RU56525U1 - QUASI-PLANETARY REDUCER - Google Patents
QUASI-PLANETARY REDUCER Download PDFInfo
- Publication number
- RU56525U1 RU56525U1 RU2005110927/22U RU2005110927U RU56525U1 RU 56525 U1 RU56525 U1 RU 56525U1 RU 2005110927/22 U RU2005110927/22 U RU 2005110927/22U RU 2005110927 U RU2005110927 U RU 2005110927U RU 56525 U1 RU56525 U1 RU 56525U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gearbox
- satellite
- satellites
- intermediate shafts
- input shaft
- Prior art date
Links
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Изобретение относится к планетарному редуктору с не вращающимися сателлитами и многопарным зацеплением с солнечным колесом. Предлагаемый редуктор может использоваться в двигателях машин и подъемных механизмах для передачи больших вращающих моментов. Размеры редуктора по крайней мере в два раза меньше, чем размеры известных аналогичных редукторов при прочих равных условиях. Редуктор содержит корпус, входной вал, выходной вал, как минимум три промежуточных вала, вращающееся солнечное колесо с внутренними зубами, которое соединено с упомянутым выходным валом; водило, которое присоединено к указанному корпусу и содержит на подшипниках промежуточные валы, которые установлены в нем эксцентрично на одинаковом угловом расстоянии друг от друга; установленные эксцентрично сателлиты, которые смонтированы на подшипниках и на эксцентриковых втулках и имеют внешние зубы, упомянутые сателлиты имеют периферийные отверстия, число которых равно числу промежуточных валов, которые размещены в упомянутых периферийных отверстиях всех сателлитов; края упомянутых отверстий касаются промежуточных валов, а эксцентриковые втулки установлены на входном валу. Упомянутый входной вал установлен эксцентрично и выполнен монолитно вместе с одним из упомянутых промежуточных валов, а высота указанных внутренних и внешних зубов меньше их толщины.The invention relates to a planetary gear with non-rotating satellites and multi-pair gearing with a sun wheel. The proposed gearbox can be used in machine engines and lifting mechanisms to transmit large torques. The dimensions of the gearbox are at least two times smaller than the dimensions of known similar gearboxes, ceteris paribus. The gearbox comprises a housing, an input shaft, an output shaft, at least three intermediate shafts, a rotating sun wheel with internal teeth, which is connected to said output shaft; a carrier that is connected to the specified housing and contains intermediate shafts on the bearings, which are mounted in it eccentrically at the same angular distance from each other; eccentrically mounted satellites, which are mounted on bearings and on eccentric bushings and have external teeth, said satellites have peripheral holes, the number of which is equal to the number of countershafts that are located in the said peripheral holes of all satellites; the edges of said holes touch the intermediate shafts, and the eccentric bushings are mounted on the input shaft. Said input shaft is eccentrically mounted and is made integral with one of said intermediate shafts, and the height of said internal and external teeth is less than their thickness.
5 пат. пунктов б илл.5 pat. points b ill.
Description
Настоящее изобретение относится к области редукторостроения. Более конкретно, оно относится к планетарному редуктору с невращающимися сателлитами и многопарным зацеплением с центральным колесом. Предлагаемый редуктор может использоваться в двигателях машин и подъемных механизмах для передачи больших крутящих моментов. Размеры редуктора, по крайней мере, в дава раза меньше, чем размеры известного аналогичного редуктора при прочих равных условиях.The present invention relates to the field of gear manufacturing. More specifically, it relates to a planetary gear with non-rotating satellites and multi-pair gearing with a central wheel. The proposed gearbox can be used in machine engines and lifting mechanisms to transmit large torques. The dimensions of the gearbox are at least two times smaller than the dimensions of a known similar gearbox, all other things being equal.
Известен редуктор с многопарным зацеплением зубъев, содержащий корпус, входной вал, вращающийся в указанном корпусе, балансир, эксцентрик на входном валу, сателлит на указанном эксцентрике для вращения вместе с ним на подшипнике; первые зубы на указанном сателлите; внутреннее колесо со вторыми зубами, которые зацепляются с указанными первыми зубами для вращения указанного внутреннего колеса посредством сателлита; выходной вал соединенный с указанным внутренним колесом для вращения вместе с ним; указанное внутреннее колесо имеет по крайней мере на один зуб больше, чем указанный сателлит для обеспечения редуцирования скорости вращения указанного входного вала относительно входного вала, указанные первые зубы сопряженные со вторыми указанными зубами, линия контакта между указанными первыми и вторыми зубами искривлена и расположена внутри серпообразной области перекрытия зубов, а контакт между первыми и вторыми указанными зубами осуществляется полностью по одну сторону от линии, A known gearbox with multi-pair gearing of teeths, comprising a housing, an input shaft rotating in said housing, a balancer, an eccentric on the input shaft, a satellite on said eccentric for rotation with it on a bearing; the first teeth on the specified satellite; an inner wheel with second teeth that mesh with said first teeth to rotate said inner wheel by means of a satellite; an output shaft connected to said inner wheel for rotation with it; said inner wheel has at least one tooth more than said satellite to provide a reduction in the rotation speed of said input shaft relative to the input shaft, said first teeth mating with second said teeth, the contact line between said first and second teeth is curved and located inside the sickle-shaped region overlapping teeth, and the contact between the first and second specified teeth is carried out completely on one side of the line,
проходящей диаметрально через центры указанного сателлита и внутреннего колеса (патент США №5505668 от 04.09.1996). Главными проблемами в таком редукторе есть:passing diametrically through the centers of the specified satellite and the inner wheel (US patent No. 5505668 from 09/04/1996). The main problems in such a gearbox are:
(i) значительный эксцентриситет установки сателлита и(i) significant eccentricity of the satellite installation; and
(ii) удлиненная форма зубов, при которой высота зуба в 1.6-1.75 раз больше, чем толщина зуба.(ii) an elongated tooth shape in which the height of the tooth is 1.6-1.75 times greater than the thickness of the tooth.
Большой эксцентриситет установки сателлита вызывает вибрации корпуса. Для компенсации вибраций необходимо использовать баллансир с дополнительным весом. Балансир нуждается в дополнительном пространстве в корпусе редуктора. В результате - увеличивается вес редуктора и размеры в осевом направлении.The large eccentricity of the satellite installation causes vibration of the housing. To compensate for vibrations, it is necessary to use a balancer with extra weight. The balancer needs additional space in the gear housing. As a result, the weight of the gearbox and the dimensions in the axial direction increase.
Известная удлиненная форма зуба обуславливает вторую проблему -ограниченный вращающий момент, передаваемый отдельным зубом, поскольку вершина бокового зуба на сателлите контактирует с основанием зуба внутреннего колеса и боковой зуб в серпообразной области может изгибаться или даже разрушиться при возникновении чрезмерных вращающих усилий.The known elongated tooth shape causes a second problem, the limited torque transmitted by the individual tooth, since the top of the lateral tooth on the satellite is in contact with the base of the tooth of the inner wheel and the lateral tooth in the sickle-shaped region can bend or even collapse when excessive rotational forces occur.
Известен также планетарный редуктор, содержащий корпус, входной вал, как минимум три промежуточных вала, установленных эксцентрично на одинаковом угловом расстоянии друг от друга на подшипниках во вращающемся водиле, которое соединено с выходным валом, невращающееся солнечное колесо с внутренними зубами, дополнительные зубчатые колеса, установленные на входном валу и на всех промежуточных валах для кинематической связи с четырмя установленными эксцентрично сателлитами, которые установлены через подшипники на эксцентриковые втулки и на все промежуточные валы, кроме того, солнечное колесо имеет Also known is a planetary gearbox comprising a housing, an input shaft, at least three intermediate shafts mounted eccentrically at the same angular distance from each other on bearings in a rotating carrier, which is connected to the output shaft, a non-rotating sun gear with internal teeth, additional gears installed on the input shaft and on all intermediate shafts for kinematic communication with four eccentrically mounted satellites, which are mounted through bearings on eccentric bushings and on all intermediate shafts, in addition, the sun wheel has
по крайней мере на один зуб больше, чем сателлит (патент РФ No. 2011066, Кл. F 16 Н 1/32 от 15.04.94.)at least one tooth more than satellite (RF patent No. 2011066, Cl. F 16 H 1/32 from 04/15/94.)
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению упомянутой выше проблемы является редуктор, содержащий корпус, входной вал, как минимум три промежуточных вала, которые установлены эксцентрично на одинаковом угловом расстоянии друг от друга в невращающемся водиле, соединенном с корпусом, вращающееся центральное колесо с внешними зубами, соединенное с выходным валом, дополнительные зубчатые колеса, установленные на входном валу и на всех промежуточных валах для кинематической связи с четырьмя эксцентрично установленными сателлитами, которые установлены через подшипиники и через эксцентриковые втулки на все промежуточные валы и имеют внутренние зубы, кроме того, центральное колесо имеет по крайней мере на один зуб меньше, чем сателлит (патент РФ No. 2011067, Кл. F 16 H 1/32 от 15.04.94 г.).Closest to the proposed technical solution to the aforementioned problem is a gearbox comprising a housing, an input shaft, at least three intermediate shafts that are mounted eccentrically at the same angular distance from each other in a non-rotating carrier connected to the housing, a rotating central wheel with external teeth connected with output shaft, additional gears mounted on the input shaft and on all intermediate shafts for kinematic communication with four eccentrically mounted satellites Those that are mounted through bearings and through eccentric bushings on all the intermediate shafts and have internal teeth, in addition, the central wheel has at least one tooth less than the satellite (RF patent No. 2011067, CL. F 16 H 1/32 dated 04/15/94).
Известный редуктор исключает все виды вибраций без дополнительных балансиров, но имеет слишком сложную конструкцию, большие размеры и совсем не устраняет второй проблемы (ii).The well-known gearbox eliminates all types of vibrations without additional balancing, but is too complex in design, large in size and does not eliminate the second problem (ii).
Целью предлагаемого технического решенения является задача упрощения редуктора, повышения коэффициента полезного действия, сокращения габаритных размеров и снижения уровня вибраций редуктора.The aim of the proposed technical solution is to simplify the gearbox, increase the efficiency, reduce the overall dimensions and reduce the vibration level of the gearbox.
Решение этой задачи обеспечивается за счет технического результата, который состоит в том, что в редукторе, содержащем корпус, входной вал, выходной вал, как минимум три промежуточных вала, установленных эксцентрично на одинаковом угловом расстоянии друг от друга на подшипниках в неподвижном водиле, соединенном с корпусом, The solution to this problem is provided due to the technical result, which consists in the fact that in the gearbox containing the housing, input shaft, output shaft, at least three intermediate shafts mounted eccentrically at the same angular distance from each other on bearings in a stationary carrier connected to case
вращающееся солнечное колесо с внутренними зубами, соединенное с указанным выходным валом, размещенные эксцентрично сателлиты, установленные через подшипники на эксцентриковые втулки и имеющие внешние зубы, каждый сателлит снабжен периферийными отверстиями, колличество которых равно колличеству промежуточных валов, которые размещены в указанных периферийных отверстиях всех сателлитов, края указанных отверстий касаются промежуточных валов, а указанные эксцентриковые втулки установлены на входном валу.a rotating sun wheel with internal teeth connected to the specified output shaft, eccentrically arranged satellites mounted through bearings on eccentric bushings and having external teeth, each satellite is equipped with peripheral holes, the number of which is equal to the number of intermediate shafts that are located in the specified peripheral holes of all satellites, the edges of these holes touch the intermediate shafts, and said eccentric bushings are mounted on the input shaft.
Кроме того, решение поставленной задачи обеспечивается за счет второго варианта технического решения, согласно которому в редукторе, содержащем корпус, входной вал, выходной вал, как минимум три промежуточных вала, установленных эксцентрично на одинаковом угловом расстоянии друг от друга на подшипниках в неподвижном водиле, соединенном с корпусом, вращающееся солнечное колесо с внутренними зубами, соединенное с указанным выходным валом, размещенные эксцентрично сателлиты, установленные через подшипники на эксцентриковые втулки и имеющие внешние зубы, а также вторые подшипники и вторые эксцентриковые втулки, установленные на все указанные промежуточные валы, зубчатые колеса, установленные на все указанные промежуточные валы, усовершенствован таким образом, что указанный входной вал установлен эксцентрично и выполнен монолитным вместе с одним из указанных промежуточных валов.In addition, the solution of the problem is ensured by the second version of the technical solution, according to which in the gearbox containing the housing, input shaft, output shaft, at least three intermediate shafts mounted eccentrically at the same angular distance from each other on bearings in a stationary carrier connected with a housing, a rotating sun wheel with internal teeth connected to the specified output shaft, eccentrically arranged satellites mounted through bearings on eccentric bushings and having external teeth, as well as second bearings and second eccentric bushings mounted on all of these intermediate shafts, gears mounted on all of these intermediate shafts, is improved so that the specified input shaft is mounted eccentrically and is made integral with one of these intermediate shafts .
Кроме того, в редукторе высота внутренних и внешних зубов меньше, чем их толщина.In addition, in the gearbox, the height of the internal and external teeth is less than their thickness.
Кроме того, редуктор, в котором указанные внутренние зубы сопряжены с указанными внешними зубами, линия контакта между In addition, a gearbox in which said internal teeth are mated to said external teeth, a contact line between
указанными внутренними и внешними зубами искривлена и расположена в серпообразном секторе перекрытия зубов, а контакт между указанными внутренними и внешними зубами осуществляется по обе стороны линии, продленной диаметрально через центры указанного сателлита и солнечного зубчатого колеса.the specified internal and external teeth are curved and located in the sickle-shaped sector of overlapping teeth, and the contact between the specified internal and external teeth is carried out on both sides of the line, extended diametrically through the centers of the specified satellite and the sun gear.
Кроме того, в редукторе указанные зубчатые колеса установлены напротив входного вала.In addition, in the gearbox, said gears are mounted opposite the input shaft.
Кроме того, в соответствии с предложением редуктор содержит два боковых сателлита и один центральный сателлит, масса которого равна удвоенной массе бокового сателлита.In addition, in accordance with the proposal, the gearbox contains two side satellites and one central satellite, the mass of which is equal to twice the mass of the side satellite.
Кроме того, центральный сателлит с содержит противовес для выравнивания его массы.In addition, the central satellite c contains a counterweight to equalize its mass.
Между отличительной частью формулы полезной модели и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.There is a causal relationship between the distinctive part of the utility model formula and the technical result achieved.
В первом варианте из редуктора исключены эксцентриковые втулки на всех промежуточных валах и дополнительные зубчатые колеса, кинематическти связывающие входной вал и промежуточные валы, что существенно упрощает конструкцию. Устранение зубчатых колес повышает коэффициент полезного действия, так как при этом появляется возможность устранить потери в зацеплении зубчатых колес между входным валом и промежуточными валами. Устранение эксцентриковых втулок на всех промежуточных валах также позволяет уменьшить радиальные размеры редуктора при прочих равных условиях.In the first version, eccentric bushings on all intermediate shafts and additional gear wheels kinematically connecting the input shaft and intermediate shafts are excluded from the gearbox, which greatly simplifies the design. The elimination of gears increases the coefficient of performance, since this makes it possible to eliminate losses in gearing of gears between the input shaft and the intermediate shafts. Elimination of eccentric bushings on all intermediate shafts also allows to reduce the radial dimensions of the gearbox, ceteris paribus.
Во втором варианте редуктора исключен центральный входной вал, что также упрощает конструкцию редуктора. Вместо него введен In the second version of the gearbox, the central input shaft is excluded, which also simplifies the design of the gearbox. Instead, introduced
эксцентрично установленный комбинированный монолитный вал, который одновременно выполняет функции входного вала и функции промежуточного вала. В результате этого освобождается пространство в центральной части редуктора, а также уменьшается вес редуктора. Расстояние между промежуточными валами можно существенно сократить, уменьшая тем самым габариты редуктора.an eccentrically mounted combined monolithic shaft, which simultaneously performs the functions of the input shaft and the function of the intermediate shaft. As a result of this, the space in the central part of the gearbox is freed, and the weight of the gearbox is also reduced. The distance between the intermediate shafts can be significantly reduced, thereby reducing the dimensions of the gearbox.
Кроме того, в ряде случаев эксцентрично расположенный входной вал расширяет функциональные возможности предлагаемого редуктора.In addition, in some cases, an eccentrically located input shaft expands the functionality of the proposed gearbox.
Применение низкопрофильного зуба (высота которого меньше его толщины) позволяет уменьшить величину напряжения изгиба и повысить передаваемый крутящий момент при многопарном зацеплении в 1.5-2 раза по сравнению с извесным техническим решением (пат.США №5505668 от 04.09.1996), что также обеспечивает сокращение габаритов редуктора при прочих равных условиях.The use of a low-profile tooth (whose height is less than its thickness) can reduce the value of bending stress and increase the transmitted torque with multi-pair gearing by 1.5-2 times compared with the well-known technical solution (US Pat. No. 5505668 of 09/04/1996), which also reduces reducer dimensions ceteris paribus.
Характерной особенностью технического решения по патенту США №5505668 от 04.09.1996 является наличие многопарного зацепления по спиральной кривой контакта зубов, которая располагается в одном квадранте (по одну сторону от прямой, проходящей через центры сателлита и центрального колеса).A characteristic feature of the technical solution according to US patent No. 5,505,688 of September 4, 1996 is the presence of multi-pair gearing along a spiral curve of tooth contact, which is located in one quadrant (on one side of a straight line passing through the centers of the satellite and the central wheel).
Расположение спиральной линии контакта зубов сателлита и солнечного (центрального) колеса в предлагаемом техническом решении в двух квадрантах, (т.е. по обе стороны от прямой, проходящей через центры сателлита и центрального колеса) существенно увеличивает сектор многопарного зацепления, что достигается за счет уменьшения эксцентриситета установки сателлита по отношению к солнечному колесу в 1.5-2 раза по сравнению с номинальным (рассчитанным классическими The location of the spiral contact line of the teeth of the satellite and the sun (central) wheel in the proposed technical solution in two quadrants (i.e., on both sides of the straight line passing through the centers of the satellite and the central wheel) significantly increases the sector of multi-pair gearing, which is achieved by reducing the eccentricity of the satellite installation relative to the sun wheel is 1.5-2 times compared to the nominal (calculated by classical
методами) и в 3-4 раза по сравнению с техническим решением, которое описано в патенте США №5505668 от 04.09.1996, где полюс зацепления находится за пределами окружности впадин центрального колеса.methods) and 3-4 times in comparison with the technical solution, which is described in US patent No. 5,505,668 of 09/04/1996, where the pole of the engagement is outside the circumference of the hollows of the Central wheel.
Например, при числе Z1 зубьев солнечного, равном 32, числе Z2=30 зубъев сателлита и модуле m=1 мм эксцентриситет е установки сателлита согласно классической теории должен составлятьFor example, with the number Z1 of the solar teeth equal to 32, the number Z2 = 30 teeth of the satellite and the modulus m = 1 mm, the eccentricity e of the satellite installation according to the classical theory should be
e=0.5m(Z1-Z2)=1 мм.e = 0.5m (Z1-Z2) = 1 mm.
Для обеспечения многопарного зацепления в известном техническом решении (пат.США №5505668 от 04.09.1996) сателлит устанавливается с эксцентриситетом е, равным 2-2,5 мм.To ensure multi-pair engagement in a known technical solution (US Pat. No. 5,505,668 dated 09/04/1996), the satellite is installed with an eccentricity e equal to 2-2.5 mm.
В предлагаемом техническом решении эксцентриситет составляет 0.5 мм, что в пять раз меньше, чем в аналогичном многопарном зацеплении. Соответственно в пять раз уменьшается и уровень вибраций при прочих равных условиях.In the proposed technical solution, the eccentricity is 0.5 mm, which is five times less than in a similar multi-pair gearing. Accordingly, the level of vibrations is reduced by a factor of five, all other things being equal.
Описание изобретения основывается на прилагаемых фигурах, иллюстрирующих предпочтительное воплощение изобретения, на которых:The description of the invention is based on the accompanying figures illustrating a preferred embodiment of the invention, on which:
Фиг.1 является схематическим изображением редуктора в соответствии с первым вариантом исполнения настоящего изобретения.Figure 1 is a schematic illustration of a gearbox in accordance with a first embodiment of the present invention.
Фиг.2 является сечением Фиг.1 по линии А-А, без некоторых составных частей.Figure 2 is a section of Figure 1 along the line AA, without some components.
Фиг.3 является схематическим изображением редуктора в соответствии со вторым вариантом исполнения настоящего изобретения.Figure 3 is a schematic illustration of a gearbox in accordance with a second embodiment of the present invention.
Фиг.4 является сечением Фиг.3 по линии В-В без некоторых составных частей.Figure 4 is a section of Figure 3 along the line bb without some components.
Фиг.5 является кинематической схемой движения вершины зуба сателлита в соответствии с предлагаемым изобретением.Figure 5 is a kinematic diagram of the movement of the top of the satellite tooth in accordance with the invention.
Фиг.6 является схематическим изображением обычной конфигурации зуба в сравнении с конфигурацией зуба согласно настоящего изобретения.6 is a schematic representation of a conventional tooth configuration in comparison with a tooth configuration according to the present invention.
В соответствии с Фигурами 1 и 2 основными составными частями редуктора в соответствии с предлагаемым изобретением являются корпус 1, включающий входной вал 2, выходной вал 3, три промежуточных вала 4, вращающееся солнечное зубчатое колесо 5 с внутренними зубами 6, соединенное с корпусом водило 7,8, которое содержит на подшипниках 9,10 промежуточные валы 4, установленные в нем эксцентрично наIn accordance with Figures 1 and 2, the main components of the gearbox in accordance with the invention are a housing 1, including an input shaft 2, an output shaft 3, three intermediate shafts 4, a rotating sun gear 5 with internal teeth 6, connected to the carrier body 7, 8, which contains intermediate shafts 4 on bearings 9.10 mounted eccentrically on it
одинаковом угловом расстоянии (120°) друг от друга, эксцентрично установленные сателлиты 11,12 с внешними зубами 13 на них. Сателлиты 11, 12 установлены через подшипники 14 на эксцентриковые втулки 15 и содержат периферические отверстия 16, 17, количество которых (3) равно the same angular distance (120 °) from each other, eccentrically mounted satellites 11,12 with external teeth 13 on them. Satellites 11, 12 are mounted through bearings 14 to eccentric bushings 15 and contain peripheral holes 16, 17, the number of which (3) is
числу указанных промежуточных валов 4, которые помещены в указанные периферические отверстия 16 всех сателлитов 11,12. Края отверстий 16 касаются промежуточных валов 4, а указанные эксцентриковые втулки 15 установлены на входном валу 2. Сателлит 11 установлен с эксцентриситетом е, а сателлит 12 установлен с противоположным эксцентриситетом - е. Водило определено парой цилиндрических секций 7 и 8. Цилиндрическая секция 7 и корпус 1 соединены рядом винтов 18 (показаны два из них). Цилиндрическая секция 7 и цилиндрическая секция 8 соединены посредством дистанционных втулок 19 и резьбовых элементов 20. Шарикоподшипники 9 закрыты крышкой 21. Входной вал 2 установлен на подшипниках 22, 23 соответственно в цилиндрических секциях 7 и 8. Подшипник 22 закрыт крышкой 24. Входной вал 2 проходит через маслозапорное кольцо 25 в крышке 24, а выходной вал 3 проходит через маслозапоное кольцо 26. На секции 8 установлен подшипник 27, который несет на себе солнечное колесо 5. В корпусе 1 установлен подшипник 28, в котором вращается стакан 29, соединяющий солнечное колесо 5 и выходной вал 3.the number of these intermediate shafts 4, which are placed in the specified peripheral holes 16 of all satellites 11,12. The edges of the holes 16 touch the intermediate shafts 4, and the specified eccentric sleeves 15 are mounted on the input shaft 2. The satellite 11 is installed with an eccentricity e, and the satellite 12 is installed with an opposite eccentricity - e. The carrier is defined by a pair of cylindrical sections 7 and 8. Cylindrical section 7 and the housing 1 are connected by a row of screws 18 (two of them are shown). The cylindrical section 7 and the cylindrical section 8 are connected via spacer bushings 19 and threaded elements 20. The ball bearings 9 are closed by a cover 21. The input shaft 2 is mounted on bearings 22, 23 respectively in the cylindrical sections 7 and 8. The bearing 22 is closed by a cover 24. The input shaft 2 passes through the oil ring 25 in the cover 24, and the output shaft 3 passes through the oil ring 26. In section 8 there is a bearing 27 that carries the sun wheel 5. In the housing 1 there is a bearing 28 in which the cup 29 rotates, connecting the sun wheel 5 and the output shaft 3.
Второй вариант редуктора на Фигурах 3 и 4 дополнительно содержит зубчатые колеса 30, установленные на всех промежуточных валах 4 для кинематической связи с сателлитами 11, 12; вторые подшипиники 31 (см. Фиг.4) и вторые эксцентриковые втулки 32, которые установлены на все промежуточные валы 4. Входной вал 2 установлен эксцентрично и выполнен монолитно вместе с одним из промежуточных валов 4.The second variant of the gearbox in Figures 3 and 4 additionally contains gears 30 mounted on all intermediate shafts 4 for kinematic communication with satellites 11, 12; the second bearings 31 (see Figure 4) and the second eccentric bushings 32, which are installed on all the intermediate shafts 4. The input shaft 2 is mounted eccentrically and is made integral with one of the intermediate shafts 4.
Высота внутренних 6 и внешних 13 зубов меньше, чем их толщина, а внутренние зубы 6 сопряжены с внешними зубами 13. Линия контакта 33 между внутренними зубами 6 и внешними зубами 13 искривлена и лежит The height of the inner 6 and outer 13 teeth is less than their thickness, and the inner teeth 6 are paired with the outer teeth 13. The contact line 33 between the inner teeth 6 and the outer teeth 13 is curved and lies
внутри серпообразной области 34 перекрытия (см. Фиг.5), а линия контакта 33 (на Фиг.4) между указанными внутренними 6 и внешними 13 зубами существует по обе стороны от линии 35, продленной диаметрально через центры указанных сателлитов 11(12) и солнечного зубчатого колеса 5. Зубчатые колеса 30 установлены напротив входного вала 2 и кинематически соединены посредством зубчатого колеса 36.inside the sickle-shaped overlapping region 34 (see FIG. 5), and a contact line 33 (in FIG. 4) between said internal 6 and external 13 teeth exists on either side of line 35 extended diametrically through the centers of said satellites 11 (12) and of the sun gear 5. The gears 30 are mounted opposite the input shaft 2 and are kinematically connected by means of the gear 36.
Второй вариант редуктора на Фиг.3 содержит два боковых сателлита 11 и один центральный сателлит 12. На секции 8 установлен подшипник 27, на котором вращается выходной вал 3. В корпусе 1 установлен подшипник 28, в котором вращается солнечное зубчатое колесо 5 вместе с выходным валом. Колесо 5 и выходной вал 3 соединены зубчатой муфтой 37.The second variant of the gearbox in FIG. 3 contains two lateral satellites 11 and one central satellite 12. On section 8 there is a bearing 27 on which the output shaft 3 rotates. In the housing 1 there is a bearing 28 in which the sun gear 5 rotates together with the output shaft . The wheel 5 and the output shaft 3 are connected by a gear clutch 37.
Во время работы вращение входного вала 2 приводит к движению с биенем эксцентриковых втулок 15 на Фиг.1. В результате этого сателлиты 11, 12 осуществляют плоско-параллельное движение без вращения, поскольку водило 7, 8 соединено с корпусом 1. Фаза движения сателлита 11 является противоположной движению сателлита 12. Колличество зубов Z1 сателлитов 11 и 12 одинаково и меньше колличества зубов Z2 солнечного зубчатого колеса 5 на величину от 1 до 6.During operation, rotation of the input shaft 2 leads to a beating of the eccentric bushings 15 in FIG. 1. As a result of this, the satellites 11, 12 perform plane-parallel motion without rotation, since the carrier 7, 8 is connected to the housing 1. The phase of the motion of the satellite 11 is opposite to the movement of the satellite 12. The number of teeth Z 1 of the satellites 11 and 12 is the same and less than the number of teeth Z 2 the sun gear 5 by a value of 1 to 6.
На Фиг.5 показаны окружность выступов 38 солнечного зубчатого колеса 5, а также окружность выступов 39 сателлита 11. Как показано на Фиг.5, область 34 перекрытия окружности выступов 38 сателлита 11 и окружности выступов 39 солнечного зубчатого колеса 5 является серпообразной. Линия 35 проходит через центры колес O1 и O2 (соответственно солнечного зубчатого колеса и сателлита) и пересекает FIG. 5 shows the circumference of the protrusions 38 of the sun gear 5 and also the circumference of the protrusions 39 of the satellite 11. As shown in FIG. 5, the overlapping region 34 of the circumferences of the protrusions 38 of the satellite 11 and the circumference of the protrusions 39 of the sun gear 5 is sickle-shaped. Line 35 passes through the wheel centers O 1 and O 2 (respectively, the sun gear and satellite) and crosses
окружности выступов 38 и 39 в точках а и b соответственно. Рабочий диапазон h зубов есть расстояние между точками а и b соответственно. Точка b вершины зуба сателлита 13 совпадаете точкой с основания зуба солнечного колеса 5. В рабочем состоянии центр О2 сателлита 11 (12) движется по траектории, которая является окружностью с диаметром 2*е. Если эксцентриковая втулка 15 повернута на угол α, то центр сателлита O2 движется в положение O'2. Положение окружности впадин сателлита 11 при повороте на угол α показано на Фиг.5 в виде пунктирной окружности 40. Поскольку сателлит 11(12) не вращается вокруг центра O2, то каждая его точка движется по такой же траектории - окружности с тем же диаметром 2*е. Точка вершины b зуба 13 сателлита 11 движется в положение b'. Точка впадины с зуба 6 солнечного колеса движется в положение c' которое может быть определено из соотношения β=α/N, где N - коэффициент редукции.the circumferences of the protrusions 38 and 39 at points a and b, respectively. The working range h of the teeth is the distance between points a and b, respectively. The point b of the top of the tooth of the satellite 13 coincides with the point from the base of the tooth of the sun wheel 5. In working condition, the center O 2 of the satellite 11 (12) moves along a path that is a circle with a diameter of 2 * e. If the eccentric sleeve 15 is rotated through an angle α, then the center of the satellite O 2 moves to the position O ' 2 . The position of the circumference of the troughs of the satellite 11 when turning through the angle α is shown in FIG. 5 as a dashed circle 40. Since the satellite 11 (12) does not rotate around the center O 2 , each point of it moves along the same path - a circle with the same diameter 2 * e. The vertex point b of the tooth 13 of the satellite 11 moves to position b '. The depression point from the tooth 6 of the sun wheel moves to position c ', which can be determined from the ratio β = α / N, where N is the reduction coefficient.
В процессе плоско-параллельного движения сателлита 11(12) точка вершины b описывает удлиненную гипоциклоиду (гипотрохоиду) по траектории 41 относительно точки впадин с солнечного колеса 5. Эта кривая имеет несколько точек перегиба в полярных координатах с началом в центре O1.In the process of plane-parallel motion of satellite 11 (12), the vertex point b describes an elongated hypocycloid (hypotrochoid) along trajectory 41 relative to the depression points from the sun wheel 5. This curve has several inflection points in polar coordinates with a beginning at the center of O 1 .
Точка перегиба определена в соответствии со второй производной в полярных координатах и одна из них показана как точка b' на Фиг.5.The inflection point is determined in accordance with the second derivative in polar coordinates and one of them is shown as point b 'in FIG. 5.
В соответствии с предлагаемым изобретением в первом варианте редуктора точка перегиба b' гипотрохоиды 41 расположена вне серпообразной области 34, как это показано на Фиг.5.In accordance with the invention, in the first embodiment of the gearbox, the inflection point b ′ of the hypotrochoid 41 is located outside the crescent region 34, as shown in FIG. 5.
Сопряженные профили зубов сателлита 11(12) и солнечного колеса 5 могут бить вычислены методами обычной геометрии зацепления в соответствии с профилем участка с'-b'.The conjugate tooth profiles of the satellite 11 (12) and the sun wheel 5 can be beat calculated by the usual gearing geometry in accordance with the profile of the portion c'-b '.
При вращении эксцентриковой втулки 15 по часовой стрелке контакт зубов начинается в точке а. Контакт заканчивается в точке 42, где линия контакта 33 пересекает окружность выступов 39 сателлита 11. Если эксцентриковая втулка 15 вращается против часовой стрелки, то линия контакта 33 является зеркальным отображением той, что показана на Фиг.2.When the eccentric sleeve 15 is rotated clockwise, the contact of the teeth begins at point a. The contact ends at point 42, where the contact line 33 intersects the circumference of the projections 39 of the satellite 11. If the eccentric sleeve 15 rotates counterclockwise, then the contact line 33 is a mirror image of the one shown in FIG.
На протяжении одного поворота входного вала 2 сателлит 11 обегает по внутренним зубам солнечное колесо 5 и в зацепление входит точно Z1 его зубов. Поскольку сателлит 11 не вращается, то кольцевое колесо 5 поворачивается на угол, пропорциональный разнице зубов Z2-Z1. В результате, чтобы повернуть один раз солнечное колесо 5 (и соответственно выходной вал 3), необходимо повернуть входной вал 2 несколько раз, т.е. коэффициент редукции N настоящего редуктора определяется следующим образом:During one rotation of the input shaft 2, the satellite 11 runs around the sun wheel 5 along the inner teeth and precisely Z 1 of its teeth engages. Since the satellite 11 does not rotate, the annular wheel 5 is rotated by an angle proportional to the difference of the teeth Z 2 -Z 1 . As a result, in order to rotate the sun wheel 5 once (and, accordingly, the output shaft 3), it is necessary to rotate the input shaft 2 several times, i.e. the reduction coefficient N of this gearbox is determined as follows:
N=Z2/(Z2-Z1),N = Z 2 / (Z 2 -Z 1 ),
что позволяет получить значения N от 10 до 300 при данной конструкции редуктора с погрешностью, меньшей чем 0.1%.which allows one to obtain N values from 10 to 300 with a given gearbox design with an error of less than 0.1%.
В соответствии с кинематической схемой на Фиг.5 второй вариант редуктора на Фигурах 3 и 4 соответствует положению точки b' перегиба In accordance with the kinematic diagram in FIG. 5, the second gear variant in Figures 3 and 4 corresponds to the position of the inflection point b ′
гипотрохоиды, когда она располагается на внутреннем краю серпообразной области 34. В этом варианте линия контакта 33' зубов между сателлитом 13 и солнечным колесом 6 существует с двух сторон от линии 35, проходящей диаметрально через центры сателлита 11 и солнечного колеса 5, как это показано на Фиг.4.hyprochoid when it is located on the inner edge of the sickle-shaped region 34. In this embodiment, a tooth contact line 33 ′ between the satellite 13 and the sun wheel 6 exists on both sides of the line 35, passing diametrically through the centers of the satellite 11 and the sun wheel 5, as shown in Figure 4.
Вращение входного вала 2 на Фиг.3 передается непосредственно к одному из промежуточных валов 4 и к остальным промежуточным валам 4 через зубчатые колеса 30, 34 и все они вращаются синхронно (совместно с эксцентриковыми втулками 15 и 32). Синхронное вращение промежуточных валов 4 приводит к одновременному воздействию втулок 15 и 32 на сателлит 11 в трех или более областях, что количественно зависит от числа промежуточных валов 4. Сателлиты 11, 12 осуществляют плоскопараллельное движение без вращения. Движение сателлита 11 противоположно движению сателлита 12. При вращении входного вала 2 контакт зубов сателлита 11(12) и солнечного колеса 5 начинается в точке 43 на Фиг.5, пересекает отрезок a-b и заканчивается в точке 44, где линия контакта 33' пересекает окружность выступов 39 сателлита 11. Если эксцентриковая втулка 15 вращается против часовой стрелки, то линия контакта 33' является зеркальным отображением той, что показана на Фигурах 4 и 5.The rotation of the input shaft 2 in FIG. 3 is transmitted directly to one of the intermediate shafts 4 and to the remaining intermediate shafts 4 through gears 30, 34 and they all rotate synchronously (together with the eccentric bushings 15 and 32). The synchronous rotation of the intermediate shafts 4 leads to the simultaneous action of the sleeves 15 and 32 on the satellite 11 in three or more regions, which quantitatively depends on the number of intermediate shafts 4. The satellites 11, 12 perform plane-parallel motion without rotation. The movement of the satellite 11 is opposite to the movement of the satellite 12. When the input shaft 2 rotates, the contact of the teeth of the satellite 11 (12) and the sun wheel 5 starts at point 43 in FIG. 5, intersects the segment ab and ends at point 44, where the contact line 33 'intersects the circumference of the protrusions 39 of satellite 11. If the eccentric sleeve 15 rotates counterclockwise, then the contact line 33 'is a mirror image of the one shown in Figures 4 and 5.
Преимущество настоящего изобретения состоит в простоте конструкции. Так в первом варианте на Фиг.1 отсутствуют эксцентриковые втулки и подшипники на всех промежуточных валах 4. Во втором варианте на Фиг.3 редуктор не содержит конструктивные элементы (входной вал, подшипники и пр.) в центральной части редуктора, что позволяет сократить радиальное расстояние между промежуточными валами 4 и соответственно An advantage of the present invention is the simplicity of the design. So in the first embodiment in figure 1 there are no eccentric bushings and bearings on all the intermediate shafts 4. In the second embodiment in figure 3 the gearbox does not contain structural elements (input shaft, bearings, etc.) in the central part of the gearbox, which allows to reduce the radial distance between the intermediate shafts 4 and respectively
размеры редуктора. Установка зубчатых колес напротив входного вала позволяет спрятать их в полом выходном вале 3 и сделать радиальные размеры редуктора почти такими же, как диаметр выходного вала 3. Общее преимущество предлагаемого редуктора состоит в квадратичной зависимости сопротивления изгибу зуба от толщины зуба. Для предлагаемой конфигурации зубов величина сопротивления изгибу Ws определяется следующим образом:gearbox dimensions. The installation of gears opposite the input shaft allows you to hide them in the hollow output shaft 3 and make the radial dimensions of the gearbox almost the same as the diameter of the output shaft 3. The general advantage of the proposed gearbox is the quadratic dependence of the bending resistance of the tooth on the thickness of the tooth. For the proposed tooth configuration, the value of bending resistance W s is determined as follows:
Ws=BS2/6W s = BS 2/6
где В - ширина зуба и S - толщина зуба.where B is the width of the tooth and S is the thickness of the tooth.
В случае многопарного зацепления усилие от момента вращения F распределено между всеми сопряженными зубами в серпообразной области 34. В соответствии с приведенным выше выражением напряжение изгиба σ может быть определено из соотношения:In the case of multi-pair engagement, the force from the moment of rotation F is distributed between all the mating teeth in the sickle-shaped region 34. In accordance with the above expression, the bending stress σ can be determined from the relation:
σ=Fr/n*6/(BS2),σ = Fr / n * 6 / (BS 2 ),
где n - число пар зубов, которые одновременно зацепляются в серпообразной области; r<1 коэффициент, отражающий неравномерность распределения усилий между n зубами.where n is the number of pairs of teeth that are simultaneously engaged in a sickle-shaped area; r <1 coefficient reflecting the uneven distribution of forces between n teeth.
В случае нарезанния в k раз больше зубов удлиненной конфигурации в той же серпообразной области с малым модулем (см. Фиг.6) толщина s' всех этих зубов будет соответственно в k раз меньше, что соответствует s'=s/k. Величина их сопротивления изгибу W's может быть определена из соотношения:In the case of cutting, k times more teeth of an elongated configuration in the same sickle-shaped region with a small modulus (see Fig. 6), the thickness s 'of all these teeth will be k times less, corresponding to s' = s / k. The value of their resistance to bending W ' s can be determined from the relation:
W's=BS2/(6k2)W ' s = BS 2 / (6k 2 )
В таких условиях усилие F вращающего момента распределено между n*k пар зубов и значение их напряжения згиба σ' может быть определено из соотношения:Under such conditions, the force F of the torque is distributed between n * k pairs of teeth and the value of their bending stress σ 'can be determined from the relation:
σ'=Fr/(nk)*6k2/(BS2)=kσ.σ '= Fr / (nk) * 6k 2 / (BS 2 ) = kσ.
Если сократить приведенное выше выражение на k, то можно получить зависимость между σ и σ', т.е. напряжение изгибе) в мелкомодульном зацеплении в k раз больше, чем в крупномодульном зацеплении предлагаемой конфигурации.If we reduce the above expression by k, then we can obtain the relationship between σ and σ ', i.e. bending stress) in a small-modular meshing is k times greater than in a large-modular meshing of the proposed configuration.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003043184A UA73381C2 (en) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | Quasi-planetary reducer |
| UA2003043184 | 2003-04-09 | ||
| UA2003043754 | 2003-04-23 | ||
| UA2003043754A UA72827C2 (en) | 2003-04-23 | 2003-04-23 | Quasi-planetary reducer |
| UA2004031976 | 2004-03-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU56525U1 true RU56525U1 (en) | 2006-09-10 |
Family
ID=37113463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005110927/22U RU56525U1 (en) | 2003-04-09 | 2004-03-30 | QUASI-PLANETARY REDUCER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU56525U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186074U1 (en) * | 2017-05-05 | 2018-12-28 | Игорь Аркадьевич Кудрявцев | CYCLOIDAL REDUCER |
-
2004
- 2004-03-30 RU RU2005110927/22U patent/RU56525U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186074U1 (en) * | 2017-05-05 | 2018-12-28 | Игорь Аркадьевич Кудрявцев | CYCLOIDAL REDUCER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR920000037B1 (en) | Gearing machanism | |
| US8517878B2 (en) | Planetary gear mechanism | |
| US8821333B2 (en) | Planetary gear mechanism | |
| US4117746A (en) | Orbital drive mechanism | |
| EP2351947B1 (en) | Gear transmitting device | |
| JPH05231482A (en) | Speed increase-reducer series adopting internal mesh type planetary gear structure | |
| JP2000065162A (en) | Reduction gear | |
| RU2506477C1 (en) | Planetary cycloidal reduction gear with preliminary stage | |
| RU56525U1 (en) | QUASI-PLANETARY REDUCER | |
| CN209622000U (en) | Hollow type wave gear device | |
| RU2677952C1 (en) | Planetary mechanism and planetary transmission based thereon | |
| JPS60146939A (en) | Planetary gear-type speed multiply and reduction gear | |
| JPWO2014038296A1 (en) | Continuously variable transmission | |
| JP4626948B2 (en) | Eccentric oscillation type planetary gear unit | |
| JP4498816B2 (en) | Eccentric oscillation type planetary gear unit | |
| WO2004090377A1 (en) | Quasyplanetary gear system | |
| JP2686337B2 (en) | Inner mesh planetary gear structure | |
| JP4498823B2 (en) | Eccentric oscillation type planetary gear unit | |
| JP7191353B1 (en) | Decelerator | |
| US9541164B2 (en) | Axial conversion gear device | |
| JPS631838A (en) | Speed converter | |
| JP7154574B2 (en) | Gear mechanism and internal planetary gear reducer | |
| JPS6138242A (en) | Accelerating/decelerating device of planetary gear | |
| RU2257475C2 (en) | Rotary positive-displacement machine | |
| CN210889963U (en) | Zero-backlash phase adjuster structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110331 |