нормальное усилие зацеплени  зубчатого колеса с внутренними зубь ми соответствующего блока;

   U - отношение числа зубьев колеса с внутренними зубь ми к числу зубьев колеса с внешними зубь ми этого блока;

   у - угол при вершине конуса наружной поверхности колеса с внутренними

   / 2.

   9 /0 5

   Фиг. /

   21478

   зубь ми этого блока, определенный из выражени  у arctg(2a + b)/R ,

   где а - рассто ние между точками прило- 5 жени  равнодействующих сил зацеплени , действующих на зубчатые колеса этого блока, и усили  прижати  соответствующего ролика вдоль геометрической оси блока; b - рассто ние от точки приложени  10 компенсирующей силы до заделки

   консольной оси этого блока; R - радиус точки приложени  компенсирующей силы относительно геометрической оси конуса.

   /У

   Фиг. 2

   Фиг.Ъ

   №пН