RU2011067C1

RU2011067C1 - Reduction gear

Info

Publication number: RU2011067C1
Authority: RU
Inventors: Борис Анатольевич Коряков-Савойский; Иван Петрович Власов
Original assignee: Борис Анатольевич Коряков-Савойский; Иван Петрович Власов
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: reduction gear has case, input and output shafts, central gear wheel, carrier, satellites and gears. The carrier is fixed within the case and has at least three cylindrical driving shafts. The satellites is composed with central and side gears which is equal to half width of the central one. The side gears are mounted on all driving shafts simultaneously through bearings and eccentric bushings. The central gear wheel and the gear rings have no great difference in number of the teeth. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин и силовых механизмов для передачи силовых нагрузок до 4000 н˙м. при обеспечении больших передаточных чисел. The invention relates to mechanical engineering and can be used in drives of machines and power mechanisms for transmitting power loads up to 4000 nm. while providing large gear ratios.

Известен редуктор, содержащий корпус, подвижное и неподвижное центральные колеса с внутренними зубьями, водило, входной и выходной валы и составной сателлит из эксцентрично установленных и жестко связанных между собой зубчатых колец, эксцентриситеты которых направлены в противоположные стороны, при этом сателлит в зацепление одновременно с обоими центральными колесами [1] . A known gearbox comprising a housing, a movable and fixed central wheels with internal teeth, a carrier, an input and output shafts and a composite satellite of eccentrically mounted and rigidly interconnected gear rings, the eccentricities of which are directed in opposite directions, while the satellite is engaged simultaneously with both central wheels [1].

В указанной конструкции выполнение сателлита составным из эксцентричных зубчатых колец позволяет уменьшить радиальные нагрузки на ведущий вал. Однако кольца, находящиеся в зацеплении с неподвижным центральным колесом, выполняют функцию муфты, снижая КПД редуктора, а кольца сателлита, находящиеся в зацеплении с подвижным центральным колесом, воспринимают воздействие неуравновешенных изгибающих нагрузок. Последнее требует повышенной жесткости подвижного центрального колеса, введения в конструкцию трех подшипников качения, что увеличивает массу и габариты (длину) редуктора. In this design, the implementation of the satellite composite of eccentric gear rings can reduce radial loads on the drive shaft. However, the rings meshed with the fixed central wheel perform the function of a clutch, reducing the efficiency of the gearbox, and the satellite rings meshed with the movable central wheel perceive the effect of unbalanced bending loads. The latter requires increased stiffness of the movable central wheel, the introduction of three rolling bearings into the design, which increases the mass and dimensions (length) of the gearbox.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является редуктор, содержащий корпус, входной и выходной валы, центральное подвижное колесо с наружными зубьями, связанное с выходным валом, закрепленное в корпусе водило, несущее ведущие валы, эксцентрично установленные на последних через подшипники с возможностью относительного перемещения в окружном направлении сателлиты, эксцентриситеты которых направлены в противоположные стороны, зубчатые шестерни, одна из которых размещена на входном валу, другие - на ведущих валах для кинематической связи последних с выходным валом [2] . The closest in technical essence to the proposed one is a gearbox containing a housing, input and output shafts, a central movable wheel with external teeth connected to the output shaft, mounted in the carrier body, bearing drive shafts eccentrically mounted on the latter through bearings with the possibility of relative movement in satellites in the circumferential direction, the eccentricities of which are directed in opposite directions, gear gears, one of which is located on the input shaft, the other on the drive shafts for nematic last communication with the output shaft [2].

В указанном редукторе сателлиты установлены на два симметрично размещенных в водиле ведущих вала. Это определяет локальный, нераспределенный по телу деталей характер передачи силовых нагрузок от ведущих валов на сателлиты и стенки водила в радиальном и тангенциальном направлениях, так как радиальные составляющие силовых нагрузок лежат в одной плоскости, а тангенциальные удалены на большое (180^о) расстояние. Как следствие, редуктор имеет увеличенные габариты и массу.In this gearbox, the satellites are mounted on two drive shafts symmetrically placed in the carrier. This determines the local character of the transfer of power loads from the drive shafts to the satellites and the carrier walls in the radial and tangential directions, which is not distributed over the body of the parts, since the radial components of the power loads lie in the same plane, and the tangential ones are removed over a large (180 ^° ) distance. As a result, the gearbox has increased dimensions and weight.

Кроме того, в конструкции редуктора не достигается динамическое силовое уравновешивание эксцентрично установленных сателлитов, имеющих различную ширину, что снижает несущую способность и надежность редуктора, требует увеличения его габаритов и массы. In addition, the design of the gearbox does not achieve dynamic power balancing of eccentrically mounted satellites having different widths, which reduces the bearing capacity and reliability of the gearbox, requires an increase in its dimensions and weight.

Таким образом, актуальной задачей является снижение габаритов и массы редуктора, повышение их несущей способности и надежности. Thus, the urgent task is to reduce the size and weight of the gearbox, increase their bearing capacity and reliability.

Для этого предлагается редуктор, содержащий корпус, входной и выходной валы, центральное колесо с наружными зубьями, закрепленное в корпусе водило, несущее ведущие валы, эксцентрично установленные на последних через подшипники с возможностью относительного перемещения в окружном направлении сателлита с внутренними зубьями, эксцентриситеты которых направлены в противоположные стороны, зубчатые шестерни, одна из которых закреплена на входном валу, другие - на ведущих валах для кинематической связи последних с входным валом, при этом водило имеет по меньшей мере три цилиндрических ведущих вала, сателлиты составлены из центральных и равных их половинной ширины боковых зубчатых колец, которые установлены через подшипники и эксцентриковые втулки одновременно на все ведущие валы, а центральное подвижное колесо с наружными зубьями и зубчатые кольца имеют малую разницу чисел зубьев. For this purpose, a gearbox is proposed that includes a housing, input and output shafts, a central wheel with external teeth, a carrier mounted in the carrier, bearing drive shafts eccentrically mounted on the latter through bearings with the possibility of relative movement in the circumferential direction of the satellite with internal teeth, the eccentricities of which are directed to opposite sides, gears, one of which is mounted on the input shaft, the other on the drive shafts for the kinematic connection of the latter with the input shaft, while water The sludge has at least three cylindrical drive shafts, the satellites are composed of central and equal to half the width of the side gear rings, which are installed through bearings and eccentric bushings simultaneously on all the drive shafts, and the central movable wheel with external teeth and gear rings have a small difference in numbers teeth.

Установкой зубчатых колец одновременно на не менее три ведущих вала достигается уменьшение нагрузок на последние и их распределение по телу зубчатых колец, а выполнением боковых зубчатых колец составного сателлита равными половине ширины их центральных колец достигается полное динамическое силовое уравновешивание кинематических звеньев редуктора, что повышает несущую способность и надежность редуктора, снижает его габариты и массу. Выполнение зубчатых колец и центрального подвижного колеса с малой разностью чисел зубьев позволяет достичь передаточных чисел до 300. By installing the gear rings simultaneously on at least three drive shafts, the loads on the latter and their distribution over the body of the gear rings are reduced, and the lateral gear rings of the composite satellite equal to half the width of their central rings achieve full dynamic force balancing of the kinematic links of the gearbox, which increases the bearing capacity and reliability of the gearbox reduces its dimensions and weight. The implementation of the gear rings and the Central movable wheel with a small difference in the number of teeth allows you to achieve gear ratios of up to 300.

На фиг. 1 изображен предлагаемый редуктор, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the proposed gearbox, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Предлагаемый редуктор состоит из составного корпуса 1, жестко скрепленного с ним составного водила 2, на стенках которого через подшипники 3 установлено центральное подвижное зубчатое колесо 4 с наружными зубьями и на подшипниках 5 - цилиндрические вяжущие валы 6 с эксцентриковыми втулками 7 и подшипниками 8, а между стенками водила с опорой одновременно на все три ведущих вала 6 - кольца 9-12 составного сателлита с внутренними зубьями, входящими в зацепление с центральным зубчатым колесом 4 с малой разницей чисел зубьев. С помощью эксцентриковых втулок 7 боковые зубчатые кольца 9 и 12 и центральные зубчатые кольца 10 и 11 входят в зацепление с диаметрально противоположными участками центрального подвижного колеса 4 (участки Б и В соответственно) при равенстве их ширины. На торцах ведущих валов 6 установлены зубчатые шестерни 13, входящие в зацепление с центральной зубчатой шестерней 14 входного вала 15. На внутренней поверхности торцовой части центрального подвижного колеса 4 выполнены шлицы 16 для кинематической связи редуктора с потребителем. Зубчатые кольца 9-12 составного сателлита установлены относительно друг друга с осевым зазором, что определяет возможность их независимого плоскопараллельного перемещения относительно оси редуктора. The proposed gearbox consists of a composite housing 1, a rigid carrier 2 rigidly attached to it, on the walls of which, through the bearings 3, a central movable gear wheel 4 with external teeth is installed and on the bearings 5 are cylindrical knitting shafts 6 with eccentric bushings 7 and bearings 8, and between the walls of the carrier supported simultaneously on all three driving shafts 6 - rings 9-12 of the composite satellite with internal teeth engaged with the central gear wheel 4 with a small difference in the number of teeth. Using eccentric bushings 7, the lateral gear rings 9 and 12 and the central gear rings 10 and 11 mesh with diametrically opposite sections of the central movable wheel 4 (sections B and C, respectively) with equal widths. At the ends of the drive shafts 6, gears 13 are mounted, which mesh with the central gear 14 of the input shaft 15. Slots 16 are made on the inner surface of the front of the central movable wheel 4 for kinematic communication of the gearbox with the consumer. The gear rings 9-12 of the composite satellite are mounted relative to each other with an axial clearance, which determines the possibility of their independent plane-parallel movement relative to the axis of the gearbox.

Работает редуктор следующим образом. The gearbox operates as follows.

Силовые нагрузки, преимущественно от электродвигателя, через входной вал 15, центральную зубчатую шестерню 14 и шестерни 13 передаются на ведущие валы 6, а от них через эксцентриковые втулки 7 и подшипники 8 на зубчатые кольца 9-12 составного сателлита. Этим достигается многократное деление силовых потоков и распределение силовых нагрузок сначала между ведущими валами 6, а затем между зубчатыми кольцами 9-12 составного сателлита. Power loads, mainly from the electric motor, are transmitted through the input shaft 15, the central gear gear 14 and gears 13 to the drive shafts 6, and from them through eccentric bushings 7 and bearings 8 to the gear rings 9-12 of the composite satellite. This achieves multiple division of power flows and distribution of power loads, first between the drive shafts 6, and then between the gear rings 9-12 of the composite satellite.

Синхронное вращение ведущих валов 6 ведет к одновременному воздействию эксцентриковых втулок 7 на стенки зубчатых колец 9-12 в трех удаленных на расстоянии 120^о относительно друг друга зонах. В зависимости от габаритов редукторов количество ведущих валов 6 увеличивают до четырех-шести, сохраняя характер распределения и уровень силовых нагрузок в зубчатых кольцах 9-12. Радиальные составляющие вектора сил в зоне контакта эксцентриковых втулок 7 с зубчатыми кольцами 9-12 (см. фиг. 2) размещены в трех параллельных плоскостях, что определяет распределение нагрузок в теле зубчатых колец и, как следствие, уменьшенные потребные их габариты и массу и редуктора в целом.The synchronous rotation of the drive shafts 6 leads to the simultaneous action of the eccentric bushings 7 on the walls of the gear rings 9-12 in three zones remote at a distance of 120 ^about one another. Depending on the dimensions of the gearboxes, the number of drive shafts 6 is increased to four to six, while maintaining the nature of distribution and the level of power loads in the gear rings 9-12. The radial components of the force vector in the contact zone of the eccentric bushings 7 with the gear rings 9-12 (see Fig. 2) are placed in three parallel planes, which determines the load distribution in the body of the gear rings and, as a result, their reduced dimensions and weight and gearbox generally.

В результате взаимодействия эксцентриковых втулок 7 с зубчатыми кольцами 9-12 последние совершают плоскопараллельное перемещение относительно подвижного центрального зубчатого колеса 4, редуцированное вращение которого через шлицы 16 передаются потребителю. При этом в каждый момент времени силовые нагрузки от эксцентрично установленных зубчатых колец 9-12 передаются на равные по площади и диаметрально расположенные участки Б и В их зацепления с центральным зубчатым колесом 4. Этим достигается динамическое силовое уравновешивание кинематических звеньев зубчатой передачи, что позволяет повысить несущую способность и надежность редуктора при снижении габаритов и массы. As a result of the interaction of the eccentric bushings 7 with the gear rings 9-12, the latter perform plane-parallel movement relative to the movable central gear 4, the reduced rotation of which through the slots 16 are transmitted to the consumer. At the same time, at each moment of time, the power loads from the eccentrically mounted gear rings 9-12 are transferred to the equally sized and diametrically located sections B and C of their engagement with the central gear 4. This achieves dynamic force balancing of the kinematic gear links, which allows to increase the bearing the ability and reliability of the gearbox while reducing the size and weight.

Выполнение составного сателлита в форме зубчатых колец 9-12 с малой разницей чисел зубьев с центральным подвижным зубчатым колесом 4 позволяет достичь передаточных чисел до 300. The implementation of the composite satellite in the form of gear rings 9-12 with a small difference in the number of teeth with a Central movable gear wheel 4 allows you to achieve gear ratios of up to 300.

Выполнение ведущих валов 6 цилиндрическими и создание эксцентриситета зубчатых колец 9-12 составного сателлита с помощью эксцентриковых втулок 7 позволяет, не меняя базовые детали-зубчатые шестерни 13 и ведущие валы 6, изменять в широких пределах эксцентриситет зубчатых колец и тип подшипников 8, что расширяет технические возможности редуктора без дополнительных материальных затрат. The implementation of the drive shafts 6 cylindrical and the creation of the eccentricity of the gear rings 9-12 of the composite satellite using the eccentric bushings 7 allows, without changing the basic parts of the gears 13 and the drive shafts 6, to widely vary the eccentricity of the gear rings and the type of bearings 8, which extends the technical reducer capabilities without additional material costs.

Высокие технико-экономические показатели предложенного редуктора позволяет широко его использовать в машиностроении для привода машин и силовых механизмов с крутящим моментом до 400 н˙м. Габариты и масса разработанного редуктора в несколько раз меньше типовых многоступенчатых планетарных редукторов. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 268828, кл. F 16 H 1/36, 1968. The high technical and economic indicators of the proposed gearbox allows it to be widely used in mechanical engineering for driving machines and power mechanisms with a torque of up to 400 n˙m. The dimensions and mass of the developed gearbox are several times smaller than typical multistage planetary gearboxes. (56) 1. USSR author's certificate N 268828, cl. F 16 H 1/36, 1968.

2. Патент Великобритании N 2218181, кл. F 16 H 1/28, 1989. 2. UK patent N 2218181, CL F 16 H 1/28, 1989.

Claims

A REDUCER comprising a housing, input and output shafts, a central movable wheel with external teeth mounted in a carrier, bearing drive shafts eccentrically mounted on the latter through bearings with the possibility of relative movement in the circumferential direction of the satellite with internal teeth whose eccentricities are directed in opposite directions , gears, one of which is fixed on the input shaft, the other on the drive shafts for the kinematic connection of the latter with the input shaft, characterized in that the sludge has at least three cylindrical drive shafts, the satellites are composed of central and equal to half the width of the side gear rings, which are installed through bearings and eccentric bushings at the same time on all drive shafts, and the central wheel with external teeth and gear rings have a small difference in the number of teeth .