RU2345257C1 - Planetary gear - Google Patents
Planetary gear Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345257C1 RU2345257C1 RU2007134617/11A RU2007134617A RU2345257C1 RU 2345257 C1 RU2345257 C1 RU 2345257C1 RU 2007134617/11 A RU2007134617/11 A RU 2007134617/11A RU 2007134617 A RU2007134617 A RU 2007134617A RU 2345257 C1 RU2345257 C1 RU 2345257C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- satellites
- wheel
- central
- wheels
- planetary gear
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к зубчатьм передачам вращения с планетарными колесами, и предназначено для использования в приводах самого широкого назначения, требующих высоких передаточных отношений при небольших габаритах.The invention relates to mechanical engineering, and more particularly to gear rotation gears with planetary wheels, and is intended for use in drives of the broadest purpose, requiring high gear ratios with small dimensions.
Известен четырехзвенный планетарный механизм Джеймса (И.И.Артоболевский. Теория механизмов и машин, - М., Наука, 1988, с.156). Устройство содержит два центральных зубчатых колеса, одно из которых имеет внешние, а другое - внутренние зубья, водило и сателлиты, зацепляющиеся с обоими центральными колесами. Центральное колесо внешнего зацепления установлено на ведущем валу, колесо внутреннего зацепления неподвижно, а водило соединено с ведомым валом. Передача имеет высокий КПД (97-98) % и достаточно простую конструкцию.The four-link planetary mechanism of James is known (I.I. Artobolevsky. Theory of mechanisms and machines, - M., Nauka, 1988, p. 156). The device contains two central gears, one of which has external, and the other internal gears, carrier and satellites engaged with both central wheels. The central external gear wheel is mounted on the drive shaft, the internal gear wheel is stationary, and the carrier is connected to the driven shaft. The transmission has a high efficiency (97-98)% and a fairly simple design.
Основным недостатком этого механизма является невысокое передаточное отношение, определяемое как отношение радиусов центральных колес.Для увеличения передаточного отношения необходимо значительно увеличивать диаметр колеса внутреннего зацепления, что резко увеличивает габариты и массу передачи. На практике передаточное отношение механизма по этой схеме не превышает 10.The main disadvantage of this mechanism is the low gear ratio, defined as the ratio of the radii of the central wheels. To increase the gear ratio, it is necessary to significantly increase the diameter of the internal gear wheel, which dramatically increases the dimensions and weight of the gear. In practice, the gear ratio of the mechanism according to this scheme does not exceed 10.
Для увеличения передаточного отношения в планетарной передаче по патенту RU 2270388 используют схему Давида с внешним зацеплением и дополнительные паразитные шестерни. При этом происходит усложнение конструкции и удорожание передачи. Кроме того, механизм по схеме Давида с внешним зацеплением для больших передаточных отношений имеет весьма низкий КПД (менее 1% по оценке в книге В.М.Шанников. Планетарные редукторы с внецентроидным зацеплением. М., Машгиз, 1948, с.4).To increase the gear ratio in a planetary gear according to patent RU 2270388, a David circuit with external gearing and additional spurious gears are used. This complicates the design and the cost of transmission. In addition, the mechanism according to the David scheme with external gearing for large gear ratios has a very low efficiency (less than 1% as estimated in the book by V. M. Shannikov. Planetary gearboxes with extracentroid gearing. M., Mashgiz, 1948, p. 4).
Известны также более сложные схемы планетарных передач, соединяющие два или более простейших планетарных механизма (А.Ф. Крайнев, Словарь-справочник по механизмам. М., Машиностроение, 1987, с.290-291). Соответственно усложняется конструкция передачи, уменьшается ее КПД.Also known are more complex schemes of planetary gears connecting two or more simple planetary mechanisms (A.F. Krainev, Glossary-reference book on mechanisms. M., Mechanical Engineering, 1987, p.290-291). Accordingly, the design of the transmission is complicated, its efficiency is reduced.
За прототип выбираем описанную выше планетарную передачу по схеме Джеймса.For the prototype, we select the planetary gear described above according to the scheme of James.
Таким образом, задачей изобретения является создание простой планетарной передачи, обладающей высоким КПД и высоким передаточным отношением.Thus, the object of the invention is to provide a simple planetary gear with high efficiency and high gear ratio.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в увеличении передаточного отношения в планетарной передаче по схеме Джеймса без увеличения ее габаритов.The technical result achieved by the invention is to increase the gear ratio in a planetary gear according to the James scheme without increasing its dimensions.
Для решения поставленной задачи планетарная передача, как и прототип, содержит центральное колесо внешнего зацепления, центральное колесо внутреннего зацепления и сателлиты, находящиеся в зацеплении с обоими центральными колесами. Сателлиты посажены на осях водила. В отличие от прототипа центральное колесо внешнего зацепления выполнено однозубым, с профилем зуба в виде эксцентрично смещенной окружности. Сателлиты, число которых не менее трех, выполнены с зубьями циклоидального профиля. Колесо внутреннего зацепления выполнено цевочным или циклоидальным.To solve this problem, the planetary gear, as well as the prototype, contains a central wheel of external gearing, a central wheel of internal gearing and satellites in gearing with both central wheels. Satellites are planted on the axles of the carrier. Unlike the prototype, the central wheel of the external gearing is single-tooth, with the tooth profile in the form of an eccentrically displaced circle. Satellites, the number of which is not less than three, are made with teeth of a cycloidal profile. The internal gearing wheel is made of a sprocket or cycloidal.
Для повышения равномерности работы передачи и увеличения ее нагрузочной способности центральное колесо внешнего зацепления целесообразно выполнить составным из двух и более повернутых друг относительно друга венцов. Угол поворота равен угловому шагу, деленному на число венцов. Сателлиты через один разнесены друг от друга вдоль оси в параллельные плоскости. Сателлиты в каждой плоскости зацепляются с одним из венцов составного колеса внешнего зацепления. Колесо внутреннего зацепления находится в зацеплении с венцами всех сателлитов.To increase the uniformity of the transmission and increase its load capacity, it is advisable to make the central wheel of external gearing integral from two or more rims turned relative to each other. The angle of rotation is equal to the angular step divided by the number of crowns. Satellites are spaced apart from one another along the axis in parallel planes. Satellites in each plane mesh with one of the rims of the composite wheel of external gearing. The internal gear wheel is engaged with the crowns of all satellites.
Такого же эффекта можно добиться, если выполнить составными как колесо внешнего зацепления, так и сателлиты, с зацеплением одноименных венцов. Но при этом необходимо выполнить составным и колесо внутреннего зацепления.The same effect can be achieved if both the external gear wheel and the satellites, with the gears of the same rims, are made integral. But at the same time, the internal gear must also be made integral.
По сути оба варианта представляют собой зацепление составного центрального колеса с, по меньшей мере, шестью сателлитами, только в первом случае сателлиты разнесены в пространстве и вдоль оси, и по окружности, увеличивая число осей водила. Во втором случае венцы сателлитов разнесены только вдоль оси, и водило имеет меньшее количество осей. Но при этом увеличивается число венцов второго центрального колеса.In fact, both options are the engagement of the composite central wheel with at least six satellites, only in the first case the satellites are spaced in space along the axis and around the circumference, increasing the number of axles of the carrier. In the second case, the satellites crowns are spaced only along the axis, and the carrier has fewer axles. But this increases the number of crowns of the second central wheel.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами.The invention is illustrated in graphic materials.
На фиг.1 показано продольное сечение, а на фиг.2 - схематически показан поперечный разрез, иллюстрирующий зацепление колес для передачи с одновенцовыми колесами и тремя сателлитами.Figure 1 shows a longitudinal section, and figure 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the engagement of transmission wheels with single-wheel wheels and three satellites.
На фиг.3 и 4 - то же для передачи с составным двухвенцовым колесом внешнего зацепления и с разнесенными в разные плоскости сателлитами.In Fig.3 and 4 - the same for transmission with a composite double-crown wheel of external gearing and with spaced apart in different planes satellites.
На фиг.5 и 6 - продольное сечение передачи и схема зацепления составных двухвенцовых колес.Figure 5 and 6 is a longitudinal section of the transmission and the gearing scheme of the composite two-wheel wheels.
Предлагаемую передачу конструктивно проще всего оформить в виде модуля с тремя вращательно подвижными друг относительно друга звеньями, как это представлено на чертежах. Однако она может быть оформлена и традиционно в виде неподвижного корпуса, в котором установлены подвижные звенья.The proposed transmission is structurally easiest to arrange in the form of a module with three rotationally movable relative to each other links, as shown in the drawings. However, it can also be designed traditionally in the form of a fixed body in which movable links are installed.
Передача содержит центральное колесо внешнего зацепления 1, выполненное заодно со сквозным ведущим валом 2. Сечение колеса 1 представляет собой эксцентрично смещенную окружность 3, которая является профилем единственного зуба колеса 1. На сквозном валу 2 на подшипниках 4 и 5 установлено водило 6. Оно представляет собой два жестко скрепленных между собой диска 7 и 8 с вырезами 9 для размещения сателлитов 10. Цифрой 11 обозначен винт для крепления дисков 7 и 8 друг к другу. В дисках 7 и 8 водила в области вырезов 9 установлены оси 12. На осях 12 на подшипниках 13 установлены сателлиты 10. Сателлиты имеют зубчатый венец 14 в форме циклоиды, которым они зацепляются с эксцентричной окружностью 3 центрального колеса 1. При числе сателлитов 10 менее трех, например при двух сателлитах, в зацеплении эксцентричной окружности 3 с циклоидальными зубьями 14 имеются «мертвые» зоны, в которых момент не передается. При трех сателлитах в зацеплении с окружностью 10 в любом ее положении находится, по меньшей мере, один сателлит. При большем числе сателлитов увеличивается равномерность передачи момента от колеса 1 к сателлитам 10.The transmission contains a central wheel of
Колесо внутреннего зацепления 15 выполнено в виде наружной ступицы 16, посаженной на подшипниках 17 и 18 на диски 7 и 8 водила 6. Зубчатый венец колеса 15 выполнен в виде цевок 19, посаженных свободно на оси 20, закрепленные в ступице 16. Циклоидальные зубья 14 сателлитов 10 находятся в зацеплении с цевками 19. Здесь следует отметить, что зубчатый венец колеса внутреннего зацепления может быть выполнен и циклоидальным, как это будет показано ниже на фиг.6. Циклоида и цевки - два варианта зубчатого профиля, который может находиться в зацеплении с циклоидальным профилем 14 сателлитов 10. Выбор профиля определяется конкретными требованиями, предъявляемыми к передаче. Циклоидально-цевочное зацепление имеет повышенный КПД, но более сложно в изготовлении. Поэтому при жестких требованиях к КПД выбирается цевочное зацепление, если же для передачи более важной характеристикой является технологичность и цена изделия, то для колеса 15 и сателлитов 10 выбирают зацепление циклоида-циклоида.The
Таким образом, передача представляет собой модуль из трех соосных и вращательно подвижных друг относительно друга звеньев: вала 2, водила 6 и колеса 15. Соединяя одно из них с валом двигателя, другое - с ведомым валом, а третье - с неподвижным корпусом, можно получить передачи с разными передаточными отношениями. В качестве элементов соединения на фиг.1 для вала 2 показаны шпонка 21, для водила 6 и колеса 15 - резьбовые отверстия 22 и 23. Наиболее удобно корпусным элементом сделать наружное колесо 15. Тогда при соединении вала 2 с двигателем, а водила 6 с ведомым валом получим редуктор по схеме Джеймса. Передаточное отношение i для этой схемы определяется так же, как и в обычной эвольвентной планетарной передаче, i=1-Z15/Z1, где Z15/Z1 - отношение числа зубьев колеса внутреннего зацепления 15 к числу зубьев солнечного колеса 1. В нашем случае число зубьев колеса 1 минимально возможное, равное 1 и передаточное отношение равно 1-Z15, т.е. по абсолютной величине на единицу меньше числа цевок 19 и отрицательное. Т.е. вращение ведомого вала будет происходить в противоположную ведущему валу сторону. Для передачи с эвольвентным зацеплением с той же нагрузочной способностью и в тех же размерах передаточное отношение будет меньше в 6-10 раз, так как минимально возможное число зубьев колеса внешнего зацепления 1 составляет 6 зубьев, а обычно принимается не менее 10.Thus, the transmission is a module of three coaxial and rotationally movable relative to each other links:
При входе со стороны водила 6 и ведомом вале 2 это будет мультипликатор с тем же передаточным отношением. В случае неподвижного водила 6 и ведомого колеса 15 будем иметь редуктор с положительным передаточным отношением, равным числу зубьев колеса 15, т.е числу цевок 19.When entering from the side of
Обратимся к передаче на фиг.3 и 4. Ее основное отличие от предыдущей передачи заключается в том, что колесо 1 внешнего зацепления выполнено составным из двух венцов 3а и 3б. Каждый венец представляет собой в сечении эксцентричную окружность. Венцы составного двухвенцового колеса повернуты друг относительно друга на половину углового шага, что для однозубого колеса составляет 180 градусов. Т.е. эксцентричные окружности 3а и 3б смещены относительно оси передачи в противоположные стороны. С венцом 3а колеса 1 взаимодействуют циклоидальные венцы 14а трех сателлитов 10а, расположенных в одной с венцом 3а плоскости. С венцом 3б взаимодействуют венцы 14б также трех сателлитов 10б, расположенных в другой плоскости вдоль оси передачи. Все шесть сателлитов 10а и 10б сидят с возможностью вращения на шести осях 12, закрепленных в дисках 7 и 8 водила 6. Все сателлиты 10 своими венцами 14 зацепляются с одним венцом колеса внутреннего зацепления 15. Колесо внутреннего зацепления 15 для упрощения сборки имеет ступицу 16, составленную из двух половин - 16а и 16б. Элементы крепления их друг другу на фиг.3 не показаны. В ступице 16 на осях 20 свободно посажены цевки 19, образующие венец колеса 15.Turning to the transmission in FIGS. 3 and 4. Its main difference from the previous transmission is that the
В этой передаче повышена равномерность вращения колес, так как поток мощности передается от колеса 1 к колесу 15 через все 6 сателлитов одновременно. Благодаря разнесению сателлитов 10а и сателлитов 10б в параллельные плоскости размер сателлитов может быть выбран максимальным для заданного расстояния между центральными колесами 1 и 15, так как соседние сателлиты 10а и 10б, находясь в разных плоскостях, не пересекаются. Передача имеет увеличенное число осей 12 водила 6. Диски 7 и 8 водила 6 жестко связаны друг с другом осями 12. Элементы крепления водила и центральных колес к звеньям внешних механизмов для простоты не показаны. Они могут быть любыми известными, например резьбовыми, шпоночными или шлицевыми. Все остальные детали на фиг.3 и 4 обозначены так же, как и на фиг.1 и 2.In this transmission, the uniformity of rotation of the wheels is increased, since the power flow is transmitted from
В передаче на фиг.5 и 6 при зацеплении колеса 1 также с шестью венцами сателлитов число осей водила 6 остается таким же, как и на фиг.2. Здесь в обоих зацеплениях колеса выполнены составными из двух венцов, повернутых друг относительно друга на половину углового шага. Венцы колеса 1 - это эксцентричные окружности 3а и 3б, смещенные в противоположные от оси передачи стороны. Три сателлита 10 сидят на подшипниках 13 на трех осях 12 и имеют по два циклоидальных венца 14а и 14б каждый. Венцы 14а и 14б повернуты друг относительно друга на половину углового шага. Колесо внутреннего зацепления 15 выполнено также составным. Оно имеет две ступицы 16а и 16б, соединенных вместе. Элементы крепления для простоты не показаны. Каждая из ступиц выполнена со своим венцом внутреннего зацепления 24а и 24б. Венцы 24а и 24б также повернуты друг относительно друга на половину углового шага. Венцы 24 имеют циклоидальную форму, соответствующую циклоидальным зубьям венцов 14 сателлитов 10.In the transmission in FIGS. 5 and 6, when the
На фиг.5 венцы 10а и 10б сателлитов не связаны друг с другом, просто сидят на одних осях 12 на своих подшипниках 13а и 13б. Но возможен и другой вариант такой конструкции, когда венцы сателлитов жестко связаны друг с другом (или выполнены за одно целое). Конструкция со связанными венцами имеет большую жесткость и точность позиционирования, а конструкция со свободными венцами сателлитов имеет возможность выборки зазоров и устранения погрешностей изготовления.In Fig. 5, the
Следует отметить, что составные колеса могут быть выполнены и с большим количеством венцов, повернутых друг относительно друга на угловой шаг, деленный на число венцов. Увеличение числа венцов усложняет конструкцию, но увеличивает равномерность работы и точность передачи.It should be noted that the composite wheels can be made with a large number of crowns, rotated relative to each other by an angular pitch divided by the number of crowns. The increase in the number of crowns complicates the design, but increases the uniformity of work and the accuracy of transmission.
Предлагаемая передача работает точно также, как и обычная планетарная передача с эвольвентным зацеплением, выполненная по такой же схеме. Отличие заключается лишь в увеличении передаточного отношения за счет уменьшения числа зубьев колеса внешнего зацепления 1 до одного зуба. Формулы для определения передаточного отношения при разных схемах соединения передачи с валами внешних механизмов приведены выше. Для передач на фиг.2 и 6 при ведущем вале 2 и ведомом водиле передаточное отношение составляет - 22. Для передачи на фиг.4 при такой же схеме включения передаточное отношение составит - 19.The proposed transmission works in the same way as a conventional planetary gear with involute gearing, made in the same way. The difference is only in increasing the gear ratio by reducing the number of teeth of the
Claims (3)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134617/11A RU2345257C1 (en) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | Planetary gear |
PCT/RU2008/000366 WO2009008767A1 (en) | 2007-07-09 | 2008-06-09 | Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants) |
EP08794017A EP2177788B1 (en) | 2007-07-09 | 2008-06-09 | Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants) |
EA200901568A EA015293B1 (en) | 2007-07-09 | 2008-06-09 | Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants) |
US12/644,190 US8157691B2 (en) | 2007-07-09 | 2009-12-22 | Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134617/11A RU2345257C1 (en) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | Planetary gear |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2345257C1 true RU2345257C1 (en) | 2009-01-27 |
Family
ID=40544280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007134617/11A RU2345257C1 (en) | 2007-07-09 | 2007-08-31 | Planetary gear |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2345257C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2726245C1 (en) * | 2019-07-26 | 2020-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Planetary reduction gear |
-
2007
- 2007-08-31 RU RU2007134617/11A patent/RU2345257C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АРТОБОЛЕВСКИЙ И.И. Механизмы в современной технике. Т. 3. - М.: Наука, 1973, с.559, сх. 683. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2726245C1 (en) * | 2019-07-26 | 2020-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Planetary reduction gear |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009008767A1 (en) | Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants) | |
US8480532B2 (en) | Spur gear differential | |
WO2019114033A1 (en) | Thickness-variable transmission structure for robot joint | |
WO2013125023A1 (en) | Planetary gear reducer | |
WO2012029756A1 (en) | Multi-stage reduction gear | |
US20180156314A1 (en) | Drives with partial cycloid teeth profile | |
EP2479455B1 (en) | Large-ratio speed changing apparatus | |
TWI431209B (en) | Transmission mechanism having eccentric cam assemblies | |
RU2345257C1 (en) | Planetary gear | |
US5078665A (en) | Epicyclic reduction gears | |
CN110802422B (en) | Non-return difference machine tool rotary table | |
CN109268453B (en) | Double-ring speed reducer | |
KR100505017B1 (en) | Reduction gear with high reduction ratio | |
JP5540442B1 (en) | Speed reducer series and speed reducer | |
TWI428520B (en) | Planetary gearbox | |
RU2355923C1 (en) | Planetary gear mechanism with doubled satellites | |
RU2338103C1 (en) | Eccentric cycloid reduction gear with preliminary stage | |
KR101252402B1 (en) | Carrierless structure of low ratio planetary gear having self locking function | |
CN203979290U (en) | A kind of coaxial single input homonymy dual output cycloidal reducer | |
KR101889751B1 (en) | Gearing system for increasing a rotational force | |
RU2360160C1 (en) | Eccentric planetary gear of internal engagement | |
KR20050108491A (en) | Differential system planetary gear reducer | |
RU2338102C1 (en) | Cycloid-lantern-wheel transmission | |
RU2784105C1 (en) | Planetary gear | |
CN215908330U (en) | Return difference type RV speed reducer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20091022 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120901 |
|
BF4A | Cancelling a publication of earlier date [patents] |
Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160901 |