RU2032122C1

RU2032122C1 - Planet gear

Info

Publication number: RU2032122C1
Authority: RU
Inventors: Михаил Федорович Пашкевич; Василий Васильевич Геращенко; Виктор Михайлович Пашкевич; Николай Антонович Матвеенко; Геннадий Павлович Патюшко
Original assignee: Могилевский Машиностроительный Институт
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: planet gear has driving link, two disks with periodic grooves, carrier, and two groups of satellites-rollers. The driving link is constructed as two coaxial rings mounted on the eccentric for permitting rotation. The rings define a ring space. The carrier is made up as two disks having radial slots. The two groups of the satellites-rollers are positioned in the ring space and slots of the carrier. The first group interact with periodic groove of the fixed disk and the second group interacts with periodic groove of the driven disk. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных машин, механизмов, технологического оборудования для изменения частоты вращения приводного электродвигателя. The invention relates to mechanical engineering and can be used in drives of various machines, mechanisms, technological equipment for changing the frequency of rotation of a drive electric motor.

Известна планетарная передача, содержащая ведущее звено, выполненное в виде двух коаксиальных колец, установленных на эксцентрике и образующих кольцевую щель между обращенными друг к другу поверхностями сателлиты-ролики, размещенные в кольцевой щели, водило, связанное с ведомым валом и выполненное в виде двух соединенных между собой дисков с радиальными прорезями, размещенных по обе стороны ведущего звена, и диск с замкнутой периодической канавкой, взаимодействующей с роликами [1]. Known planetary gear containing a driving link made in the form of two coaxial rings mounted on an eccentric and forming an annular gap between the surfaces facing each other, satellite-rollers placed in an annular gap, a carrier connected to the driven shaft and made in the form of two connected between a disk with radial slots located on both sides of the drive link, and a disk with a closed periodic groove interacting with the rollers [1].

Недостатком данной передачи является недостаточные кинематические возможности в части больших значений передаточного отношения. The disadvantage of this transmission is the lack of kinematic capabilities in terms of large gear ratios.

В такой передаче передаточное отношение определяется числом периодов канавки на неподвижном диске по соотношению
U= Z₂±1, (1) где Z₂ - количество периодов периодической канавки на неподвижном диске;
1 - количество периодов ведущей канавки (однопериодная кольцевая щель, Z₁=1).In such a transmission, the gear ratio is determined by the number of groove periods on the fixed disk by the ratio
U = Z ₂ ± 1, (1) where Z ₂ is the number of periods of the periodic groove on the fixed disk;
1 - the number of periods of the leading groove (single-period annular gap, Z ₁ = 1).

Верхний и нижний знаки соответствуют принятому количеству сателлитов Zm= Z₂+1 или Zm=Z₂-1. Как видно из формулы (1), для обеспечения больших передаточных отношений надо выбрать большее значение Z₂. А это усложняет изготовление передачи, увеличивает металлоемкость и трудоемкость изготовления.The upper and lower signs correspond to the accepted number of satellites Zm = Z ₂ +1 or Zm = Z ₂ -1. As can be seen from formula (1), to ensure large gear ratios, you need to choose a larger value of Z ₂ . And this complicates the manufacture of the transmission, increases the metal consumption and the complexity of manufacturing.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей передачи. The aim of the invention is to expand the kinematic capabilities of the transmission.

Цель достигается тем, что в планетарной передаче, содержащей ведущее звено, соединенное с ведущим валом и выполненное в виде установленных с возможностью вращения на эксцентрике двух коаксиальных колец, образующих кольцевую щель между обращенными друг к другу поверхностями, сателлиты-ролики, размещенные в кольцевой щели, водило, выполненное в виде двух соединенных между собой дисков с радиальными прорезями, размещенных по обе стороны ведущего звена, и два диска с периодическими канавками на своих торцах, согласно изобретению, один из дисков с периодической канавкой связан с корпусом, а другой - с ведомым валом, передача снабжена двумя группами сателлитов-роликов, одна из которых взаимодействует с периодической канавкой неподвижного диска, а другая - с периодической канавкой ведомого диска, водило снабжено двумя группами равномерно расположенных прорезей, смещенных одна относительно другой, а количество прорезей принято равным Zm₁=Z₂₁±1 и Zm₂= Z₂₂±1, где Z₂₁ и Z₂₂ - количество периодов канавок на неподвижном и ведомом дисках соответственно.The goal is achieved in that in a planetary gear containing a drive link connected to the drive shaft and made in the form of two coaxial rings mounted with the possibility of rotation on the eccentric, forming an annular gap between the surfaces facing each other, satellite-rollers placed in the annular gap, the carrier, made in the form of two interconnected disks with radial slots located on both sides of the drive link, and two disks with periodic grooves at their ends, according to the invention, one of the di with a periodic groove connected to the housing, and the other to the driven shaft, the transmission is equipped with two groups of satellite rollers, one of which interacts with the periodic groove of the fixed disk, and the other with the periodic groove of the driven disk, the carrier is equipped with two groups of evenly located slots, displaced relative to each other, and the number of slots is taken to be Zm ₁ = Z ₂₁ ± 1 and Zm ₂ = Z ₂₂ ± 1, where Z ₂₁ and Z ₂₂ are the number of groove periods on the fixed and driven disks, respectively.

На фиг. 1 изображена планетарная передача, разрез; на фиг. 2 - схема для определения передаточных отношений такой передачи. In FIG. 1 shows a planetary gear, a section; in FIG. 2 is a diagram for determining gear ratios of such a transmission.

Планетарная передача (фиг. 1) содержит ведущий вал 1 с эксцентриком 2, на котором установлен подшипник 3, несущий ведущее звено, состоящее из коаксиальных колец 4 и 5, образующих кольцевую щель. В кольцевой щели между обращенными друг к другу поверхностями колец 4 и 5 расположены две группы сателлитов-роликов. Одна группа сателлитов 6 в количестве Zm₁=Z₂₁±1 взаимодействует с периодической канавкой, выполненной на неподвижном диске 7, а вторая группа сателлитов 8 в количестве Zm₂=Z₂₂±1 взаимодействует с Z₂₂= периодной канавкой, выполненной на ведомом диске 9, связанной с выходным валом 10.The planetary gear (Fig. 1) contains a drive shaft 1 with an eccentric 2, on which a bearing 3 is mounted, which carries a drive link, consisting of coaxial rings 4 and 5, forming an annular gap. In the annular gap between the facing surfaces of the rings 4 and 5 are two groups of satellite rollers. One group of satellites 6 in the amount of Zm ₁ = Z ₂₁ ± 1 interacts with a periodic groove made on the fixed disk 7, and the second group of satellites 6 in the amount of Zm ₂ = Z ₂₂ ± 1 interacts with Z ₂₂ = a periodic groove made on the driven disk 9 associated with the output shaft 10.

Сателлиты-ролики (групп 6 и 8) удерживаются на требуемом угловом расстоянии при помощи водила-сепаратора 11, свободно вращающегося при работе передачи. На фиг. 2 представлены совмещенные в одну плоскость развертки периодических канавок и изображены две группы сателлитов (темные и светлые точки): 1' - развертка однопериодной (Z₁=1) канавки - кольцевой щели, 2' - развертка периодической канавки с числом периодов Z₂₂, которая выполнена на ведомом диске, 3 - развертка периодической канавки с числом периодов Z₂₁, выполненной на неподвижном диске. На схеме изображены две группы сателлитов. Темные точки - это сателлиты 8, взаимодействующие с периодической канавкой на ведомом диске, их количество Zm₂=Z₂₂+1; светлые точки - сателлиты 6, взаимодействующие с периодической канавкой на неподвижном диске, их количество Zm₁=Z₂₁+1.Satellite rollers (groups 6 and 8) are held at the required angular distance using the carrier-separator 11, which rotates freely during transmission operation. In FIG. Figure 2 shows the sweeps of periodic grooves aligned in one plane and shows two groups of satellites (dark and light points): 1 '- sweep of a single-period (Z ₁ = 1) groove - an annular gap, 2' - sweep of a periodic groove with the number of periods Z ₂₂ , which made on the slave disk, 3 - scan of the periodic groove with the number of periods Z ₂₁ made on a fixed disk. The diagram shows two groups of satellites. Dark points are satellites 8 interacting with a periodic groove on the driven disk; their number is Zm ₂ = Z ₂₂ +1; light points - satellites 6 interacting with a periodic groove on a fixed disk, their number Zm ₁ = Z ₂₁ +1.

Из фиг. 2 видно, что при работе передачи, когда периодическая канавка (1') перемещается, например, влево из некоторого положения 1', происходит перемещение точек пересечения линии 1' с линиями 2' и 3' также влево. И если из положения 1' линию 1 переместить влево на величину
S₁ =

+

, то сателлит А, взаимодействующий с неподвижной канавкой, перейдет в положение В, т.е. переместится на величину
S₂₁ =

.From FIG. 2 it can be seen that during transmission operation, when the periodic groove (1 ') moves, for example, to the left from a certain position 1', the points of intersection of line 1 'with lines 2' and 3 'also move to the left. And if from position 1 'line 1 is moved to the left by an amount
S ₁ =

+

, then satellite A interacting with the stationary groove will move to position B, i.e. will move by
S ₂₁ =

.

На эту же величину переместится влево и водило, увлекая на собой другую группу сателлитов, взаимодействующих с ведомой канавкой (2 ), а вместе с ними и эту канавку, так как число ее периодов Z₂₂ отличается от Z₂₁.The carrier will also move to the left by the same amount, dragging on itself another group of satellites interacting with the driven groove (2), and with this groove, since the number of its periods Z ₂₂ differs from Z ₂₁ .

Перемещению водила на S₂₁ будет в рассматриваемом случае соответствовать перемещение Z₂₂ - периодной канавки 2' на величину
S₂₂ =

-

.The movement of the carrier on S ₂₁ will in this case correspond to the movement of Z ₂₂ - the periodical groove 2 'by the amount
S ₂₂ =

-

.

При этом каждый сателлит пройдет по прорезям водила расстояние, равное размаху периодических канавок, т.е. равное 2А, где А - амплитуда канавок или эксцентриситет эксцентрика. In this case, each satellite will pass through the slots of the carrier, a distance equal to the span of the periodic grooves, i.e. equal to 2A, where A is the amplitude of the grooves or the eccentricity of the eccentric.

Передаточное отношение передачи находят, разделив путь, пройденный ведущим звеном (S₁), на соответствующий ему путь, пройденный ведомым звеном (S₂₂)
U =

. (2)
Формула (2) получена для случая Zm₁=Z₂₁+1 и Zm₂=Z₂₂+1. Может быть еще три случая: Zm₁= Z₂₁-1; Zm₂=Z₂₂-1; Zm₁=Z₂₁+1; Zm₂=Z₂₂-1; Zm₁=Z₂₁-1; Zm₂= Z₂₂+1. Тогда окончательную зависимость для всех случаев можно записать так
U =

. (3)
Анализ показывает, что если при Z₂=10 в передаче-прототипе достигается передаточное отношение U=11 при Zm=Z₂+1 (ф-ла 1), то в предлагаемой передаче при Z₂₁=10, Z₂₂=9, Zm₁=11 и Zm₂=10 достигается передаточное отношение U= -99. (Знак "минус" указывает на несовпадение направлений вращения ведущего и ведомого валов). Следовательно, предлагаемая планетарная передача обеспечивает расширение кинематических возможностей.The gear ratio of the transmission is found by dividing the path traveled by the driving link (S ₁ ) by the corresponding path traveled by the driven link (S ₂₂ )
U =

. (2)
Formula (2) is obtained for the case of Zm ₁ = Z ₂₁ +1 and Zm ₂ = Z ₂₂ +1. There may be three more cases: Zm ₁ = Z ₂₁ -1; Zm ₂ = Z ₂₂ -1; Zm ₁ = Z ₂₁ +1; Zm ₂ = Z ₂₂ -1; Zm ₁ = Z ₂₁ -1; Zm ₂ = Z ₂₂ +1. Then the final dependence for all cases can be written as
U =

. (3)
The analysis shows that if at Z ₂ = 10 in the gear prototype a gear ratio of U = 11 is achieved with Zm = Z ₂ +1 (f-la 1), then in the proposed gear with Z ₂₁ = 10, Z ₂₂ = 9, Zm ₁ = 11 and Zm ₂ = 10, a gear ratio of U = -99 is achieved. (A minus sign indicates a mismatch in the rotation directions of the drive and driven shafts). Therefore, the proposed planetary gear provides the expansion of kinematic capabilities.

Расчеты показывают, что на основе предложенной конструкции планетарной передачи при Z₂₁ ≅ 31, Z₂₂ ≅ 31 и I Z₂₁-Z₂₂ I ≅ 3 можно получить планетарные роликовые редукторы, реализующие весь нормализованный ряд передаточных отношений от 1,6 до 1000.Calculations show that on the basis of the proposed planetary gear design for Z ₂₁ ≅ 31, Z ₂₂ и 31 and IZ ₂₁ -Z ₂₂ I ≅ 3, planetary roller reducers can be obtained that implement the entire normalized range of gear ratios from 1.6 to 1000.

Передача работает следующим образом. The transfer works as follows.

При вращении ведущего вала 1 получают возвратно-поступательное перемещение по прорезям водила-сепаратора 11 сателлиты-ролики 6 и 8. Сателлиты 6 перемещаются при этом по периодической канавке неподвижного диска 7 и получают планетарное движение вокруг оси передачи, увлекая за собой водило-сепаратор 11. Другая группа сателлитов 8 также получает при этом возвратно-поступательное перемещение по прорезям водила-сепаратора 11 и планетарное движение вокруг оси передачи совместно с водилом. Диск 9 с периодической канавкой на торце которого взаимодействуют ролики-сателлиты 8, получает результирующее вращательное движение. Передаточное отношение передачи определяется зависимостью (3). Выбирая различные значения Z₂₁, Z₂₂, Zm₁, Zm₂, можно получить весь нормализованный ряд передаточных отношений планетарной передачи от 1,6 до 1000 при изменении Z₂₁ и Z₂₂ до 31.When the drive shaft 1 is rotated, reciprocating movement through the slots of the carrier-separator 11 is made by satellite-rollers 6 and 8. The satellite 6 are moved along the periodic groove of the stationary disk 7 and receive planetary motion around the transmission axis, entraining the carrier-separator 11. Another group of satellites 8 also receives a reciprocating movement through the slots of the carrier-separator 11 and planetary motion around the transmission axis together with the carrier. The disk 9 with a periodic groove at the end of which the satellite rollers 8 interact, receives the resulting rotational movement. The gear ratio is determined by the dependence (3). Choosing different values of Z ₂₁ , Z ₂₂ , Zm ₁ , Zm ₂ , you can get the whole normalized series of planetary gear ratios from 1.6 to 1000 when changing Z ₂₁ and Z ₂₂ to 31.

Таким образом, если в планетарной передаче один из дисков с периодической канавкой связать с корпусом, а другой - с ведомым валом, передачу снабдить двумя группами сателлитов-роликов, одна из которых взаимодействует с периодической канавкой неподвижного диска, а другая - с периодической канавкой ведомого диска, водило снабдить двумя группами прорезей, смещенных одна относительно другой, а количество прорезей принять равным Zm₁=Z₂₁+1 и Zm₂= Z₂₂+1, где Z₂₁ и Z₂₂ - количество периодов канавок на неподвижном и ведомом дисках соответственно, то будет обеспечено расширение кинематических возможностей планетарной передачи, т.е. обеспечено при относительно небольших значениях Z₂₁ и Z₂₂получение передаточных отношений от единиц до сотен. В предлагаемой планетарной передаче при ее одноступенчатом исполнении обеспечивается получение передаточных отношений, соответствующих двухступенчатому исполнению.Thus, if in a planetary gear one of the disks with a periodic groove is connected to the housing and the other to the driven shaft, the gear should be equipped with two groups of satellite rollers, one of which interacts with the periodic groove of the fixed disk, and the other with the periodic groove of the driven disk , the carrier should be equipped with two groups of slots displaced one relative to the other, and the number of slots should be equal to Zm ₁ = Z ₂₁ +1 and Zm ₂ = Z ₂₂ +1, where Z ₂₁ and Z ₂₂ are the number of groove periods on the fixed and driven disks, respectively will be reckless expansion of the kinematic features of the planetary transmission, ie, provided with relatively small values of Z ₂₁ and Z ₂₂ receiving gear ratios from units to hundreds. In the proposed planetary gear with its single-stage performance, gear ratios corresponding to the two-stage performance are provided.

Claims

PLANETARY TRANSMISSION, comprising a housing, drive and driven shafts, a drive link connected to the drive shaft and made in the form of an eccentric and rotatably mounted on the last two coaxial rings forming an annular gap between the surfaces facing one another, a carrier made in the form of two placed on both sides of the drive link and interconnected disks with evenly spaced radial slots, a disk connected to the casing with a periodic groove and placed in the satellite ring slit s-rollers for interacting with a periodic groove and radial slots of the carrier wheels, characterized in that it is provided with another disk with a periodic groove connected to the driven shaft, a second group of satellite rollers for interacting with the last and second group of radial slots of the carrier wheels, which are offset relative to the first group of slots, and the number of slots is taken to be ZM ₁ = Z ₂ ₁ ± 1 and ZM ₂ = Z ₂ ₂ ± 1 in the first and second groups, respectively, where Z ₂ ₁ and Z ₂ ₂ are the number of groove periods on the fixed and driven disks .