RU2338103C1

RU2338103C1 - Eccentric cycloid reduction gear with preliminary stage

Info

Publication number: RU2338103C1
Application number: RU2007129403/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Становской (RU); Виктор Владимирович Становской; вичюс Сергей Матвеевич Казак (RU); Сергей Матвеевич Казакявичюс; Тать на Андреевна Ремнева (RU); Татьяна Андреевна Ремнева; Владимир Михайлович Кузнецов (RU); Владимир Михайлович Кузнецов
Original assignee: Виктор Владимирович Становской
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-11-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to planetary toothed gearing with the central axis located inside the planetary gear wheel main circumference (CYCLO-type reduction gear). Housing (1) of the eccentric cycloid reduction gear with a preliminary stage incorporates turning flanges fitted in bearings. The aforesaid flanges accommodate eccentric shafts (9) with eccentric parts (10). Eccentrics (10) of shafts (9) support cycloid plate (12) fitted in bearings to effect a plane-parallel planetary motion with shafts (9) running. The plate (12) comes into mesh with the internal gearing wheel the rim of which is formed by rollers (15) fitted unlocked on the housing inner surface. The preliminary stage satellites (18) are rigidly fitted on eccentric shafts (9) to be driven by gear (20) in mesh with the central shaft (21). The preliminary stage gear (20) represents a single-tooth gear with a profile of eccentrically shifted circumference (22), the satellites of the said stage feature a cycloid profile (19).

EFFECT: higher accuracy of gearing and torque.

4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к зубчатым планетарным передачам вращения, а более конкретно к планетарным передачам с циклоидально-цевочным зацеплением и с центральной осью передачи, лежащей внутри основной окружности планетарного колеса.The invention relates to gear planetary gears of rotation, and more particularly to planetary gears with cycloidal-pinion gearing and with a central axis of the gear lying inside the main circumference of the planetary wheel.

Передачи такого типа в России известны как планетарно-цевочные редукторы (RU 2285163, RU 23477). Они содержат центральный ведущий вал с оппозитными эксцентриками, на которых на подшипниках установлены сателлиты с эпициклоидальными зубьями - циклоидальные диски, которые при вращении эксцентриков совершают осциллирующее плоскопараллельное движение. Диски находятся в зацеплении с центральным колесом внутреннего зацепления, совмещенным с корпусом. Зубья этого колеса образованы роликами, свободно установленными в выемках корпуса. В результате взаимодействия с неподвижным центральным колесом внутреннего зацепления осциллирующие циклоидные диски поворачиваются вокруг собственных подвижных осей. Это вращение дисков передается к ведомому валу с помощью механизма параллельных кривошипов. Конструктивно он представляет собой поворотные фланцы, связанные с ведомым тихоходным валом. Фланцы установлены в корпусе на подшипниках, жестко связаны друг с другом посредством перемычек, свободно проходящих сквозь отверстия в дисках. Фланцы выполнены с пальцами, которые обкатывают окружные отверстия в дисках и передают их вращение вокруг собственных осей к ведомому валу. Передаточное отношение такого одноступенчатого редуктора лежит в диапазоне 3-119.Transmissions of this type in Russia are known as planetary gear reduction gears (RU 2285163, RU 23477). They contain a central drive shaft with opposite eccentrics, on which satellites with epicycloidal teeth are mounted on bearings - cycloidal disks, which during the rotation of the eccentrics perform oscillating plane-parallel motion. The disks are engaged with a central internal gear wheel combined with the housing. The teeth of this wheel are formed by rollers freely mounted in the recesses of the housing. As a result of interaction with the stationary central gearwheel, the oscillating cycloid disks rotate around their own movable axes. This rotation of the discs is transmitted to the driven shaft using a parallel crank mechanism. Structurally, it is a rotary flanges associated with a driven low-speed shaft. The flanges are mounted on bearings in the housing and are rigidly connected to each other by means of jumpers freely passing through the holes in the disks. Flanges are made with fingers that run around the circular holes in the discs and transmit their rotation around their own axes to the driven shaft. The gear ratio of such a single-stage gearbox lies in the range of 3-119.

Точно такую же конструкцию имеют редукторы типа CYCLO серия FA, выпускаемые фирмой Sumitomo Drive Technologies (см. каталог фирмы 999016-09/2005). В передаче US 2003224893 для увеличения мощности число дисков и эксцентриков увеличено до 2n, где n - целое число, большее или равное 2. В редукторе CYCLO одним из тяжелонагруженных звеньев является подшипник, сидящий на эксцентрике ведущего вала.The CYCLO type FA series gearboxes manufactured by Sumitomo Drive Technologies have exactly the same design (see the catalog of the company 999016-09 / 2005). In transmission US 2003224893, to increase power, the number of discs and eccentrics is increased to 2n, where n is an integer greater than or equal to 2. In the CYCLO gearbox, one of the heavily loaded links is a bearing mounted on the eccentric of the drive shaft.

Для увеличения нагрузочной способности передачи при прочих равных условиях, а также для увеличения передаточного отношения, применяют схему эксцентрикового редуктора с тремя разнесенными по окружности эксцентриковыми валами, которые приводятся во вращение дополнительной предварительной ступенью передачи. В редукторах CYCLO серии FT (см. каталог фирмы «Sumitomo Drive Technologies» 999016-09/2005, стр.77) в качестве предварительной ступени выступает планетарная эвольвентная передача с ведущей шестерней. Шестерня предварительной передачи жестко закреплена на центральном ведущем валу редуктора, которым является вал двигателя. Шестерня находится в зацеплении с несколькими сателлитами (как правило, с тремя). Сателлиты жестко связаны с эксцентриковыми валами, установленными на подшипниках в поворотных фланцах эксцентрикового редуктора. На эксцентричных участках валов с помощью подшипников посажены циклоидальные диски. Вращение вала двигателя через зубчатые колеса предварительной ступени приводит во вращение эксцентриковые валы, которые, вращаясь на подшипниках в отверстиях циклоидальных дисков эксцентрикового редуктора, заставляют последние совершать плоскопараллельное планетарное осциллирующее движение. Зацепляясь с неподвижным колесом внутреннего зацепления, диски поворачиваются вокруг своих осей, заставляя вращаться поворотные фланцы вместе с посаженными в них эксцентриковыми валами. Т.е. в этом редукторе функцию пальцев параллельных кривошипов выполняют эксцентриковые валы. Дополнительная передача расположена в корпусе эксцентрикового редуктора, поэтому имеет ограниченные радиальные размеры и небольшое передаточное отношение.To increase the load carrying capacity of the gear ceteris paribus, as well as to increase the gear ratio, an eccentric gearbox is used with three eccentric shafts spaced around the circumference, which are driven by an additional preliminary gear stage. In CYCLO FT gearboxes (see Sumitomo Drive Technologies catalog 999016-09 / 2005, p. 77) planetary involute gear with a pinion gear acts as a preliminary stage. The gear of the preliminary gear is rigidly fixed to the central drive shaft of the gearbox, which is the motor shaft. The gear is meshed with several satellites (usually with three). The satellites are rigidly connected to the eccentric shafts mounted on bearings in the rotary flanges of the eccentric gearbox. On eccentric sections of the shafts, bearings are fitted with cycloidal disks. The rotation of the motor shaft through the gears of the preliminary stage drives the eccentric shafts, which, rotating on bearings in the holes of the cycloidal disks of the eccentric gearbox, cause the latter to make a plane-parallel planetary oscillating motion. Engaging with a fixed internal gear wheel, the disks rotate around their axles, forcing the rotary flanges to rotate together with the eccentric shafts fitted into them. Those. in this gear, the function of the fingers of the parallel cranks is performed by eccentric shafts. The additional gear is located in the housing of the eccentric gearbox, therefore it has limited radial dimensions and a small gear ratio.

В редукторах ЕР 1767815, ЕР 1662138 для увеличения общего передаточного отношения предварительная передача выполнена двухступенчатой. Первой ступенью является эвольвентная передача, выполненная либо по планетарной схеме, либо по схеме с параллельными валами. У планетарной ступени ведущим звеном является шестерня, неподвижным - эпицикл, а ведомым звеном - водило. На водиле первой ступени жестко закреплено ведущее зубчатое колесо второй ступени предварительной передачи. Сателлиты этой ступени вращают эксцентриковые валы эксцентрикового редуктора. Редуктор имеет повышенное до 3000 передаточное отношение, достигнутое за счет усложнения конструкции и увеличения осевых габаритов.In gearboxes EP 1767815, EP 1662138, to increase the overall gear ratio, the preliminary transmission is made in two stages. The first step is the involute transmission, made either according to the planetary scheme, or according to the scheme with parallel shafts. At the planetary stage, the leading link is the gear, the stationary one is the epicyclic, and the driven link is the carrier. The drive gear of the second stage of the preliminary gear is rigidly fixed to the first stage carrier. The satellites of this stage rotate the eccentric shafts of the eccentric gearbox. The gearbox has an increased gear ratio up to 3000, achieved by complicating the design and increasing axial dimensions.

В редукторе JP 2007046730 предварительная передача также двухступенчатая, причем первой ступенью является планетарная передача с двухвенцовым сателлитом, что еще более усложняет конструкцию редуктора.In the gearbox JP 2007046730, the preliminary gear is also two-stage, with the first gear being a planetary gear with a twin-crown satellite, which further complicates the gearbox design.

В редукторе JP 2006283983 проблему увеличения передаточного отношения эксцентрикового редуктора решают, увеличивая передаточное отношение предварительной передачи без увеличения ее радиальных размеров. Для этого сателлиты через один разбивают на группы и группы разносят вдоль оси в параллельные плоскости, так что соседние колеса не пересекают друг друга. Такое решение позволяет увеличивать диаметр сателлитов до предела, ограниченного размерами ведущего колеса и корпуса эксцентрикового редуктора. На практике увеличение передаточного отношения редуктора при этом незначительно.In the gearbox JP 2006283983, the problem of increasing the gear ratio of the eccentric gearbox is solved by increasing the gear ratio of the preliminary gear without increasing its radial dimensions. To do this, the satellites are divided into groups through one and the groups are carried along the axis in parallel planes, so that adjacent wheels do not intersect each other. This solution allows you to increase the diameter of the satellites to a limit limited by the dimensions of the drive wheel and the housing of the eccentric gearbox. In practice, the increase in gear ratio is negligible.

За прототип выберем описанный выше редуктор типа CYCLO, серия FT, выпускаемый фирмой Sumitomo Drive Technologies (см. каталог фирмы 999016-09/2005, стр.77).For the prototype, we will choose the CYCLO type gearbox described above, FT series, manufactured by Sumitomo Drive Technologies (see the catalog of the company 999016-09 / 2005, p. 77).

Таким образом, задача создания простой и малогабаритной эксцентриковой передачи с повышенным передаточным отношением остается по-прежнему актуальной.Thus, the task of creating a simple and small-sized eccentric gear with an increased gear ratio remains relevant.

Техническим результатом изобретения является повышение передаточного отношения предварительной ступени эксцентрикового циклоидального редуктора без увеличения его габаритных размеров.The technical result of the invention is to increase the gear ratio of the preliminary stage of the eccentric cycloidal gearbox without increasing its overall dimensions.

Для решения поставленной задачи эксцентриковый циклоидальный редуктор, как и прототип, содержит цилиндрический корпус, в котором на подшипниках установлены поворотные фланцы. По окружности фланцев на подшипниках установлены валы, имеющие эксцентричные участки. На эксцентриках валов с помощью подшипников установлен, по меньшей мере, один циклоидальный диск, совершающий плоскопараллельное планетарное движение при вращении эксцентриковых валов. При большем числе дисков, они установлены вдоль оси на смещенные по фазе эксцентрики, причем смещение по фазе равно 360 градусам, поделенным на число дисков. Циклоидальные диски находятся в зацеплении с центральным колесом внутреннего зацепления, зубья которого выполнены в виде роликов, свободно посаженных в гнездах на внутренней поверхности корпуса. Поворотные фланцы связаны друг с другом перемычками, проходящими сквозь отверстия в циклоидальных дисках. На указанных эксцентриковых валах жестко посажены сателлиты предварительной планетарной ступени передачи. Шестерня предварительной ступени жестко связана с ведущим валом редуктора.To solve this problem, the eccentric cycloidal reducer, like the prototype, contains a cylindrical housing in which rotary flanges are mounted on the bearings. Shafts with eccentric sections are installed on the bearings around the circumference of the flanges. At least one cycloidal disk is mounted on the eccentric shafts using bearings, which performs plane-parallel planetary motion during the rotation of the eccentric shafts. With a larger number of disks, they are mounted along the axis on phase-shifted eccentrics, and the phase displacement is 360 degrees divided by the number of disks. Cycloidal disks are meshed with the central wheel of internal gearing, the teeth of which are made in the form of rollers loosely mounted in sockets on the inner surface of the housing. Rotary flanges are connected to each other by jumpers passing through holes in cycloidal disks. On these eccentric shafts, the satellites of the preliminary planetary gear stage are rigidly set. The gear of the preliminary stage is rigidly connected with the drive shaft of the gearbox.

В отличие от прототипа шестерня предварительной передачи выполнена однозубой с профилем в виде эксцентрической окружности, а сателлиты, число которых равно, по меньшей мере, трем, выполнены с циклоидальными зубьями.Unlike the prototype, the gear of the preliminary gear is single-tooth with a profile in the form of an eccentric circle, and the satellites, the number of which is equal to at least three, are made with cycloidal teeth.

Для увеличения нагрузочной способности передачи число сателлитов предварительной ступени желательно увеличить. Для того чтобы увеличение числа сателлитов не приводило к уменьшению передаточного отношения (или к увеличению радиальных размеров предварительной ступени) дополнительные сателлиты целесообразно разместить со сдвигом вдоль оси передачи в параллельной плоскости. Дополнительные сателлиты выполнены с эксцентриковой втулкой и с помощью подшипников посажены на перемычки между поворотными фланцами. Эксцентриковая втулка через подшипники посажена в отверстиях циклоидальных дисков.To increase the load carrying capacity of the transmission, the number of satellites of the preliminary stage is desirable to increase. In order for the increase in the number of satellites not to reduce the gear ratio (or to increase the radial dimensions of the preliminary stage), it is advisable to place additional satellites with a shift along the transmission axis in a parallel plane. Additional satellites are made with an eccentric sleeve and, using bearings, are seated on the jumpers between the rotary flanges. The eccentric sleeve through the bearings is seated in the holes of the cycloidal disks.

Если в этой конструкции шестерню предварительной ступени выполнить составной из отдельных венцов, то можно еще более увеличить нагрузочную способность редуктора за счет компенсации радиальных нагрузок. Венцы шестерни при этом повернуты друг относительно друга на угол, равный 360 градусам, деленный на число венцов. Каждый из венцов находится в зацеплении с сателлитами, расположенными в одной плоскостиIf in this design the gear of the preliminary stage is made integral of individual crowns, then it is possible to further increase the load capacity of the gearbox by compensating for radial loads. The gear crowns are rotated relative to each other by an angle equal to 360 degrees divided by the number of gear crowns. Each of the crowns is meshed with satellites located in the same plane.

Такой же результат может быть получен, если шестерню и сателлиты предварительной ступени выполнить в виде составных колес, образованных из, по меньшей мере, двух венцов, повернутых друг относительно друга на угол, равный угловому шагу, деленному на число венцов составного колеса.The same result can be obtained if the gear and satellites of the preliminary stage are made in the form of composite wheels formed of at least two crowns rotated relative to each other by an angle equal to the angular pitch divided by the number of crowns of the composite wheel.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, на которых изображено:The invention is illustrated by graphic materials, which depict:

фиг.1 - редуктор в разрезе,figure 1 - gearbox in section,

фиг.2 - поперечный разрез редуктора по А-А на фиг.1,figure 2 is a cross section of the gearbox along aa in figure 1,

фиг.3 - редуктор с дополнительными сателлитами в разрезе,figure 3 - gear with additional satellites in the context,

фиг.4 - разрез В-В редуктора на фиг.3,figure 4 - section bb of the gearbox in figure 3,

фиг.5 - редуктор с двухвенцовой шестерней и дополнительными сателлитами в разрезе,figure 5 - gearbox with two-gear gear and additional satellites in the context,

фиг.6 разрез D-D редуктора на фиг.5,Fig.6 section D-D gearbox in Fig.5,

фиг.7 и фиг.8 - аналогичные виды варианта редуктора с двухвенцовыми и шестерней и сателлитами.Fig.7 and Fig.8 are similar views of a variant of the gearbox with double-crowned gears and gears and satellites.

Предлагаемый эксцентриковый циклоидальный редуктор представляет собой цилиндрический корпус 1, в котором на подшипниках 2 и 3 установлены поворотные фланцы 4 и 5. Фланцы 4 и 5 жестко соединены друг с другом с помощью трех перемычек 6. Кроме того, в поворотных фланцах на подшипниках 7 и 8 по окружности вокруг оси ОО1 редуктора установлены три эксцентриковых вала 9. На эксцентриках 10 этих валов с помощью подшипников 11 установлен циклоидальный диск 12. Его внешние циклоидальные зубья 13 находятся в зацеплении с зубьями 14 колеса внутреннего зацепления. Зубья 14 образованы роликами 15, посаженными с возможностью вращения в корпусе 1. Зубья-ролики могут быть посажены свободно в гнездах, как это описано в прототипе и в редукторе на фиг.7, 8, описанном ниже. Возможна также посадка роликов 15 на оси 16, запрессованные в корпусе 1, как это показано на фиг.1.The proposed eccentric cycloidal gearbox is a cylindrical housing 1 in which rotary flanges 4 and 5 are mounted on bearings 2 and 3. Flanges 4 and 5 are rigidly connected to each other using three jumpers 6. In addition, in the rotary flanges on bearings 7 and 8 three eccentric shafts 9 are mounted around the axis OO1 of the gearbox 9. On the eccentrics 10 of these shafts using bearings 11, a cycloidal disk 12 is mounted. Its external cycloidal teeth 13 are engaged with the teeth 14 of the internal gear wheel . The teeth 14 are formed by rollers 15, mounted rotatably in the housing 1. The teeth-rollers can be fitted freely in the sockets, as described in the prototype and in the gearbox in Fig.7, 8, described below. It is also possible landing rollers 15 on the axis 16, pressed into the housing 1, as shown in figure 1.

В данной конкретной конструкции показан один циклоидальный диск, но в большинстве реальных конструкций эксцентрикового редуктора используют два или три циклоидальных диска. Два диска повернуты друг относительно друга на 180 градусов, а три - на 120 градусов. Диски посажены на смещенных друг относительно друга по фазе эксцентричных участках 10 эксцентриковых валов 9.This particular design shows one cycloidal disk, but most real eccentric gear designs use two or three cycloidal disks. Two discs are rotated relative to each other by 180 degrees, and three - 120 degrees. Disks are mounted on eccentric sections 10 of eccentric shafts 9 displaced relative to each other in phase.

Перемычки 6, скрепляющие между собой поворотные фланцы 4 и 5, проходят через отверстия 17 в циклоидальном диске (или в дисках, если их больше одного). Размеры перемычек 6 и отверстий 17 таковы, что позволяют диску 12 совершать планетарное движение внутри колеса внутреннего зацепления.Jumpers 6, fastening the rotary flanges 4 and 5 to each other, pass through the holes 17 in the cycloidal disk (or in the disks, if there are more than one). The dimensions of the jumpers 6 and the holes 17 are such that they allow the disk 12 to perform planetary motion inside the internal gearing wheel.

Для приведения во вращение эксцентриковых валов 9, на каждом из них жестко закреплено колесо-сателлит 18 предварительной ступени. Эти колеса имеют зубья 19 циклоидального профиля. Зубья 19 находятся в зацеплении с однозубой шестерней 20. Шестерня 20 выполнена за одно целое с центральным валом 21 и представляет собой цилиндр с сечением в виде эксцентрично смещенной относительно оси OO1 окружности 22. Вал 21 установлен на подшипниках 23 и 24 в поворотных фланцах 4 и 5 и проходит вдоль оси передачи сквозь отверстие 25 в циклоидальном диске 12. Центральный вал 21 является входным валом редуктора и имеет элементы для связи с валом двигателя (не показаны). Водилом предварительной ступени являются поворотные фланцы 4 и 5, в которых установлены водила эксцентриковой ступени - эксцентриковые валы 9. Число сателлитов предварительной ступени не может быть меньше 3-х, так как в противном случае нарушается непрерывность и равномерность зацепления между зубом шестерни 20, представляющим собой эксцентрическую окружность 22, и циклоидальными зубьями 19 сателлитов 18. Поскольку шестерня 20 предварительной ступени имеет только один зуб, то передаточное отношение в зацеплении шестерня 20 - сателлит 18 определяется числом зубьев сателлита 18. Передаточное отношение зацепления на фиг.2 составляет 10 и может быть еще увеличено, в то время как для эвольвентного зацепления даже при разнесенных в две плоскости сателлитах оно составляет величину порядка 3.To bring the eccentric shafts 9 into rotation, each of them has a rigidly fixed satellite wheel 18 of the preliminary stage. These wheels have teeth 19 of a cycloidal profile. The teeth 19 are meshed with a single-tooth gear 20. The gear 20 is integral with the central shaft 21 and is a cylinder with a cross section in the form of a circle 22, eccentrically offset relative to the axis OO1. The shaft 21 is mounted on bearings 23 and 24 in the rotary flanges 4 and 5 and passes along the transmission axis through the hole 25 in the cycloidal disk 12. The Central shaft 21 is the input shaft of the gearbox and has elements for communication with the motor shaft (not shown). The carrier of the preliminary stage is the rotary flanges 4 and 5, in which the carriers of the eccentric stage - the eccentric shafts are installed 9. The number of satellites of the preliminary stage cannot be less than 3, as otherwise the continuity and uniformity of gearing between the gear tooth 20, which is the eccentric circle 22, and the cycloidal teeth 19 of the satellites 18. Since the gear 20 of the preliminary stage has only one tooth, the gear ratio in the gear gear 20 - the satellite 18 is defined is determined by the number of teeth of the satellite 18. The gearing ratio of figure 2 is 10 and can be further increased, while for involute gearing, even with satellites spaced in two planes, it is of the order of 3.

Для увеличения передаточного отношения необходимо уменьшить размеры шестерни 20 с одновременным увеличением числа зубьев сателлитов 18. При этом уменьшится допустимая нагрузка на шестерню 20. Если это не допустимо, то можно увеличить размеры сателлитов 18 до максимальной величины, определяемой диаметром колеса внутреннего зацепления. При этом сателлиты начнут перекрывать друг друга. Для устранения этого эффекта сателлиты достаточно разнести вдоль оси в параллельные плоскости, и тогда размер сателлитов будет для данных габаритов максимальный. В этом случае шестерня 20 будет зацепляться с каждым из сателлитов 18 разными участками вдоль ее оси.To increase the gear ratio, it is necessary to reduce the size of the gear 20 with a simultaneous increase in the number of teeth of the satellites 18. At the same time, the permissible load on the gear 20 will decrease. If this is not permissible, then the dimensions of the satellites 18 can be increased to a maximum value determined by the diameter of the internal gear wheel. In this case, the satellites will begin to overlap each other. To eliminate this effect, the satellites need only be spaced along the axis in parallel planes, and then the size of the satellites will be maximum for these dimensions. In this case, the gear 20 will engage with each of the satellites 18 in different sections along its axis.

На фиг.3 и 4 показано решение с дополнительными сателлитами предварительной ступени, разнесенными вдоль оси и расположенными в параллельной плоскости. Шесть сателлитов 18 образуют две группы из трех сателлитов (основные сателлиты 18b и дополнительные 18а на фиг.4). Плоскость основных сателлитов 18b расположена ближе к поворотному фланцу 5, а сателлиты 18а размещены дальше от этого фланца вдоль оси OO1 внутрь редуктора. Дополнительные сателлиты 18а выполнены заодно целое с эксцентричными втулками 26 и посажены на перемычках 6 между поворотными фланцами 4 и 5 с помощью подшипников 27. Т.е. сателлиты 18а используют перемычки 6 в качестве осей. Эксцентричные втулки 26 выполняют ту же функцию, что и эксцентриковые валы 9 сателлитов 18b. Для этого они с помощью подшипников 28 посажены в отверстиях 17 циклоидального диска 12. Сателлиты обеих групп взаимодействуют с одной шестерней 20 на разных участках вдоль оси. Остальные обозначения на фиг.3 и 4 те же, что и на фиг.1 и 2.Figures 3 and 4 show a solution with additional satellites of the preliminary stage spaced along the axis and located in a parallel plane. Six satellites 18 form two groups of three satellites (the main satellites 18b and additional 18a in figure 4). The plane of the main satellites 18b is located closer to the rotary flange 5, and the satellites 18a are located further from this flange along the axis OO1 inside the gearbox. Additional satellites 18a are integral with the eccentric bushings 26 and mounted on the jumpers 6 between the rotary flanges 4 and 5 using bearings 27. That is satellites 18a use jumpers 6 as axles. The eccentric bushings 26 perform the same function as the eccentric shafts 9 of the satellites 18b. To do this, using bearings 28, they are seated in the holes 17 of the cycloidal disk 12. The satellites of both groups interact with one gear 20 in different sections along the axis. The remaining designations in figure 3 and 4 are the same as in figure 1 and 2.

Число сателлитов в группе может быть равно двум или трем, в зависимости от того, сколько сателлитов в группе не будут пересекаться друг с другом. Так шесть сателлитов в редукторе на фиг.4 можно было бы объединить в три группы по два сателлита и разместить эти группы в трех параллельных плоскостях. Это позволило бы увеличить размер сателлитов, а следовательно, и передаточное число при тех же радиальных габаритах редуктора.The number of satellites in a group can be equal to two or three, depending on how many satellites in a group will not intersect each other. So six satellites in the gearbox in figure 4 could be combined into three groups of two satellites and place these groups in three parallel planes. This would allow to increase the size of the satellites, and consequently, the gear ratio with the same radial dimensions of the gearbox.

В редукторе на фиг.3 и 4 сателлиты 18а и 186 предварительного редуктора зацепляются с одним и тем же венцом шестерни 20 на различных по его длине участках S и Т. Как видно из фиг.4, рабочие участки шестерни 20 для сателлитов обоих рядов находятся близко друг к другу в угловом положении. Следовательно, на шестерню 20 действуют значительные радиальные нагрузки.In the gearbox of FIGS. 3 and 4, the pre-gear satellites 18a and 186 are engaged with the same gear ring 20 in sections S and T of different lengths. As can be seen from FIG. 4, the working sections of gear 20 for satellites of both rows are close to each other in an angular position. Consequently, significant radial loads act on gear 20.

Для более равномерного распределения нагрузки в последней конструкции шестерню 20 целесообразно выполнить двухвенцовой с венцами 29 и 30, как это показано на фиг.5 и 6. Венцы 29 и 30 имеют форму эксцентрично смещенных в противоположные стороны окружностей. Венец 29 взаимодействует с сателлитами 18b, лежащими в одной плоскости, а венец 30 взаимодействует с сателлитами 18а в другой плоскости. При этом по сравнению с фиг.4 наиболее нагруженные рабочие участки по длине шестерни лежат на ее диаметрально противоположных сторонах (точки N и L на фиг.6), что уравновешивает радиальные нагрузки.To more evenly distribute the load in the last design, the gear 20 is expediently made double-crowned with crowns 29 and 30, as shown in FIGS. 5 and 6. The crowns 29 and 30 are circularly eccentrically displaced in opposite directions. Crown 29 interacts with satellites 18b lying in one plane, and crown 30 interacts with satellites 18a in another plane. Moreover, compared with figure 4, the most loaded working sections along the length of the gear lie on its diametrically opposite sides (points N and L in figure 6), which balances the radial load.

Редуктор, изображенный на фиг.7 и 8, имеет три двухвенцовых сателлита и двухвенцовую шестерню предварительной ступени. Венцы 31 и 32 сателлитов повернуты друг относительно друга на угол, равный половине углового шага (угловой шаг /число венцов). Венцы 29 и 30 шестерни 20 представляют собой эксцентрические окружности, повернутые друг относительно друга на 180 градусов. (Угловой шаг для однозубой шестерни составляет 360 градусов). Венец 29 шестерни находится в зацеплении с венцами 31, лежащими с ними в одной плоскости, а венец 30 зацепляется с венцами 32 сателлитов. Циклоидальное колесо 12 зацепляется с колесом внутреннего зацепления, зубья которого образованы роликами 15. В отличие от предыдущих конструкций здесь ролики 15 свободно лежат в выемках 33 на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1.The gearbox depicted in Figs. 7 and 8 has three two-crown satellites and a two-crown gear of the preliminary stage. The crowns 31 and 32 of the satellites are rotated relative to each other by an angle equal to half the angular pitch (angular pitch / number of crowns). The crowns 29 and 30 of the gear 20 are eccentric circles rotated 180 degrees relative to each other. (The angular pitch for a single-tooth gear is 360 degrees). Gear crown 29 is engaged with gear crowns 31 lying in the same plane with them, and gear gear 30 is engaged with gear satellites 32. The cycloidal wheel 12 is engaged with the internal gearing wheel, the teeth of which are formed by the rollers 15. In contrast to the previous designs, the rollers 15 here lie freely in the recesses 33 on the inner surface of the cylindrical body 1.

Конструктивно эксцентриковый редуктор на всех фигурах оформлен как самостоятельный модуль. При таком модульном исполнении любое из вращающихся друг относительно друга звеньев: поворотные фланцы 4 и 5, центральный вал 21 и цилиндрический корпус 1, могут служить ведущим, ведомым и опорным звеном. Это обеспечивается соответствующей посадкой модуля относительно валов внешних механизмов и неподвижного корпуса. В зависимости от выбора звеньев устройство будет работать как редуктор с разными передаточными отношениями или как мультипликатор.Structurally, the eccentric gearbox in all the figures is designed as an independent module. With this modular design, any of the links rotating relative to each other: the rotary flanges 4 and 5, the central shaft 21 and the cylindrical housing 1, can serve as a leading, driven and supporting link. This is ensured by the appropriate module seating relative to the shafts of the external mechanisms and the stationary housing. Depending on the choice of links, the device will work as a gearbox with different gear ratios or as a multiplier.

Рассмотрим работу устройства на фиг.1 и 2 в режиме редуктора. Ведущим звеном является центральный вал 21, в качестве опорного звена выберем цилиндрический корпус, а ведомым тихоходным звеном будут поворотные фланцы 4 и 5. При вращении вала 21 начинает вращаться однозубая шестерня 20 предварительной планетарной ступени. Ее вращение вызывает вращение сателлитов 18, вместе с которыми вращаются связанные с ними эксцентричные участки 10 валов 9. Вращение эксцентриков 10 обеспечивает планетарное движение циклоидального диска 12. Зацепляясь с неподвижным колесом внутреннего зацепления, образованным роликами 15 и цилиндрическим корпусом 1, циклоидальный диск начинает обкатываться по этому колесу, поворачиваясь вокруг собственной подвижной оси. Этот поворот эксцентриковыми валами 9 передается к поворотным фланцам 4 и 5. Общее передаточное отношение редуктора определяется собственным отношением эксцентрикового редуктора CYCLO и передаточным отношением предварительной ступени.Consider the operation of the device in figures 1 and 2 in gear mode. The leading link is the central shaft 21, we will choose a cylindrical housing as the reference link, and the rotary flanges 4 and 5 will be the driven low-speed link. When the shaft 21 rotates, the single-tooth gear of the preliminary planetary stage 20 begins to rotate. Its rotation causes the rotation of the satellites 18, with which the associated eccentric sections 10 of the shafts 9 rotate. The rotation of the eccentrics 10 provides the planetary movement of the cycloidal disk 12. Engaged with the stationary internal gearing wheel formed by the rollers 15 and the cylindrical body 1, the cycloidal disk starts to run around this wheel, turning around its own movable axis. This rotation by the eccentric shafts 9 is transmitted to the rotary flanges 4 and 5. The overall gear ratio of the gearbox is determined by the proper ratio of the CYCLO eccentric gearbox and the gear ratio of the preliminary stage.

В целом работа предлагаемого редуктора отличается от работы прототипа только иным зацеплением в планетарной передаче предварительной ступени. Поэтому рассмотрим работу зацепления в предварительной ступени более подробно. При вращении шестерни 20 по стрелке, эксцентрическая окружность 22 поочередно вступает в силовой контакт с циклоидальными зубьями 19 сателлитов 18. В положении, изображенном на фиг.2, шестерня находится в силовом контакте с левым сателлитом и вступает в контакт с верхним сателлитом. Эти сателлиты синхронно поворачиваются вокруг своих осей. Вместе с ними поворачивается и правый сателлит, так как все сателлиты связаны через валы 9 с эксцентриками 10 и циклоидальный диск 12. Фланцы 4 и 5 с валами 9 являются для предварительной ступени водилом. Поворот сателлитов 18 вызывает поворот жестко связанных с ними эксцентриков 10. Передаточное отношение в зацеплении шестерня 20 сателлит 18 при остановленном водиле, как и в прототипе, определяется отношением числа зубьев сателлита к числу зубьев шестерни. Для однозубой шестерни это отношение при прочих равных условиях максимально (для сведения: минимально возможное число зубьев шестерни эвольвентного зацепления составляет 6-10).In general, the work of the proposed gearbox differs from the work of the prototype only in a different gearing in the planetary gear of the preliminary stage. Therefore, we consider the operation of the gearing in the preliminary stage in more detail. When the gear 20 is rotated in an arrow, the eccentric circle 22 alternately comes into force contact with the cycloidal teeth 19 of the satellites 18. In the position shown in FIG. 2, the gear is in force contact with the left satellite and comes into contact with the upper satellite. These satellites rotate synchronously around their axes. The right satellite rotates with them, since all satellites are connected through shafts 9 with eccentrics 10 and a cycloidal disk 12. Flanges 4 and 5 with shafts 9 are a carrier for the preliminary stage. The rotation of the satellites 18 causes the rotation of the rigidly connected eccentrics 10. The gear ratio in the gearing of the gear 20 of the satellites 18 when the carrier is stopped, as in the prototype, is determined by the ratio of the number of teeth of the satellite to the number of teeth of the gear. For a single-tooth gear, this ratio, other things being equal, is maximum (for information: the minimum possible number of teeth of the gear of involute gearing is 6-10).

В предварительной ступени редуктора на фиг.3 и 4 шестерня 20 находится в силовом контакте с одним или двумя сателлитами 18 в каждом ряду (группе) сателлитов с небольшим угловым сдвигом между группами. Т.е. одновременно в контакте с шестерней 20 находится от двух до четырех сателлитов 18, что увеличивает нагрузочную способность передачи при прочих равных условиях. Соответственно и планетарное движение циклоидального диска 12 обеспечивается синхронным вращением как эксцентриковых валов 9 с эксцентричными участками 10, так и эксцентриковых втулок 26. Передаточное отношение у этой передачи такое же, как и у предыдущей.In the preliminary gear stage in FIGS. 3 and 4, gear 20 is in force contact with one or two satellites 18 in each row (group) of satellites with a small angular shift between the groups. Those. at the same time in contact with the gear 20 is from two to four satellites 18, which increases the transmission load capacity, ceteris paribus. Accordingly, the planetary motion of the cycloidal disk 12 is provided by the synchronous rotation of both the eccentric shafts 9 with the eccentric sections 10 and the eccentric bushings 26. The gear ratio of this gear is the same as the previous one.

В редукторе на фиг.5 и 6 два венца 29 и 30 шестерни 20 повернуты друг относительно друга на 180 градусов. Каждый из венцов зацепляется с одним рядом сателлитов 18а или 18b, и точки контакта, в отличие от предыдущего случая, лежат на диаметрально противоположных сторонах шестерни 20. В результате значительно уменьшены радиальные нагрузки шестерни 20. В остальном работа этого механизма не отличается от предыдущих.In the gearbox of FIGS. 5 and 6, two crowns 29 and 30 of the gear 20 are rotated 180 degrees relative to each other. Each of the crowns engages with one row of satellites 18a or 18b, and the contact points, unlike the previous case, lie on the diametrically opposite sides of the gear 20. As a result, the radial loads of the gear 20 are significantly reduced. The rest of the operation of this mechanism does not differ from the previous ones.

В зацеплениях предварительной ступени передачи на фиг.7 и 8 участвуют составная шестерня 20 и три составных сателлита 18. Благодаря этому при том же числе зацеплений она имеет в два раза меньшее число эксцентриковых валов, чем две предыдущее конструкции.In the gears of the preliminary gear stage in Figs. 7 and 8, the composite gear 20 and three constituent satellites 18 are involved. Due to this, with the same number of gears, it has two times less number of eccentric shafts than the two previous designs.

На всех фигурах для простоты приведен редуктор только с одним циклоидальным диском 12. В то же время на практике чаще всего применяются редукторы с двумя или тремя циклоидальными дисками. Увеличение числа циклоидальных дисков не влияет на принцип работы предварительной ступени, поэтому предлагаемое изобретение в равной мере распространяется и на редукторы с несколькими циклоидальными дисками с тем же техническим результатом.In all figures, for simplicity, a reducer with only one cycloidal disk 12 is shown. At the same time, in practice, reducers with two or three cycloidal disks are most often used. The increase in the number of cycloidal disks does not affect the principle of operation of the preliminary stage, therefore, the present invention equally applies to gearboxes with several cycloidal disks with the same technical result.

Таким образом, предлагаемое усовершенствование редуктора типа CYCLO позволяет с минимальными изменениями в конструкции и, не изменяя габаритов, значительно повысить передаточное отношение редуктора либо за счет повышения передаточного отношения предварительной ступени уменьшить передаточное отношение основной ступени, что повышает точность редуктора и максимальный крутящий момент.Thus, the proposed improvement of the CYCLO type gearbox allows, with minimal changes in design and without changing dimensions, to significantly increase the gear ratio of the gearbox or, by increasing the gear ratio of the preliminary stage, reduce the gear ratio of the main stage, which increases the gearbox accuracy and maximum torque.

Claims

1. An eccentric cycloidal gearbox comprising a cylindrical housing with rotary flanges mounted on it on bearings, in which shafts with eccentric sections are mounted on a circle around the bearings, on which at least one cycloidal disk is mounted using bearings, which interacts with the central wheel of the inner gearing, the teeth of which are made in the form of rollers freely set in sockets on the inner surface of the housing, the rotary flanges are connected to each other by jumpers passing and through the holes in the cycloidal disks, on the said eccentric shafts, the satellites of the preliminary planetary stage are rigidly mounted, the gear of which is connected to the drive shaft of the gearbox, characterized in that the gear of the preliminary transmission is made single-tooth with a profile in the form of a circle eccentrically offset relative to the transmission axis, and the satellites, the number which are equal to at least three, are made with cycloidal teeth.

2. The eccentric planetary gearbox according to claim 1, characterized in that the gear and satellites of the preliminary stage are made in the form of composite wheels formed of at least two crowns rotated relative to each other by an angle equal to the angular pitch divided by the number of crowns compound wheel.

3. The eccentric cycloidal gearbox according to claim 1, characterized in that additional pre-stage satellites are placed with a shift along the axis, which are mounted with bearings on the jumpers between the rotary flanges and are made with eccentric bushings inserted through the bearings into the holes of the cycloidal disks.

4. The eccentric planetary gearbox according to claim 3, characterized in that the gear of the preliminary stage is made up of at least two crowns rotated relative to each other by an angle equal to 360 / n degrees, where n is the number of crowns of the composite wheel, each of crowns is meshed with a group of satellites located in the same plane.