RU2463499C1 - Planetary spiderless gear - Google Patents

Planetary spiderless gear Download PDF

Info

Publication number
RU2463499C1
RU2463499C1 RU2011114671/11A RU2011114671A RU2463499C1 RU 2463499 C1 RU2463499 C1 RU 2463499C1 RU 2011114671/11 A RU2011114671/11 A RU 2011114671/11A RU 2011114671 A RU2011114671 A RU 2011114671A RU 2463499 C1 RU2463499 C1 RU 2463499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
wheel
gear
central
rims
Prior art date
Application number
RU2011114671/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Глеб Юрьевич Волков (RU)
Глеб Юрьевич Волков
Станислав Витальевич Колмаков (RU)
Станислав Витальевич Колмаков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет"
Priority to RU2011114671/11A priority Critical patent/RU2463499C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2463499C1 publication Critical patent/RU2463499C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Retarders (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: planetary spiderless gear comprises drive central internal gearing wheel 1, stationary external gearing support wheel 2 with ring gears spaced apart axially, driven central external gearing wheel 3 with outer teeth arranged between said ring gears and engaged with shaft 4. Floating pinions consists of pinion shaft 5 and two identical side gears 6 running on pinion shaft extensions 7. Drive central gear 1 consists of two identical halves with two internal gearing ring gears. One of said ring gears engages with side gear 6 while another one engages with pinion shaft ring gear 5.
EFFECT: smaller sizes, higher output capacity in driving short-term-operation drives.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механическим передачам. Оно может найти применение в приводах, для которых необходимо минимизировать «кольцевые» габариты редуктора, расположенного вокруг тяжелонагруженного выходного вала.The invention relates to mechanical engineering, namely to mechanical gears. It can find application in drives for which it is necessary to minimize the "ring" dimensions of the gearbox located around the heavily loaded output shaft.

В машиностроении широко применяется планетарная передача Джемса [например, Д.Н.Решетов. Детали машин. Учебник для ВУЗов, издание 3-е. М.: «Машиностроение», 1975. Рис.164 на с.391], содержащая два центральных зубчатых колеса, взаимодействующие с ними сателлиты и водило. Недостатком такой передачи применительно к редуктору, расположенному вокруг тяжелонагруженного вала, является наличие водила, которое требует использования подшипников, расположенных внутри сателлитов. В этих условиях диаметры сателлитов не могут быть уменьшены до желаемых размеров, поэтому возможности снижения «кольцевых» габаритов передачи ограниченны. Кроме того, водило, являющееся достаточно сложной в изготовлении деталью, и наличие большого количества подшипников существенно удорожает редуктор.In mechanical engineering, James’s planetary gear is widely used [for example, D.N. Reshetov. Machine parts. Textbook for High Schools, 3rd edition. M .: "Mechanical Engineering", 1975. Fig. 164 on p. 391], containing two central gear wheels, satellites interacting with them and a carrier. The disadvantage of this transmission in relation to the gearbox, located around a heavily loaded shaft, is the presence of a carrier, which requires the use of bearings located inside the satellites. Under these conditions, the diameters of the satellites cannot be reduced to the desired dimensions, so the possibilities of reducing the “ring” dimensions of the transmission are limited. In addition, the carrier, which is a rather complicated part to manufacture, and the presence of a large number of bearings significantly increases the cost of the gearbox.

Известна [GB 1418284, F16H 1/36, 1975, Фиг.1 и 3] планетарная безводильная передача, содержащая три центральных колеса с наружными зубьями, взаимодействующие с ними сателлиты и опорные кольца с гладкой внутренней рабочей поверхностью. Опорное центральное кольцо выполнено с двумя венцами, максимально разнесенными относительно друг друга в осевом направлении, а сателлит имеет венцы с тремя различными числами зубьев. Сателлит выполнен сборным, он состоит из вала-шестерни с коническими хвостовиками и боковых шестерен, насаженных на эти хвостовики. По условиям компоновки данная передача не пригодна для редуктора, расположенного вокруг тяжелонагруженного вала.Known [GB 1418284, F16H 1/36, 1975, FIGS. 1 and 3] a planetary gearless drive comprising three central wheels with external teeth, satellites interacting with them and support rings with a smooth inner working surface. The supporting Central ring is made with two crowns, maximally spaced relative to each other in the axial direction, and the satellite has crowns with three different numbers of teeth. The satellite is prefabricated; it consists of a pinion shaft with bevel shafts and side gears mounted on these shanks. According to the layout, this gear is not suitable for a gearbox located around a heavily loaded shaft.

Наиболее близка предлагаемой по конструкции безводильная планетарная передача [WO 92/05372, F16H 1/28, 1/46 (или ЕР 91/01825)] - прототип, содержащая три центральных зубчатых колеса и взаимодействующие с ними сателлиты. Одно из центральных колес является ведущим, другое - ведомым, а третье опорным, т.е. связано с корпусом передачи. Ведомое и опорное колеса выполнены с наружными зубьями, причем ведомое колесо расположено между двух венцов опорного колеса. Сателлиты выполнены с наружными зубьями и имеют ширину, которая равна сумме ширин опорного и ведомого центральных колес. Зубчатые венцы сателлитов, предназначенные для взаимодействия с ведомым и опорным колесами, имеют разное число зубьев. Ведущее центральное колесо имеет внутренние зубья, которые находятся в зацеплении с центральной частью зубчатых венцов (или центральными венцами) сателлитов, а также внешние зубья, взаимодействующие с зубчатым ремнем, входящем в окна, выполненные в корпусе.The closest to the proposed design is a non-drive planetary gear [WO 92/05372, F16H 1/28, 1/46 (or EP 91/01825)] - a prototype containing three central gears and satellites interacting with them. One of the central wheels is driving, the other is driven, and the third is supporting, i.e. connected to the transmission housing. The driven and supporting wheels are made with external teeth, and the driven wheel is located between the two rims of the supporting wheel. Satellites are made with external teeth and have a width that is equal to the sum of the widths of the supporting and driven central wheels. The gear crowns of the satellites, designed to interact with the driven and supporting wheels, have a different number of teeth. The driving central wheel has internal teeth that are engaged with the central part of the gear rims (or central rims) of the satellites, as well as external teeth interacting with the toothed belt included in the windows made in the housing.

Недостатком такой передачи является сложность изготовления сателлитов. В принципе, зубчатые венцы могут быть нарезаны, а точнее выдолблены, на монолитном сателлите. Однако это весьма сложно, так как угловое смещение боковых венцов относительно центрального разное для каждого сателлита. Более технологична сборная конструкция сателлита, например такая, в которой его боковые венцы крепятся на конических хвостовиках. Но и это техническое решение достаточно трудоемко в реализации. Каждый боковой венец сателлита необходимо зафиксировать в нужном положении в процессе сборки редуктора. Кроме того, крепежные элементы увеличивают осевой габарит сателлита.The disadvantage of this transmission is the complexity of the manufacture of satellites. In principle, the ring gears can be cut, or rather hollowed out, on a monolithic satellite. However, this is very difficult, since the angular displacement of the side rims relative to the central one is different for each satellite. A more sophisticated prefabricated satellite structure, for example one in which its side crowns are mounted on tapered shanks. But this technical solution is quite laborious to implement. Each side crown of the satellite must be fixed in position during the assembly of the gearbox. In addition, the fasteners increase the axial dimension of the satellite.

Для устранения указанных недостатков предлагается следующая безводильная планетарная передача. Она, подобно прототипу, содержит ведущее центральное колесо с внутренними зубьями, опорное центральное колесо с наружными зубьями, выполненное с двумя венцами, разнесенными относительно друг друга в осевом направлении, ведомое центральное колесо с наружными зубьями, расположенное между этими венцами, а также взаимодействующие с центральными колесами плавающие сателлиты, состоящие из вала-шестерни и двух одинаковых боковых шестерен, надетых на хвостовики вала-шестерни. Отличие состоит в том, что боковые шестерни сателлитов способны свободно вращаться на хвостовиках, а ведущее центральное колесо выполнено с тремя зубчатыми венцами, предназначенными для взаимодействия с соответствующими шестернями сателлитов.To eliminate these shortcomings, the following non-drive planetary gear is proposed. It, like the prototype, contains a driving Central wheel with internal teeth, a supporting Central wheel with external teeth, made with two crowns, spaced relative to each other in the axial direction, a driven Central wheel with external teeth located between these crowns, as well as interacting with the Central wheels are floating satellites consisting of a pinion shaft and two identical side gears, worn on the shafts of the pinion shaft. The difference is that the side gears of the satellites are able to rotate freely on the shanks, and the driving central wheel is made with three gear rims designed to interact with the corresponding gears of the satellites.

В такой конструкции венцы сателлита связаны между собой не непосредственно, а через ведущее центральное колесо с внутренними зубьями. Отпадает необходимость отдельной фиксации каждой боковой шестерни на хвостовике сателлита, благодаря чему процесс сборки передачи существенно упрощается.In this design, the crowns of the satellite are not directly connected to each other, but through the driving central wheel with internal teeth. There is no need for a separate fixation of each side gear on the shank of the satellite, making the transmission assembly process much easier.

Передача предназначена для больших передаточных чисел, потому разность чисел зубьев на опорном и ведомом колесах должна быть минимальной, т.е. один зуб (а в отдельных случаях 2 или 3 зуба). Таким образом, число зубьев венцов опорного колеса на 1, 2 или 3 зуба меньше, чем ведомого колеса, а число зубьев боковых венцов ведущего колеса на столько же зубьев больше, чем у его венца, расположенного по центру. Или число зубьев венцов опорного колеса на 1, 2 или 3 зуба больше, чем ведомого колеса, а число зубьев боковых венцов ведущего колеса на столько же зубьев меньше, чем у его венца, расположенного по центру. Соблюдение отмеченных равенств необходимо для выполнения условия сборки передачи.The transmission is designed for large gear ratios, because the difference in the number of teeth on the supporting and driven wheels should be minimal, i.e. one tooth (and in some cases 2 or 3 teeth). Thus, the number of teeth of the rims of the support wheel is 1, 2, or 3 teeth less than the driven wheel, and the number of teeth of the side rims of the drive wheel is the same number of teeth as its center rim. Or the number of teeth of the rims of the support wheel is 1, 2 or 3 teeth greater than the driven wheel, and the number of teeth of the side rims of the drive wheel is the same number of teeth as its center rim. Observance of the above equalities is necessary to satisfy the conditions for the assembly of the transmission.

Наиболее технологичным является ведущее колесо, состоящее из двух одинаковых половин, на каждой из которых выполнено по два венца с внутренними зубьями, один из венцов предназначен для взаимодействия с боковой шестерней сателлита, а другой - с зубчатым венцом вала-шестерни сателлита.The most technologically advanced is the drive wheel, which consists of two identical halves, on each of which two crowns with internal teeth are made, one of the crowns is designed to interact with the side gear of the satellite, and the other with the gear ring of the gear shaft of the satellite.

Благодаря большому числу зубьев на венцах и малой их разнице, в процессе изготовления таких двухвенцовых блоков относительное угловое положение венцов можно не контролировать. Для получения необходимой точности достаточно маркировать готовые блоки «по факту». Однако в процессе сборки необходимо технологически обеспечить отсутствие углового смещения венцов опорного колеса, например, совместной запрессовкой в корпус с использованием кондуктора.Due to the large number of teeth on the crowns and their small difference, the relative angular position of the crowns can not be controlled during the manufacturing of such two-crown blocks. To obtain the necessary accuracy, it is enough to mark the finished blocks "in fact." However, during the assembly process, it is necessary to technologically ensure the absence of angular displacement of the rims of the support wheel, for example, by joint pressing into the housing using a conductor.

Примеры реализации предлагаемой передачи иллюстрируются чертежами, где на фиг.1 показана конструкция безводильной планетарной передачи в осевом разрезе, на фиг.2 - в разрезе, перпендикулярном главной оси.Examples of the implementation of the proposed transmission are illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows the construction of a planetless gearless axial section, and Fig. 2 shows a section perpendicular to the main axis.

Безводильная планетарная передача, показанная на фиг.1 и 2, содержит ведущее центральное колесо 1 с внутренними зубьями, неподвижное опорное центральное колесо 2 с наружными зубьями (число зубьев Z2), выполненное с двумя венцами, разнесенными относительно друг друга в осевом направлении, ведомое центральное колесо 3 с наружными зубьями (Z3), расположенное между этими венцами, соединенное с ведомым валом 4. Плавающие сателлиты состоят из вала-шестерни 5 (Z5) и двух одинаковых боковых шестерен 6 (Z6), надетых на хвостовики 7 вала-шестерни. Боковые шестерни 6 сателлитов способны свободно вращаться на хвостовиках 7. Ведущее центральное колесо 1 состоит из двух одинаковых половин, на каждой из которых выполнено по два венца с внутренними зубьями, один из них (Z1 b) предназначен для взаимодействия с боковой шестерней 6 сателлита, а другой (Z1 a) - с зубчатым венцом вала-шестерни 5 сателлита. На внешней цилиндрической поверхности ведущего центрального колеса 1 выполнены ручьи 8 для клиновых ремней (ремни на рисунках не показаны), приводящих это колесо в движение.The driveless planetary gear shown in FIGS. 1 and 2 comprises a driving central wheel 1 with internal teeth, a stationary supporting central wheel 2 with external teeth (the number of teeth Z 2 ), made with two crowns axially spaced relative to each other, driven the central wheel 3 with external teeth (Z 3 ) located between these crowns, connected to the driven shaft 4. The floating satellites consist of a pinion shaft 5 (Z 5 ) and two identical side gears 6 (Z 6 ), worn on the shaft shanks 7 gears. The side gears of the 6 satellites are able to rotate freely on the shanks 7. The driving central wheel 1 consists of two identical halves, each of which has two crowns with internal teeth, one of them (Z 1 b ) is designed to interact with the side gear of the 6 satellite, and the other (Z 1 a ) - with the toothed rim of the pinion shaft 5 of the satellite. On the outer cylindrical surface of the driving central wheel 1, grooves 8 are made for V-belts (belts are not shown in the figures), which drive this wheel.

Передача работает следующим образом. Ведущее центральное колесо 1 вращает плавающие боковые шестерни 6, которые обкатываются по венцам опорного центрального колеса 2. В результате оси сателлитов (мнимое водило) совершают вращательное движение вокруг главной оси передачи. Через цилиндрические хвостовики 7 это движение передается шестерням 5 сателлитов, которые опираются на ведущее колесо 1 и передают движение на ведомое колесо 3.The transfer works as follows. The driving central wheel 1 rotates the floating side gears 6, which run around the rims of the supporting central wheel 2. As a result, the axis of the satellites (imaginary carrier) rotate around the main axis of the transmission. Through the cylindrical shanks 7, this movement is transmitted to the gears 5 of the satellites, which are supported by the drive wheel 1 and transmit the movement to the driven wheel 3.

Передаточное отношение i2 13 от центрального подвижного колеса 1 к ведомому 3 вычисляется по формулеThe gear ratio i 2 13 from the Central movable wheel 1 to the driven 3 is calculated by the formula

i2 13=[(1+Z2/Z1 b)Z3\Z1 a]/(Z3/Z1 a-Z2/Z1 b).i 2 13 = [(1 + Z 2 / Z 1 b ) Z 3 \ Z 1 a ] / (Z 3 / Z 1 a -Z 2 / Z 1 b ).

Благоприятный диапазон передаточных чисел данной передачи: 20…100.A favorable range of gear ratios of this transmission: 20 ... 100.

На фиг.1 и 2 изображен пример безводильной передачи, имеющей числа зубьев центральных колес: Z1 a=100, Z1 b=101, Z2=59, Z3=60; и венцов сателлита: Z5=20, Z6=22. Ее передаточное отношениеFigures 1 and 2 show an example of a driveless transmission having the number of teeth of the central wheels: Z 1 a = 100, Z 1 b = 101, Z 2 = 59, Z 3 = 60; and satellite crowns: Z 5 = 20, Z 6 = 22. Her gear ratio

i2 13=[(1+59/101)60/100]/(60/100-59/101)=60.i 2 13 = [(1 + 59/101) 60/100] / (60 / 100-59 / 101) = 60.

Использование предлагаемой безводильной планетарной передачи позволит уменьшить габариты, увеличить нагрузочную способность и повысить технологичность тяжелонагруженных приводов различных машин (подъемников, толкателей, запорно-регулирующей арматуры и др.), рассчитанных на кратковременную работу.Using the proposed planetary gearless drive will reduce the size, increase the load capacity and improve the manufacturability of heavily loaded drives of various machines (hoists, pushers, shut-off and control valves, etc.) designed for short-term operation.

Claims (4)

1. Безводильная планетарная передача, содержащая ведущее центральное колесо с внутренними зубьями, опорное центральное колесо с наружными зубьями, выполненное с двумя венцами, разнесенными относительно друг друга в осевом направлении, ведомое центральное колесо с наружными зубьями, расположенное между этими венцами, а также взаимодействующие с центральными колесами плавающие сателлиты, состоящие из вала-шестерни и двух одинаковых боковых шестерен, надетых на хвостовики вала-шестерни, отличающаяся тем, что боковые шестерни сателлитов способны свободно вращаться на хвостовиках, а ведущее центральное колесо выполнено с тремя зубчатыми венцами, предназначенными для взаимодействия с соответствующими шестернями сателлитов.1. A driveless planetary gear comprising a driving central wheel with internal teeth, a supporting central wheel with external teeth, made with two crowns axially spaced relative to each other, a driven central wheel with external teeth located between these crowns, as well as interacting with the central wheels are floating satellites consisting of a pinion shaft and two identical side gears worn on the shafts of the pinion shaft, characterized in that the side gears of the satellites The ability to rotate freely on the shank, and a central driving wheel provided with three toothed rims intended to engage corresponding gears satellites. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что число зубьев венцов опорного колеса на 1, 2 или 3 зуба меньше, чем ведомого колеса, а число зубьев боковых венцов ведущего колеса на столько же зубьев больше, чем у его венца, расположенного по центру.2. The transmission according to claim 1, characterized in that the number of teeth of the rims of the support wheel is 1, 2 or 3 teeth less than the driven wheel, and the number of teeth of the side rims of the drive wheel is the same number of teeth as that of its rim located along to the center. 3. Передача по п.1, отличающаяся тем, что число зубьев венцов опорного колеса на 1, 2 или 3 зуба больше, чем ведомого колеса, а число зубьев боковых венцов ведущего колеса на столько же зубьев меньше, чем у его венца, расположенного по центру.3. The transmission according to claim 1, characterized in that the number of teeth of the rims of the support wheel is 1, 2 or 3 teeth greater than the driven wheel, and the number of teeth of the side rims of the drive wheel is by the same number of teeth less than that of its rim located along to the center. 4. Передача по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что ведущее колесо состоит из двух одинаковых половин, на каждой из которых выполнено по два венца с внутренними зубьями, один из которых предназначен для взаимодействия с боковой шестерней сателлита, а другой - с зубчатым венцом вала-шестерни сателлита. 4. Transmission according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the drive wheel consists of two identical halves, each of which has two crowns with internal teeth, one of which is designed to interact with the side gear of the satellite, and the other with gear ring of the pinion shaft of the satellite.
RU2011114671/11A 2011-04-13 2011-04-13 Planetary spiderless gear RU2463499C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114671/11A RU2463499C1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Planetary spiderless gear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114671/11A RU2463499C1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Planetary spiderless gear

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2463499C1 true RU2463499C1 (en) 2012-10-10

Family

ID=47079600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011114671/11A RU2463499C1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Planetary spiderless gear

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2463499C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2716718C2 (en) * 2015-05-26 2020-03-16 Зе Боинг Компани Airborne vehicle and planetary gear systems

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2227465A1 (en) * 1973-04-30 1974-11-22 Ct Techniki Okretowej Przed
SU1516672A1 (en) * 1987-11-23 1989-10-23 Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина Multi-satellite planetary gear

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2227465A1 (en) * 1973-04-30 1974-11-22 Ct Techniki Okretowej Przed
SU1516672A1 (en) * 1987-11-23 1989-10-23 Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина Multi-satellite planetary gear

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2716718C2 (en) * 2015-05-26 2020-03-16 Зе Боинг Компани Airborne vehicle and planetary gear systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5655985A (en) Gear system, particularly multisatellite gear system
CN104728354A (en) Prepressing compensation anti-backlash speed reducer
RU2463499C1 (en) Planetary spiderless gear
EA201001210A1 (en) TWO-SPEED PLANETARY-GIANT REDUCER
KR102154787B1 (en) Reducer having dual eccentric rotating shaft
JP5210311B2 (en) Multistage speed reducer
RU108525U1 (en) INFLUENCE PLANETARY TRANSMISSION
JPS6188072A (en) Removing device for angular backlash in planetary gear mechanism
RU2423634C1 (en) Cage-less planetary gear
KR20090122419A (en) Two reply power source speed change gear using gear corporate bady
RU2466315C1 (en) Planetary gear without carrier
KR101002175B1 (en) One reply power source speed change gear using gear corporate bady
RU150803U1 (en) SELF-BRAKE PLANETARY CHAIN
KR101333799B1 (en) Planetary gear type
RU2244181C2 (en) Planet gear
RU2478851C2 (en) Electric drive with three-stage planetary reduction gear
RU2719740C1 (en) Planetary reduction gear with double satellites
RU2442045C1 (en) Towbarless planetary gear
RU2517936C1 (en) Planetary gear without carrier
RU162584U1 (en) REDUCER
KR20080053929A (en) Gear mechanism, in particular linkage mechanism
RU2633025C1 (en) Planetary reduction gear
RU2169867C2 (en) Epicyclic gear train without carrier
RU2784105C1 (en) Planetary gear
RU2782006C1 (en) Planetary gear with prestage

Legal Events

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

Effective date: 20130414