RU2444658C1

RU2444658C1 - Planetary transmission

Info

Publication number: RU2444658C1
Application number: RU2010145239/11A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Викторович Марюшин (RU); Анатолий Викторович Марюшин
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолетный Завод Им. М.Л. Миля"
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2012-03-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: planetary transmission comprises central gear wheels 1, 2, spider, planet pinions 3 fitted on spider shafts 5 with bearings. Bearings are fitted concentrically with shafts in spider case. Outer diameter of working section of shaft 5 interacting with planet pinion 3 is smaller than planet pinion inner diameter by magnitude of double eccentricity. Axes of shafts are displaced relative to those of planet pinions by magnitude of planet pinions. Difference between OD of shaft 5 and ID of planet pinion by double eccentricity allows planet pinion 3, both to oscillate about surface of contact with shaft working section and to roll about shaft entire surface.

EFFECT: uniform wear of rolling surface and entire planetary transmission.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к деталям машин, а именно к зубчатым передачам с зубчатыми колесами, совершающими планетарное движение, и может быть использовано в конструкции редукторов вертолетов.The invention relates to machine parts, namely to gears with gears making planetary motion, and can be used in the construction of helicopter gearboxes.

Известны планетарные передачи, содержащие центральные зубчатые колеса и водило с размещенными на нем зубчатыми колесами-сателлитами, совершающими планетарное движение, которые имеют средства, компенсирующие неточность изготовления деталей и деформации корпусов планетарной передачи в эксплуатации для повышения равномерности нагрузок на сателлиты.Planetary gears are known that contain central gears and a carrier with planetary gears placed on it, which have means that compensate for inaccurate manufacturing of parts and deformation of planetary gear housings in operation to increase the uniformity of loads on the satellites.

Известно техническое решение планетарной зубчатой передачи (US №3635103, F16H 1/48, 1972 г.), в котором для выравнивания нагрузок по сателлитам используют эксцентриковую втулку, установленную на шип держателя планетарных колес - водила, что позволяет решить вопрос о равномерности распределения нагрузок между сателлитами при любом числе сателлитов. Сателлит вместе с расположенной концентрично относительно него подшипниковой опорой установлен эксцентрично относительно оси шипа водила и имеет возможность качательного движения между внутренним и наружным центральными колесами планетарной передачи, компенсируя таким образом погрешности изготовления шестерен, сателлитов и подшипниковых опор в корпусах.A technical solution is known for a planetary gear transmission (US No. 3635103, F16H 1/48, 1972), in which an eccentric sleeve mounted on a spike of a planetary wheel carrier carrier is used to equalize the loads, which allows us to solve the problem of the uniform distribution of loads between satellites for any number of satellites. The satellite, together with the bearing support located concentrically relative to it, is mounted eccentrically relative to the axis of the carrier pin and has the possibility of rocking motion between the inner and outer central wheels of the planetary gear, thereby compensating for errors in the manufacture of gears, satellites and bearing bearings in the housings.

Недостатком известного технического решения является то, что эксцентриковая втулка совершает относительно поверхности контакта с шипом, на который она установлена, только качающиеся движения, что приводит к неравномерности износа шипа по его окружности. Поверхность шипа, по которой происходит качание, будет изнашиваться, в то время как не задействованная поверхность шипа не будет изнашиваться. Неравномерная нагрузка и неравномерный износ шипа снизят ресурс передачи за счет снижения ресурса шипа.A disadvantage of the known technical solution is that the eccentric sleeve makes only swinging motion relative to the contact surface with the stud on which it is mounted, which leads to uneven wear of the stud around its circumference. The surface of the tenon on which the swing occurs will wear out, while the unused surface of the tenon will not wear out. Uneven load and uneven wear of the spike will reduce the transmission resource by reducing the spike resource.

Наиболее близким аналогом заявляемого устройства является техническое решение планетарной зубчатой передачи в соответствии с описанием к патенту (RU №2398145, F16H 1/48, 2009 г.), в котором для выравнивания нагрузок по сателлитам используют установку сателлита с эксцентриситетом относительно шипа водила, а шипа - концентрично с подшипником, при этом наружный диаметр подшипника, взаимодействующего с сателлитом, меньше внутреннего диаметра сателлита на удвоенную величину эксцентриситета установки сателлита относительно шипа. Такое техническое решение позволяет решить вопрос о равномерности распределения нагрузок между сателлитами и центральными зубчатыми колесами при любом числе сателлитов. Сателлит имеет возможность качательного движения между внутренним и наружным центральными зубчатыми колесами относительно наружной поверхности подшипника, компенсируя в динамике погрешности изготовления шестерен, сателлитов, подшипниковых опор в корпусах, деформации корпусов от внешних нагрузок и температур.The closest analogue of the claimed device is the technical solution of the planetary gear transmission in accordance with the description of the patent (RU No. 2398145, F16H 1/48, 2009), in which to align the loads on the satellites use the installation of the satellite with an eccentricity relative to the spike carrier, and the spike - concentric with the bearing, while the outer diameter of the bearing interacting with the satellite is less than the internal diameter of the satellite by twice the eccentricity of the satellite installation relative to the spike. Such a technical solution allows us to solve the problem of the uniform distribution of loads between satellites and central gears for any number of satellites. The satellite has the possibility of oscillating motion between the inner and outer central gears relative to the outer surface of the bearing, compensating in the dynamics of the error in the manufacture of gears, satellites, bearing bearings in the housings, the deformation of the housings from external loads and temperatures.

Одним из недостатков технического решения является консольная установка сателлита на шипе водила, что в тяжело-нагруженных передачах приводит к существенным изгибам шипа и неравномерности распределения нагрузки по длине зуба сателлита, внутреннего и внешнего центральных колес, и, как следствие, повреждению краев взаимодействующих зубьев центральных шестерен и сателлитов.One of the disadvantages of the technical solution is the cantilever installation of the satellite on the spike of the carrier, which in heavily loaded gears leads to significant bending of the spike and uneven load distribution along the length of the tooth of the satellite, the inner and outer central wheels, and, as a result, damage to the edges of the interacting teeth of the central gears and satellites.

Применение подшипника с диаметром наружного кольца меньшим, чем внутренний диаметр сателлита ограничивает грузоподъемность и, соответственно, ресурс применяемого подшипника.The use of a bearing with an outer ring diameter smaller than the inner diameter of the satellite limits the carrying capacity and, accordingly, the life of the used bearing.

Контакт тел качения подшипника с поверхностью шипа в ограниченной зоне (в зоне со стороны действующих сил) приводит к износу только части поверхности шипа - рабочей зоны, а зона шипа, противоположная к действующим на него силам, остается неизношенной, что приводит к неравномерности износа водила и снижению его ресурса.The contact of the rolling elements of the bearing with the surface of the stud in a limited zone (in the zone from the side of the acting forces) leads to wear of only part of the surface of the stud - the working zone, and the stud zone, opposite to the forces acting on it, remains worn out, which leads to uneven wear of the carrier and decrease in its resource.

Задачей изобретения является повышение ресурса планетарной передачи за счет исключения неравномерности нагружения элементов и неравномерного износа рабочих поверхностей элементов передачи.The objective of the invention is to increase the resource of the planetary gear by eliminating uneven loading of the elements and uneven wear of the working surfaces of the transmission elements.

Поставленная задача решена благодаря тому, что в планетарной передаче, содержащей центральные колеса, водило и сателлиты, установленные на валах с подшипниками, причем сателлиты и валы установлены с заданным эксцентриситетом, - в соответствии с заявляемым техническим решением, сателлиты установлены на валах, концы которых размещены в корпусе водила на подшипниках, концентричных с валами, при этом наружный диаметр рабочего участка вала, на котором размещены и с которым взаимодействуют сателлиты, меньше внутреннего диаметра сателлита на величину удвоенного эксцентриситета, а оси валов смещены относительно осей сателлитов на величину заданного эксцентриситета.The problem is solved due to the fact that in a planetary gear containing central wheels, a carrier and satellites mounted on shafts with bearings, and satellites and shafts are installed with a given eccentricity, in accordance with the claimed technical solution, satellites are mounted on shafts, the ends of which are placed in the carrier’s body on bearings concentric with the shafts, while the outer diameter of the working section of the shaft on which the satellites are located and with which are smaller than the inner diameter of the satellite by elichinu twice the eccentricity, and the axle shafts are offset relative to the axes of the satellites at a given eccentricity value.

При этом валы снабжены упорами для ограничения перемещений сателлитов вдоль осей валов.The shafts are provided with stops to limit the movement of the satellites along the axes of the shafts.

Поверхность рабочего участка валов может быть выполнена эллиптической для устранения краевого эффекта, возникающего при взаимодействии вала с сателлитом.The surface of the working section of the shafts can be made elliptical to eliminate the edge effect that occurs when the shaft interacts with the satellite.

При таком выполнении устройства деформация вала симметрична относительно частей корпуса водила и не приводит к перекосу оси сателлита относительно осей центральных зубчатых колес. Наружный диаметр подшипников не зависит от внутреннего диаметра сателлита. Подшипники могут быть применены с наружным габаритом большим, чем внутренний диаметр сателлита, и, соответственно, будут иметь большую грузоподъемность и ресурс. Износ наружной поверхности вала, взаимодействующей с внутренним диаметром сателлита, происходит равномерно, так как сателлит совершает относительно вала не только качательные движения, но и движения обката, а подшипники вала при этом работают как в обычном зубчатом редукторе.With this embodiment of the device, the shaft deformation is symmetrical with respect to the parts of the carrier body and does not lead to a skew of the satellite axis relative to the axes of the central gears. The outer diameter of the bearings does not depend on the inner diameter of the satellite. Bearings can be used with an outer dimension larger than the inner diameter of the satellite, and, accordingly, will have a greater carrying capacity and resource. The wear of the outer surface of the shaft, interacting with the inner diameter of the satellite, occurs evenly, since the satellite makes not only rocking movements relative to the shaft, but also rolling movements, while the shaft bearings work like in a conventional gear reducer.

Устройство-аналог проще по конструкции, но может применяться в ограниченном диапазоне нагрузок и ресурсов. Предлагаемое устройство более приемлемо в тяжелых условиях нагружения и при больших ресурсах всей зубчатой передачи.An analog device is simpler in design, but can be used in a limited range of loads and resources. The proposed device is more acceptable in severe loading conditions and with large resources of the entire gear transmission.

Заявляемая конструкция поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показана планетарная передача, разрез; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.The inventive design is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a planetary gear, section; figure 2 is a section aa of figure 1.

Планетарная передача состоит из внутреннего и наружного центральных колес 1 и 2, соответственно, сателлитов 3, корпуса водила 4, 8 и валы 5 по числу сателлитов 3 (фиг.1). Валы 5 установлены концевыми участками в корпусе водила 4, 8 на подшипниках 6 (фиг.2). Сателлиты 3 установлены на валы 5 с заданным эксцентриситетом «е». Подшипники 6 установлены концентрично на валах 5. Перемещения сателлитов 3 вдоль оси валов 5 ограничены упорами 7 (фиг.2). Наружный диаметр рабочего участка вала 5 меньше внутреннего диаметра сателлита 3 на величину удвоенного заданного эксцентриситета «е». За счет зазора «2е» при взаимодействии (при вращении) шестерен планетарной передачи валы 5 вместе с подшипниками 6 оказываются установленными эксцентрично относительно сателлитов 3, то есть оси валов 5 смещены относительно сателлитов 3 на величину заданного эксцентриситета «е».The planetary gear consists of the inner and outer central wheels 1 and 2, respectively, of the satellites 3, the carrier body 4, 8 and the shafts 5 according to the number of satellites 3 (Fig. 1). Shafts 5 are installed end sections in the body of the carrier 4, 8 on bearings 6 (figure 2). Satellites 3 are mounted on shafts 5 with a given eccentricity “e”. The bearings 6 are mounted concentrically on the shafts 5. The movements of the satellites 3 along the axis of the shafts 5 are limited by stops 7 (Fig. 2). The outer diameter of the working section of the shaft 5 is less than the inner diameter of the satellite 3 by twice the specified eccentricity e. Due to the gap "2e" during the interaction (during rotation) of the planetary gears, the shafts 5 together with the bearings 6 are eccentrically mounted relative to the satellites 3, that is, the axis of the shafts 5 are offset relative to the satellites 3 by the value of the specified eccentricity "e".

Поверхность контакта рабочего участка вала 5 с сателлитом 3 может быть выполнена эллиптической (не показано) для устранения краевого эффекта при взаимодействии упомянутых элементов.The contact surface of the working section of the shaft 5 with the satellite 3 can be made elliptical (not shown) to eliminate the edge effect during the interaction of the above elements.

Наличие разницы наружного диаметра вала 5 и внутреннего диаметра сателлита 3 на величину удвоенного эксцентриситета «е» позволяет при взаимодействии элементов планетарной передачи совершать сателлиту 3 как качательные движения относительно поверхности контакта с рабочим участком вала 5, так и движение обката относительно всей поверхности рабочего участка вала 5. Благодаря вращательному движению сателлита 3 относительно наружной поверхности вала 5 обеспечивается равномерность износа поверхности, по которой обкатывается сателлит, увеличивая равномерность ее износа и, таким образом, увеличивая ресурс планетарной передачи в целом.The difference between the outer diameter of the shaft 5 and the inner diameter of the satellite 3 by the doubled eccentricity “e” allows the interaction of the planetary gear elements to make the satellite 3 both oscillating movements relative to the contact surface with the working section of the shaft 5, and the rolling movement relative to the entire surface of the working section of the shaft 5 Thanks to the rotational movement of the satellite 3 relative to the outer surface of the shaft 5, the uniformity of wear of the surface on which the satellite is rolled is ensured, A consistent uniformity of wear and tear, and thus increasing the planetary gear life as a whole.

При работе планетарной передачи мощность передается сначала на внутреннее центральное колесо 1 (фиг.1) с направлением вращения против часовой стрелки, далее на сателлиты 3, заставляя их вращаться по часовой стрелке. От сателлитов 3 мощность передается на наружное центральное колесо 2, которое будет вращаться против часовой стрелки. При передаче мощности от внутреннего центрального зубчатого колеса 1 к сателлитам 3 возникает окружная сила «В», действующая на сателлит 3. При передаче мощности от сателлита 3 к внешнему центральному зубчатому колесу 2 возникает сила реакции «С», действующая в ту же сторону, что и сила «В». Силы «С» и «В» направлены в одну сторону (это известное свойство сателлитов как паразитных шестерен) и прижимают сателлит 3 к наружной поверхности вала 5 в точке «D». Кроме окружных сил в местах контакта сателлита 3 с внутренним и наружным зубчатыми колесами 1 и 2 на сателлит 3 действуют также и радиальные силы, направленные к оси сателлита. Изменяющееся в процессе работы и в процессе деформации передачи соотношение между окружными силами «В», силами реакции «С» и радиальными силами, действующими на сателлит 3 планетарной передачи, изменяет положение оси сателлита 3 относительно точки контакта «D» с наружной поверхностью рабочего участка вала 5, за счет чего и достигается равномерность распределения нагрузок между сателлитами 3. В зависимости от назначения планетарной передачи внешнее и внутреннее центральные зубчатые колеса 1, 2 могут быть выполнены как фиксированными, так и плавающими.When the planetary gear is operating, power is transmitted first to the inner central wheel 1 (Fig. 1) with the direction of rotation counterclockwise, then to the satellites 3, forcing them to rotate clockwise. From satellites 3, power is transmitted to the outer central wheel 2, which will rotate counterclockwise. When power is transmitted from the internal central gear wheel 1 to the satellites 3, a circumferential force “B” arises to act on the satellite 3. When power is transmitted from the satellite 3 to the external central gear 2, a reaction force “C” arises, acting in the same direction as and strength "B". The forces "C" and "B" are directed in one direction (this is a well-known property of satellites as spurious gears) and press the satellite 3 against the outer surface of the shaft 5 at the point "D". In addition to the circumferential forces at the contact points of the satellite 3 with the internal and external gears 1 and 2, the satellite 3 is also affected by radial forces directed to the axis of the satellite. The ratio between the circumferential forces “B”, the reaction forces “C” and the radial forces acting on the satellite 3 of the planetary gear, which changes during the operation and during the deformation of the gear, changes the position of the axis of the satellite 3 relative to the contact point “D” with the outer surface of the shaft working section 5, due to which uniformity of the load distribution between satellites is achieved 3. Depending on the purpose of the planetary gear, the external and internal central gears 1, 2 can be made either fixed or floating.

Claims

1. A planetary gear comprising central wheels, a carrier and satellites mounted on shafts with bearings, the satellites and shafts mounted with a predetermined eccentricity, characterized in that the satellites are mounted on shafts, the ends of which are placed on the carrier housing on bearings concentric with the shafts, the outer diameter of the working section of the shaft on which the satellites are located and with which they interact, is less than the internal diameter of the satellite by the amount of double eccentricity, and the shaft axes are offset relative to the axes with tellitov by the set eccentricity.

2. The planetary gear according to claim 1, characterized in that the shafts are provided with stops to limit the movements of the satellites along the axes of the shafts.

3. The planetary gear according to claim 1, characterized in that the surface of the working section of the shaft is made elliptical.