RU2402707C2 - Двухступенчатая планетарная передача - Google Patents

Двухступенчатая планетарная передача Download PDF

Info

Publication number
RU2402707C2
RU2402707C2 RU2008139793/11A RU2008139793A RU2402707C2 RU 2402707 C2 RU2402707 C2 RU 2402707C2 RU 2008139793/11 A RU2008139793/11 A RU 2008139793/11A RU 2008139793 A RU2008139793 A RU 2008139793A RU 2402707 C2 RU2402707 C2 RU 2402707C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
satellites
gear
stage
central wheels
Prior art date
Application number
RU2008139793/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008139793A (ru
Inventor
Пётр Григорьевич Сидоров (RU)
Пётр Григорьевич Сидоров
Олег Петрович Сидоров (RU)
Олег Петрович Сидоров
Юрий Евгеньевич Смелов (RU)
Юрий Евгеньевич Смелов
Александр Александрович Пашин (RU)
Александр Александрович Пашин
Алексей Валентинович Плясов (RU)
Алексей Валентинович Плясов
Игорь Алексеевич Ширяев (RU)
Игорь Алексеевич Ширяев
Original Assignee
ГОУ ВПО "Тульский государственный университет"
Пётр Григорьевич Сидоров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ГОУ ВПО "Тульский государственный университет", Пётр Григорьевич Сидоров filed Critical ГОУ ВПО "Тульский государственный университет"
Priority to RU2008139793/11A priority Critical patent/RU2402707C2/ru
Publication of RU2008139793A publication Critical patent/RU2008139793A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2402707C2 publication Critical patent/RU2402707C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Retarders (AREA)

Abstract

Изобретение относится к областям машино- и приборостроения и может быть использовано при построении трансмиссий и зубчатых планетарных и дифференциальных передач. Двухступенчатая планетарная передача содержит корпус (1), входной вал (4) с малыми центральными колесами (2, 3), подвижное (13) и неподвижное (12) большие центральные колеса, по меньшей мере одну пару одновенцовых сателлитов (8, 9), установленных на общей оси (11) водила (7). Суммы чисел зубьев центральных колес в обеих ступенях назначаются равными между собой. Числа зубьев центральных колес и сателлитов тихоходной планетарной ступени выбираются из параметрических рядов так, что половина их разности равна числу зубьев сателлитов этой ступени. Приведен подбор чисел зубьев центральных колес и сателлитов быстроходной планетарной ступени. Приведена формула для расчета общего передаточного числа передачи. Изобретение обеспечивает отсутствие конструктивных избыточных связей при одновременном расширении диапазонов изменения выходных параметров по скорости и моменту, малую инерционность, высокую жесткость и точность кинематических связей, нечувствительность передачи к неточностям изготовления, монтажа и деформациям звеньев при работе. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к областям машино- и приборостроения и может быть использовано при построении трансмиссий и зубчатых планетарных передач для преобразования параметров вращательного движения, а также дифференциальных передач, в частности, от энергетических установок.
Трансмиссии и зубчатые передаточные механизмы являются одними из тех узлов, которые на всех этапах развития машино- и приборостроения сдерживали и продолжают сдерживать возможности создания энерго-, ресурсосберегающих машин и высокоточных малогабаритных приборов нового поколения.
Известны одно- и многосателлитные двухступенчатые планетарные передачи, включающие малые центральные колеса а1 и а2 с внешними зубьями, большие центральные колеса b1 и b2 с внутренними зубьями, водила H1 и Н2 и одновенцовые сателлиты g1 и g2, установленные на подшипниках в водилах. Основные звенья передачи отмечаются индексом 1 в быстроходной и индексом 2 в тихоходной ступенях. Зубчатые звенья двухступенчатых передач, зацепляясь между собой, образуют две идентичные последовательно соединенные силовые трансмиссии: «малое центральное колесо a1 или а2 - сателлиты g1 или g2 - большое центральное колесо b1 или b2 - водило H1 или Н2 в каждой ступени. При этом выход первой быстроходной ступени жестко связан со входом а2 второй тихоходной ступени ([1] Планетарные передачи. Справочник. Под редакцией д.т.н. В.Н.Кудряцева и Ю.Н.Кудряшева. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение. 1977. стр.11-16. табл.1.2, варианты 1, 2).
Каждая из ступеней рассматриваемой двухступенчатой планетарной передачи представляет собой простейший четырехзвенный планетарный механизм по схеме 2К-Н (два центральных колеса - водило) по классификации проф. В.Н.Кудрявцева [1]. Воспроизводимое передаточное число в каждой ступени лежит в диапазоне
Figure 00000001
где (i=1, 2), а общее передаточное число передачи не превышает
Figure 00000002
Двухступенчатая передача является шестизвенным зубчатым механизмом, обладает высоким коэффициентом полезного действия (к.п.д.) и имеет достаточно широкое распространение в силовых трансмиссиях приводов машин и приборов благодаря компактности, легкой встраиваемости в конструкции, возможности устранения избыточных связей в кинематических соединениях ее звеньев.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом - является планетарная передача 3К (три центральных колеса) по классификации проф. В.Н.Кудрявцева ([1], табл.1.1, варианты 11 и 12, рис.1.5). Она относится к пятизвенным зубчатым механизмам, содержащим малое центральное колесо а с внешними зубьями, два больших центральных колеса b и е внутренними зубьями, одно из которых b выполняет роль опорного (неподвижного), а второе е - выходного звеньев, сателлиты g и f, попарно жестко связанные между собой в двухвенцовую конструкцию g f и водило Н. Зубчатые звенья этой передачи, зацепляясь между собой, образуют две связанные силовые планетарные многопоточные трансмиссии по схеме 2К-Н каждое: «входное малое центральное колесо а - венцы g сателлитов g f - большое опорное центральное колесо b - водило Н » в первой быстроходной ступени с одним силовым входом а и двумя силовым g и кинематическим Н выходами и «водило Н - двухвенцовые сателлиты g f - опорное центральное колесо b и выходное центральное колесо е» во второй тихоходной ступени с двумя кинематическим Н и силовым g f входами и одним силовым выходом е.
Наличие кинематического и силового выходов в первой и кинематического и силового входов во второй планетарных ступенях передачи по схеме 3К обусловлено жесткой связью между венцами g и f двухвенцовых сателлитов g f, которые в быстроходной ступени работают как одновенцовые, так как, зацепляясь через венец g с центральными колесами а и b, образуют первую планетарную ступень с одним внешним «a-g» и одним внутренним «g-b» эвольвентными зацеплениями, а в тихоходной - как двухвенцовые, так как, зацепляясь через венец g с центральным опорным колесом b, а через венец f с выходным центральным колесом е, образуют вторую планетарную ступень с двумя внутренними зацеплениями «g-b» и «f-е». Такая организация зацеплений в планетарных механизмах по схеме 3К по классификации проф. В.Н.Кудрявцева отрицательно сказалась на роли водила Н в передаче. Вместо основного энергопередающего звена роль водила в зубчатых планетарных механизмах по схеме 3К по определению В.Н.Кудрявцева свелась до уровня конструктивного элемента, необходимого для поддержания осей сателлитов, совершающих переносное вращательное движение вместе с водилом.
Таким образом, планетарный механизм по схеме 3К существенно отличается от простейших четырехзвенных планетарных механизмов с двумя зацеплениями, с одно- и двухвенцовыми сателлитами наличием двух кинематически сложно связанных силовых трансмиссий в структуре, т.е. двух зубчатых ступеней. Это наглядно подтверждается структурой формулы для определения общего передаточного отношения [1]
Figure 00000003
из которой следует, что
Figure 00000004
- передаточное отношение первой силовой ступени при остановленном водиле; а
Figure 00000005
- передаточное отношение второй силовой ступени передачи при остановленном водиле, при этом za; zb; ze; zg и zf - числа зубьев центральных колес и венцов двухвенцовых сателлитов.
Достоинства прототипа состоят в широких возможностях воспроизведения передаточных отношений в диапазоне
Figure 00000006
в габаритах двух планетарных ступеней при сохранении достаточно высокого коэффициента полезного действия
Figure 00000007
Если основным недостатком аналога являются ограниченные возможности по воспроизводимым передаточным функциям и отсутствие возможности варьирования выходными параметрами передачи по скорости и моменту в больших пределах с сохранением высокого к.п.д. в одном типоразмере, то к недостаткам прототипа следует отнести: двухвенцовую конструкцию сателлитов и, как следствие этого, необходимость точного позиционирования венцов; наличие большого количества избыточных связей в передачи из-за сложных кинематических связей двухвенцовых сателлитов с водилом (только кинематические пары пятого класса) и одновременно тремя центральными колесами (только кинематические пары второго класса), расположенными в двух параллельных плоскостях вращения; многократная статическая неопределимость передачи в целом; кромочные эффекты во всех рабочих зацеплениях, высокие требования к технологии и точности изготовления и монтажа, невыполнение которых резко ухудшает качественные показатели по всем параметрам вплоть до неработоспособности передачи в целом.
Задачами изобретения являются: упрощение конструкции и минимизация габаритно-массовых характеристик передаточных механизмов управляемых приводов современных машин и приборов; сокращение числа звеньев и протяженности их кинематических цепей при одновременном расширении диапазонов регулирования выходными параметрами по скорости и моменту; обеспечение возможности построения широких параметрических рядов в одном типоразмере передачи при сохранении невысоких технологических требований к изготовлению и монтажу и высоких значений к.п.д., обеспечении безынерционности, высоких жесткостей и точности кинематических связей, нечувствительности передачи к деформациям звеньев при работе.
Поставленные задачи изобретения и обусловленный ими технический результат достигаются тем, что в двухступенчатую планетарную передачу, содержащую корпус, водило Н, одна вращательная кинематическая пара которого размещена в корпусе, а другая на выходном валу, установленный в водиле с возможностью вращения входной вал с малым центральным колесом а1, подвижное b2 и закрепленное на корпусе неподвижное b1 большие центральные колеса и по меньшей мере один сателлит g1, введены жестко закрепленное на входном валу второе а2 малое центральное колесо и по меньшей мере один второй сателлит g2, установленный на общей оси с первым сателлитом, при этом ось пары сателлитов закреплена на водиле параллельно оси вращения входного вала, зацепления первого сателлита пары с первым малым и неподвижным большим центральным колесами образуют первую быстроходную ступень передачи, а зацепления второго сателлита пары со вторым малым и подвижным большим центральным колесами образуют вторую тихоходную ступень передачи, так что вторая тихоходная ступень передачи выполнена с возможностью получения движения одновременно от двух входов: с входного вала через второе малое центральное колесо и с водила, являющегося выходом первой быстроходной ступени передачи.
Кроме того, передаточное число передачи в целом определяется по формуле
Figure 00000008
где а1 и a2 - первое и второе малые центральные колеса;
g1 и g2 - первый и второй сателлиты;
b1 и b2 - неподвижное и подвижное большие центральные колеса;
Figure 00000009
- числа зубьев зубчатых звеньев передачи с диапазонами изменения либо в интервале
Figure 00000010
когда углы зацепления αw во всех четырех рабочих зацеплениях «a1-g1», «g1-b1», «a2-g2» и «g2-b2» равны между собой и лежат в пределах 20°<αw≤25…28°, а числа зубьев зубчатых колес удовлетворяют условиям:
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
при Δzb=1, 2, 3;
Figure 00000014
при Δza=1, 2, 3; и
Figure 00000015
и
Figure 00000016
где ∈za и ∈zb - разность числа зубьев первого и второго малых центральных колес и разность числа зубьев подвижного и неподвижного больших центральных колес соответственно;
либо в интервале
Figure 00000017
когда углы в четырех рабочих зацеплениях связаны неравенством
Figure 00000018
а числа зубьев зубчатых колес назначаются как
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
и
Figure 00000023
где аc12 - заданное число потоков мощности передачи в первой к1 и второй к2 ступенях передачи, при выполнении условий соосности и сборки передачи и соседства сателлитов;
- первая и вторая планетарные ступени передачи включают одно внутреннее и одно внешнее зацепления;
- малые центральные колеса выполнены с внешними зубьями, а подвижное и неподвижное большие центральные колеса выполнены с внутренними зубьями;
- сателлиты выполнены одновенцовыми;
- водило выполнено двух- или трехщековым;
- первый и второй сателлиты пары смонтированы на общей оси с помощью вращательной или сферической кинематических пар;
- неподвижное большое центральное колесо жестко закреплено на корпусе;
- неподвижное большое центральное колесо закреплено на корпусе посредством зубчатого кардана;
- подвижное большое центральное колесо жестко закреплено на выходном валу передачи;
- подвижное большое центральное колесо закреплено на выходном валу передачи посредством зубчатого кардана;
- количество пар сателлитов, составленных из установленных на общей оси первого и второго сателлитов, определяется заданным количеством потоков мощности передачи.
Важнейшим аспектом заявленной двухступенчатой передачи является то, что малые центральные колеса a1 и а2 расположены и зафиксированы на общем входном валу двухступенчатой планетарной передачи, который служит одновременно входом быстроходной планетарной ступени и одним из двух входов тихоходной планетарной ступени, при этом вторым входом тихоходной ступени служит общее водило, которое является выходом первой ступени и передает входной крутящий момент величиной
Figure 00000024
на сателлиты g2 второй ступени, второй входной крутящий момент величиной 0,5·Ta поступает на сателлиты g2 с малого центрального колеса а2. Два входных движущих момента преодолевают момент сил полезного сопротивления
Figure 00000025
приложенный к выходному валу, величина которого составляет
Figure 00000026
где Ta - движущий крутящий момент на входе, Нм;
Figure 00000027
- передаточное отношение со входа на выход первой ступени;
Figure 00000028
- общее передаточное отношение со входа на выход двухступенчатой передачи;
Figure 00000029
и
Figure 00000030
- соответственно к.п.д. первой ступени и двухступенчатой передачи в целом.
Параллельная передача равных потоков мощности в быстроходной и тихоходной ступенях гарантирует высокий к.п.д. двухступенчатой планетарной передачи.
Вторым важным аспектом заявленной двухступенчатой планетарной передачи являются попарные размещения одновенцовых сателлитов первой и второй ступеней на общих осях, зафиксированных в едином для двух ступеней двух- или трехщековом водиле. Это резко упрощает кинематическую схему и конструкцию, сокращает число звеньев и протяженность кинематических соединений при передаче мощности с первой на вторую планетарную ступень и положительно сказывается на габаритно-массовых характеристиках трансмиссии в целом. При монтаже сателлитов g1 и g2 на общих осях с помощью сферических кинематических пар, а центральных колес b1 в корпусе и b2 на выходном валу с помощью зубчатых карданов трансмиссия не имеет избыточных связей, а следовательно, является самоустанавливающимся многозвенным зубчатым механизмом со всеми его преимуществами: нечувствительностью к неточностям изготовления и монтажа и упругим деформациям звеньев при работе, отсутствию кромочных эффектов во всех рабочих зацеплениях; высокой адаптивностью к различным режимам работы.
Третьим важным аспектом заявленной двухступенчатой планетарной передачи является организация кинематических соединений основных звеньев передачи по схеме: «один вход а1 и один выход Н» в первой быстроходной планетарной ступени и «два входа а2 и Н и один выход b2» во второй тихоходной планетарной ступени.
Заявленное техническое решение открывает широкие возможности для унификации конструкции и построения параметрических рядов чисел зубьев и передаточных функций в одном типоразмере двухступенчатой передачи. Например, для диапазонов изменения чисел зубьев малых центральных колес a1 и a2
Figure 00000031
и сателлитов g1 и g2
Figure 00000032
диапазоны изменения чисел зубьев больших центральных колес b1 и b2 составят
Figure 00000033
а воспроизводимые передаточные числа двухступенчатой передачи составят соответственно
Figure 00000034
и 54 в одном габарите с межосевыми расстояниями в четырех зацеплениях
Figure 00000035
где m - модуль зацепления,
при равных углах зацепления αw во всех четырех рабочих зацеплениях «a1-g1»; «g1-b1»; «a2-g2»; «g2-b2».
Диапазон изменения воспроизводимых передаточных отношений можно расширить, если эти углы зацепления назначить разными
Figure 00000036
но в допустимых пределах 18°≤αw≤30°. Здесь m - модуль зацепления, стандартная величина для всех четырех зацеплений, мм.
Двухступенчатая планетарная передача может монтироваться в цилиндрическом корпусе с фланцевым креплением приводного двигателя и к раме машины или в цилиндрическом корпусе на опорных лапах. Вход и выход планетарной передачи могут располагаться как горизонтально, так и вертикально. Во всех случаях передача работает в масляных ваннах. Многопоточное исполнение передачи гарантирует решение глобальной проблемы энерго- и ресурсосбережения. Удельная энерговооруженность силового привода может быть доведена до 3…5 кг массы на 1 кВт установленной мощности.
Изобретение поясняется с помощью чертежей, где на фиг.1 представлена кинематическая схема двухступенчатой планетарной передачи, на фиг.2 - продольный разрез типовой конструкции редуктора на основе двухступенчатой планетарной передачи, на фиг.3 приводится визуализация кинематических соединений основных звеньев передачи, на фиг.4 - план линейных скоростей, поясняющий принципы формирования движений звеньев и передаточных функций.
Двухступенчатая планетарная передача содержит: цилиндрический корпус 1 фланцевого исполнения (фиг.1 и 2); малые входные центральные колеса а1 2 и а2 3, жестко смонтированные на едином входном валу 4, установленном на подшипники 5 и 6 в двух- или трехщековом водиле Н 7, сателлиты первой g1 8 и второй g2 9 планетарных ступеней, смонтированные с помощью сферических подшипников 10 попарно на общих осях 11, зафиксированных в корпусе водила Н; большое опорное неподвижное центральное колесо b1 12, жестко закрепленное в корпусе, и подвижное большое выходное центральное колесо b2 13, закрепленное на выходном полом или сплошном валу 14 передачи, установленном в корпусе на подшипниках 15 и 16. Водило Н, в свою очередь, опирается на подшипники 17 и 18, установленные в корпусе передачи и на его выходном звене 14. Подвижное большое центральное колесо закреплено на выходном валу посредством кардана 19.
Движение и мощность движущих сил с энергетической машины на вход передачи передаются через зубчатую полумуфту 20, а с помощью полого выходного вала со шпонкой снимаются на вход технологической машины. Зубчатые звенья передачи a1, a2, g1, g2, b1 и b2, зацепляясь между собой, образуют четыре независимых рабочих зацепления, два в первой быстроходной «a1-g1i» и «g1i-b1» и два во второй тихоходной «a2-g2j»; «g2j-b2» ступенях, где i, j - соответственно число сателлитов в первой i=1, 2, 3…к и второй j=1, 2, 3…к ступенях передачи.
На схеме Фиг.4, помимо векторных и скалярных стандартных параметров, поясняющих кинематику работы двухступенчатой планетарной передачи, показаны точки (следы) мгновенной оси 21 вращения (МОВ1) сателлита g1 и мгновенной оси 22 вращения (МОВ2) сателлита g2.
Передача работает следующим образом.
Входной крутящий момент
Figure 00000037
с зубчатой полумуфты 20 разветвляется на два равных потока по 0,5Ta каждый. Один поток идет на малое центральное колесо а1 быстроходной, а второй на малое центральное колесо а2 тихоходной ступеней, которые разветвляются, в свою очередь, на подпотоки по числу сателлитов к1 и к2 в ступенях. В первой быстроходной ступени движение
Figure 00000038
и крутящий момент
Figure 00000039
с центрального колеса а1 через сателлиты g1 и опорный центральный венец b1 неподвижного колеса передаются на водило Н
Figure 00000040
где
Figure 00000041
- передаточное число первой быстроходной ступени двухступенчатой планетарной передачи.
На вторую тихоходную ступень движение и крутящий момент передаются с двух входов: с водила быстроходной ступени Н с параметрами
Figure 00000042
и малого центрального колеса а2 с параметрами
Figure 00000043
и
Figure 00000044
Через сателлиты g2 движения и моменты суммируются на выходном подвижном большом центральном колесе b2 с выходными параметрами по угловой скорости
Figure 00000045
и крутящему моменту
Figure 00000046
где
Figure 00000047
- общее передаточное число заявляемой двухступенчатой передачи, которое определяется по формуле
Figure 00000048
где
Figure 00000049
- передаточное число первой быстроходной ступени при остановленном водителе Н;
Figure 00000050
- передаточное число второй тихоходной ступени при остановленном водиле Н. Из представленной формулы следует, что на величину передаточной функции второй ступени заявленной двухступенчатой планетарной передачи влияет соотношение чисел зубьев только центральных колес. В отличие от заявленной передачи в планетарной передаче по схеме 3К (прототипе) на передаточное число в тихоходной ступени существенное влияние оказывало соотношение между числами зубьев больших центральных колес и венцов сателлитов.
Таким образом, сателлиты тихоходной ступени g2 получают два вращательных движения: одно переносное вращательное движение вместе с водилом Н с угловой скоростью
Figure 00000051
и собственное вращение с угловой скоростью
Figure 00000052
получаемое со стороны малого центрального колеса a2 второй ступени. Сложение этих двух вращений дает абсолютное мгновенное вращательное движение сателлитов второй ступени g2 вокруг мгновенной оси 22 их вращения (МОВ2), которая в общем случае не совпадает с мгновенной осью 21 вращения сателлитов первой ступени (МОВ1). Мгновенная ось вращения сателлитов первой ступени МОВ1 проходит через полюс
Figure 00000053
зацепления «g1-b1» и в картине относительных движений описывает неподвижный аксоид радиусом
Figure 00000054
по которому катятся подвижные аксоиды сателлитов g1 с радиусами
Figure 00000055
Варьируя параметрами аксоидов зубчатых звеньев заявленной двухступенчатой планетарной передачи, представляется возможным воспроизводить большие передаточные числа с сохранением высоких значений к.п.д. и минимальных габаритно-массовых характеристик передачи в целом.
При этом известно, что в планетарных механизмах по схеме 3К из-за жесткости конструкции сателлитов gf мгновенные оси вращения МОВ1 и МОВ2 совпадают друг с другом и при всех возможных параметрах передачи проходят через полюс
Figure 00000056
зацепления «g1-b1».
В заявленном решении во всех случаях из-за несовпадения полюса
Figure 00000057
зацепления «g2-b2» с мгновенной осью вращения МОВ2 сателлита g2 полюс
Figure 00000058
перемещается с линейной скоростью
Figure 00000059
что и обусловливает вращение выходного звена с угловой скоростью
Figure 00000060
Кинематика работы двухступенчатой передачи наглядно демонстрируется на визуализации зацеплений (фиг.3) и плане ее линейных скоростей (фиг.4), где указаны полюсы рабочих зацеплений
Figure 00000061
Figure 00000062
Figure 00000063
Figure 00000064
и положения мгновенных осей вращения МОВ1 сателлитов g1 первой ступени и МОВ2 сателлитов g2 второй ступени. Варьируя числами зубьев малых центральных колес и венцов сателлитов, можно влиять на положение МОВ1 и МОВ2 и передаточную функцию передачи в желаемом направлении.
При синтезе двухступенчатых многопоточных силовых трансмиссий в структуре регулируемых приводов технологических машин по заявляемому техническому решению проектировщик по техническому заданию на проектирование устанавливает функцию цели
Figure 00000065
как входной параметр редуцирования скорости и мультипликации момента движущих сил. При этом дополнительно могут задаваться ряд других ограничений синтеза. Например, ограничения на углы зацепления αw во всех четырех рабочих зацеплениях передачи
Figure 00000066
габариты, к.п.д. передачи и другие требования.
Пусть требуется воспроизвести передаточную функцию
Figure 00000067
при одинаковых углах зацепления αw=25° во всех рабочих зацеплениях передачи. Число зубьев выходного центрального колеса определится в этом случае как
Figure 00000068
а числа других зубчатых звеньев назначаются
Figure 00000069
Figure 00000070
Figure 00000071
Figure 00000072
Figure 00000073
Числа потоков мощности в силовых ступенях принимаем одинаковыми и равными кij=3. Условие соосности запишется следующим образом:
Figure 00000074
Подставляя назначенные числа зубьев передачи в ее условие соосности, получаем
Figure 00000075
Причем проектировщик может назначить любой угол зацепления рабочих зацеплений из диапазона 20°≤αw≤28° (и более), руководствуясь выполнением всех ограничений синтеза.
Целевую функцию
Figure 00000076
легко удвоить, если принять
Figure 00000077
Figure 00000078
Figure 00000079
Figure 00000080
Figure 00000081
Figure 00000082
При этом межосевое расстояние как основной геометрический размер в первом при
Figure 00000083
и во втором при
Figure 00000084
случаях
Figure 00000085
остается неизменным и может служить базовым размером при разработке типоразмерных рядов унифицированных передач на основе заявляемого технического решения.
При необходимости можно еще раз удвоить передаточное число
Figure 00000086
в предыдущем габарите, для этого достаточно назначить
Figure 00000087
Figure 00000088
Figure 00000089
,
Figure 00000090
. Типоразмерный ряд в этом случае будет строиться из условия
Figure 00000091
откуда имеем
Figure 00000092
Приняв за стандартное межосевое расстояние размер aw=20·m, можно построить параметрический ряд выходных параметров редуцирования в диапазоне
Figure 00000093
с сохранением для всех случаев единой компоновки, размеров корпуса, водила и других звеньев трансмиссии.
Высокая жесткость кинематических связей заявленной передачи достигается благодаря наличию параллельных потоков мощности, обусловленных парным размещением сателлитов, при этом высокая точность достигается благодаря минимизации избыточных связей.
Заявленное решение может быть реализовано с использованием стандартных деталей и инструментов.
Таким образом, заявленная двухступенчатая планетарная передача имеет более совершенную и надежную конструкцию и меньшие массу и габариты по сравнению с прототипом, обеспечивает отсутствие конструктивных избыточных связей при одновременном расширении диапазонов изменения выходных параметров по скорости и моменту, а также благодаря равенству числа зубьев центральных колес и равенству углов в рабочих зацеплениях впервые обеспечивает возможность построения широких параметрических рядов в одном типоразмере передачи при сохранении невысоких технологических требований к изготовлению и монтажу и высоких значений к.п.д. Кроме того, двухступенчатая планетарная передача обеспечивает малую инерционность, высокую жесткость и точность кинематических связей, нечувствительность передачи к неточностям изготовления, монтажа и деформациям звеньев при работе. Она инвариантна к любым условиям нагружения.

Claims (5)

1. Двухступенчатая планетарная передача, содержащая корпус, водило h, одна вращательная кинематическая пара которого размещена в корпусе, а вторая - на выходном валу, установленный в водиле входной вал с малыми центральными колесами a1 и а2 с числом зубьев zа1 и zа2, подвижное b2 и закрепленное в корпусе неподвижное b1 большие центральные колеса с числом зубьев zb2 и zb1 и по меньшей мере, одну пару одновенцовых сателлитов g1 и g2 с числом зубьев zg1 и zg2, установленных на общей оси, закрепленной в водиле параллельно оси его вращения так, что зацепления первого сателлита g1 с первым малым a1 и неподвижным большим b1 центральными колесами образуют первую быстроходную планетарную ступень передачи с одним входом, а зацепления второго сателлита g2 со вторым малым и подвижным большим b2 центральными колесами образуют вторую тихоходную планетарную ступень с двумя входами и одним выходом, отличающаяся тем, что суммы чисел зубьев центральных колес в обеих планетарных ступенях назначаются равными между собой (za1+zb1)=(za2+zb2), числа зубьев центральных колес za2 и zb2 и сателлитов zg2 тихоходной планетарной ступени выбираются из параметрических рядов za2=12, 13,…,20 и zb2=40, 41,…,120, так что половина их разности равна числу зубьев сателлитов zg2, числа зубьев центральных колес za1 и zb1 и сателлитов zg1 в быстроходной планетарной ступени определяются как za1=za2+Δza, при Δza=1, 2, 3 и более, при этом общее передаточное число передачи выражается через числа зубьев зубчатых звеньев по формуле
Figure 00000094

где а1 и a2 - первое и второе малые центральные колеса;
g1 и g2 - первый и второй сателлиты;
b1 и b2 - неподвижное и подвижное большие центральные колеса;
Figure 00000095
- числа зубьев зубчатых звеньев передачи с диапазонами изменения либо в интервале
Figure 00000096
когда углы зацепления αw во всех четырех рабочих зацеплениях «a1-g1», «g1-b1», «a2-g2» и «g2-b2» равны между собой и лежат в пределах 20°<αw≤25…28°, а числа зубьев зубчатых колес удовлетворяют условиям:
Figure 00000097
Figure 00000098
Figure 00000099
при Δzb=1, 2, 3;
Figure 00000100
при Δza=1, 2, 3;
Figure 00000101
и
Figure 00000102

где Δza и Δzb - разность числа зубьев больших и малых центральных колес соответственно;
либо в интервале
Figure 00000103
когда углы в четырех рабочих зацеплениях связаны неравенством
Figure 00000104
а числа зубьев зубчатых колес назначаются как
Figure 00000105
Figure 00000106
Figure 00000107
Figure 00000108
и
Figure 00000109
где ac12 - заданное число потоков мощности передачи в первой к1 и второй к2 ступенях передачи.
2. Двухступенчатая планетарная передача по п.1, отличающаяся тем, что водило выполнено двух или трехщековым.
3. Двухступенчатая планетарная передача по п.1, отличающаяся тем, что сателлиты каждой пары установлены на общей оси посредством сферических кинематических пар.
4. Двухступенчатая планетарная передача по п.1, отличающаяся тем, что неподвижное большое центральное колесо смонтировано на корпусе посредством зубчатого кардана.
5. Двухступенчатая планетарная передача по п.1, отличающаяся тем, что подвижное центральное колесо смонтировано на выходном валу передачи посредством зубчатого кардана.
RU2008139793/11A 2008-10-08 2008-10-08 Двухступенчатая планетарная передача RU2402707C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008139793/11A RU2402707C2 (ru) 2008-10-08 2008-10-08 Двухступенчатая планетарная передача

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008139793/11A RU2402707C2 (ru) 2008-10-08 2008-10-08 Двухступенчатая планетарная передача

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008139793A RU2008139793A (ru) 2010-04-20
RU2402707C2 true RU2402707C2 (ru) 2010-10-27

Family

ID=44042412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008139793/11A RU2402707C2 (ru) 2008-10-08 2008-10-08 Двухступенчатая планетарная передача

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2402707C2 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108343712A (zh) * 2017-01-24 2018-07-31 北京龙微智能科技股份有限公司 封闭式行星齿轮传动装置和机械设备
CN113898716A (zh) * 2021-10-21 2022-01-07 王踊 推力滚齿齿轮变速器和使用此种变速器的装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Планетарные передачи. Справочник./Под ред. В.Н.КУДРЯВЦЕВА и Ю.Н.КИРДЯШЕВА. - М.: Машиностроение, 1977, с.352, рис.20.26; с.343, табл.20.4. *
РЕШЕТОВ Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы. - М.: Машиностроение, 1979, с.269, рис.5.43 с.260, рис.5.29. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008139793A (ru) 2010-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5355743A (en) Robot and robot actuator module therefor
JP5263860B2 (ja) 高減速複合遊星歯車機構
US20060156852A1 (en) Speed reducer for industrial robot
Rao et al. Mechanism and machine theory
US20090017955A1 (en) Reduction Gear Box
US4788891A (en) Planetary gear having non-circular gears
CN105479457A (zh) 一种用于关节型机械臂姿态调整机构
RU2402707C2 (ru) Двухступенчатая планетарная передача
EP3120046A1 (en) Continuous variable transmission with uniform input-to-output ratio that is non-dependent on friction
JP7429023B2 (ja) 波動歯車装置
US3439548A (en) Torque generator
JP6061022B2 (ja) 複合駆動装置およびロボット
JP2016166678A (ja) 減速装置
JP5292108B2 (ja) 減速装置とそれを利用する追尾式太陽光発電装置
CN100406209C (zh) 一种由圆柱副、圆柱副和球面副构成的并联机构
Singh Theory of Machines
JPS6334344B2 (ru)
JPH01108447A (ja) 制御用変速装置
CN104154185B (zh) 一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置
CN106903673A (zh) 一种具有弧形移动副的三支链六自由度并联机构
CN207762197U (zh) 一种差动补偿齿轮减速器
WO2020034816A1 (zh) 一种端面齿摆线针轮副和章动减速装置
JPS62101943A (ja) 減速装置
Yali et al. Study on swing movable teeth drive with external generating wave mode
KR101955790B1 (ko) 심플렉스 드라이브

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111009