RU72686U1

RU72686U1 - TURN MECHANISM

Info

Publication number: RU72686U1
Application number: RU2007142785/22U
Authority: RU
Inventors: Эдуард Николаевич Панкратов; Роман Николаевич Карасев; Вячеслав Валерьянович Шумский; Александр Сергеевич Ильин
Original assignee: Эдуард Николаевич Панкратов; Роман Николаевич Карасев; Вячеслав Валерьянович Шумский
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2008-04-27

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам поворота подъемно-транспортных машин, строительной техники и направлена на уменьшение массо-габарита и увеличение ресурса работы. Сущность полезной модели: механизм поворота, содержащий приводной двигатель, вал которого через переходную муфту связан с ведущим валом двухступенчатого или одноступенчатого редуктора в котором выходная, наиболее нагруженная, ступень выполнена в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения, включающего генератор волн, контактирующий с промежуточными телами качения расположенными в пазах сепаратора и контактирующими с профильным венцом, причем сепаратор жестко связан с выходным валом. Двухступенчатый волновой редуктор с промежуточными телами качения может быть выполнен дифференциальным, включающим совмещенные генераторы первой и второй ступеней, контактирующие с телами качения расположенными в пазах совмещенных сепараторов первой и второй ступеней, при этом профильный венец первой ступени связан с корпусом, а профильный венец второй ступени связан с выходным валом. 3 з.п.ф., 4 илл.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to devices for turning hoisting-and-transport machines, construction equipment and is aimed at reducing the weight and size and increasing the service life. The essence of the utility model: a rotation mechanism containing a drive motor, the shaft of which through the adapter coupling is connected to the drive shaft of a two-stage or one-stage gearbox in which the output, most loaded, stage is made in the form of a wave gearbox with intermediate rolling elements, including a wave generator in contact with the intermediate bodies rolling located in the grooves of the separator and in contact with the profile rim, and the separator is rigidly connected with the output shaft. A two-stage wave reducer with intermediate rolling bodies can be made differential, including combined generators of the first and second stages, in contact with the rolling bodies located in the grooves of the combined separators of the first and second stages, while the profile crown of the first stage is connected to the housing, and the profile crown of the second stage is connected with output shaft. 3 cpf, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к устройствам поворота вращающихся частей подъемно-транспортных машин и строительной техники.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to devices for rotating the rotating parts of hoisting-and-transport machines and construction equipment.

Известен механизм поворота башенного крана (патент РФ №33943 МПК В66С 23/84, опубл. 20.11.2003 г.), который включает расположенные на одной продольной оси зубчатый цилиндрический редуктор, электродвигатель и тормоз с электромагнитом.The known mechanism of rotation of the tower crane (RF patent No. 33943 IPC В66С 23/84, published on November 20, 2003), which includes a cylindrical gear reducer located on the same longitudinal axis, an electric motor, and a brake with an electromagnet.

Недостатком механизма являются большие габариты, так как из-за малого количества зубьев передачи, находящихся в зацеплении (≈ до 1,5), для обеспечения высокого крутящего момента приходиться увеличивать модуль передачи, а следовательно ее габариты и массу. Это в свою очередь приводит к увеличению габаритов и массы всего агрегата, например, башенного крана.The disadvantage of the mechanism is the large dimensions, since due to the small number of gear teeth engaged (≈ up to 1.5), in order to ensure high torque, it is necessary to increase the transmission module, and therefore its dimensions and weight. This in turn leads to an increase in the dimensions and mass of the entire unit, for example, a tower crane.

Известен механизм поворота, выбранный за прототип, (патент РФ №2093453 МПК В66С 28/84 опубл. 20.10.97 г), который содержит последовательно связанные между собой гидромотор, тормозную муфту, двухступенчатый планетарный редуктор у которого количество пар зубьев одновременно находящихся в зацеплении, пропорционально количеству сателлитов передачи, обычно равных 3.The known rotation mechanism selected for the prototype (RF patent No. 2093453 IPC ВСС 28/84 publ. 20.10.97 g), which contains a serially connected hydraulic motor, brake clutch, a two-stage planetary gearbox in which the number of tooth pairs are simultaneously engaged, in proportion to the number of transmission satellites, usually equal to 3.

Применение такого редуктора позволяет при равных с цилиндрическими редукторами нагрузочном моменте и ресурсе работы, до трех раз снизить массу и габариты редуктора и механизма в целом. Однако передаточное отношение одной ступени планетарного редуктора сравнительно небольшое и обычно равно от 3 до 7, при этом дальнейшее его увеличение ведет к существенному повышению диаметрального габарита, а увеличение количества ступеней редуктора к повышению осевых размеров и массы. Также ограничением по нагрузочной способности планетарного редуктора является сравнительно небольшое количество зубьев одновременно находящихся в зацеплении, учитывая, что для зубчатых передач число зубьев The use of such a reducer makes it possible to reduce the weight and dimensions of the reducer and the whole mechanism by up to three times with equal load torque and service life with cylindrical reducers. However, the gear ratio of one stage of the planetary gearbox is relatively small and is usually from 3 to 7, while its further increase leads to a significant increase in the diametric dimension, and an increase in the number of gearbox steps to increase the axial dimensions and mass. Another limitation in the load capacity of the planetary gearbox is a relatively small number of teeth that are simultaneously engaged, given that for gears the number of teeth

одновременно передающих нагрузку равно ≈1,5, а количество сателлитов планетарного редуктора, как правило, равно 3, то вся нагрузка распределяется всего на 4,5-5 зубьев. Поэтому при проектировании тяжело нагруженных поворотных механизмов приходится увеличивать модуль зубьев редуктора, что ведет к увеличению габаритов и массы всего механизма.at the same time transmitting the load is ≈1.5, and the number of satellites of the planetary gearbox, as a rule, is 3, then the entire load is distributed only by 4.5-5 teeth. Therefore, when designing heavily loaded rotary mechanisms, it is necessary to increase the gear module of the gear teeth, which leads to an increase in the dimensions and mass of the entire mechanism.

Основным техническим результатом предложенного решения является уменьшение массо-габарита и увеличение ресурса работы механизма поворота за счет применения в качестве выходной, наиболее нагруженной ступени-волнового редуктора с промежуточными телами качения, который имеет передаточное отношение одной ступени и количество пар в зацеплении до 10-ти раз выше чем планетарный редуктор.The main technical result of the proposed solution is to reduce the weight and size and increase the service life of the rotation mechanism due to the use of the output, the most loaded stage-wave gear with intermediate rolling elements, which has a gear ratio of one stage and the number of pairs in engagement up to 10 times higher than planetary gearbox.

Основной технический результат достигается тем, что в механизме поворота, содержащем прикрепленный к корпусу приводной двигатель, вал которого через переходную муфту, контактирующую с тормозными дисками управляемой тормозной муфты связан с корпусом механизма, двухступенчатый редуктор, выполненный в неподвижном корпусе, ведущий вал которого связан переходной муфтой с валом приводного двигателя, согласно предложенному решению, вторая ступень редуктора выполнена в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения, включающего генератор волн, контактирующий с промежуточными телами качения расположенными в пазах сепаратора и контактирующими с профильным венцом связанным с неподвижным корпусом, причем сепаратор жестко связан с выходным валом, который соединен с выходной шестерней.The main technical result is achieved by the fact that in the rotation mechanism, the drive motor is attached to the housing, the shaft of which is connected through the adapter coupling in contact with the brake discs of the controlled brake clutch to the mechanism housing, a two-stage gearbox made in a fixed housing, the drive shaft of which is connected by the adapter coupling with a drive motor shaft, according to the proposed solution, the second gear stage is made in the form of a wave gear with intermediate rolling elements, including for generators waves, contacting the intermediate rolling bodies arranged in the grooves of the separator and in contact with the crown profile associated with stationary housing, wherein the separator is rigidly connected with an output shaft which is connected to the output gear.

Для реализации больших передаточных отношений в редукторе привода поворота (от 169 до 2500) первая ступень редуктора выполнена в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения, включающего генератор волн первой ступени, контактирующий с промежуточными телами качения расположенными в пазах сепаратора первой ступени и взаимодействующими с профильным венцом первой ступени, связанным с To implement large gear ratios in the rotation drive gearbox (from 169 to 2500), the first gearbox stage is made in the form of a wave gearbox with intermediate rolling bodies, including a first-stage wave generator in contact with intermediate rolling bodies located in the grooves of the first stage separator and interacting with the profile rim first stage related

неподвижным корпусом, причем сепаратор первой ступени через муфту связан с генератором волн второй ступени.a stationary housing, and the separator of the first stage through the clutch is connected with the wave generator of the second stage.

Кроме того, для реализации небольших передаточных отношений редуктора привода поворота (от 13 до 50), целесообразно выполнить редуктор одноступенчатым волновым с промежуточными телами качения, включающим в себя генератор волн, связанный переходной муфтой с валом приводного двигателя и контактирующий с промежуточными телами качения, расположенными в пазах сепаратора и контактирующими с профильным венцом, связанным с корпусом, причем сепаратор жестко связан с выходным валом, который соединен с выходной шестерней.In addition, to implement small gear ratios of the rotary drive gearbox (from 13 to 50), it is advisable to perform a single-stage wave gearbox with intermediate rolling bodies, including a wave generator connected by a transitional clutch to the drive motor shaft and in contact with intermediate rolling bodies located in the grooves of the separator and in contact with the profile rim connected with the housing, the separator is rigidly connected to the output shaft, which is connected to the output gear.

Кроме того, для реализации передаточных отношений редуктора привода поворота (от 50 до 180), целесообразно выполнить редуктор дифференциальным двухступенчатым с промежуточными телами качения включающим в себя совмещенные генераторы первой и второй ступеней, контактирующие с телами качения расположенными в соответствующих пазах совмещенных сепараторов первой и второй ступеней, контактирующими с профильными венцами первой и второй ступеней, при этом профильный венец первой ступени жестко связан с неподвижным корпусом, а профильный венец второй ступени жестко связан с выходным валом, который соединен с выходной шестерней.In addition, to implement the gear ratios of the rotary drive gearbox (from 50 to 180), it is advisable to make the gearbox a differential two-stage with intermediate rolling bodies including combined generators of the first and second stages in contact with the rolling bodies located in the corresponding grooves of the combined separators of the first and second stages in contact with the profile crowns of the first and second stages, while the profile crown of the first stage is rigidly connected to the stationary body, and the profile vein the second stage is rigidly connected with an output shaft which is connected to the output gear.

На фиг.1 представлена конструкция поворотного механизма, в котором первая ступень редуктора выполнена в виде планетарного редуктора, вторая ступень редуктора выполнена в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения. На фиг.2 представлена конструкция поворотного механизма, в котором первая и вторая ступени редуктора, выполнены в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения. На фиг.3 представлена конструкция поворотного механизма, в которой применен одноступенчатый волновой редуктор с промежуточными телами качения. На фиг.4 представлена конструкция поворотного механизма, в которой применен дифференциальный двухступенчатый волновой редуктор с промежуточными телами качения.Figure 1 shows the design of the rotary mechanism, in which the first gear stage is made in the form of a planetary gear, the second gear stage is made in the form of a wave gear with intermediate rolling bodies. Figure 2 presents the design of the rotary mechanism, in which the first and second stages of the gearbox are made in the form of a wave gearbox with intermediate rolling bodies. Figure 3 presents the design of the rotary mechanism, which uses a single-stage wave gear with intermediate rolling elements. Figure 4 presents the design of the rotary mechanism, which uses a differential two-stage wave gear with intermediate rolling elements.

Механизм поворота (фиг.1) содержит приводной двигатель 1, переходную муфту 2, тормозную муфту 3, сателлиты 4, солнечное колесо 5, водило 6, коронную шестерню 7, муфту 8, генератор волн второй ступени 9, сепаратор второй ступени 10, промежуточные тела качения 11, профильный венец второй ступени 12, корпус 13, выходной вал 14, выходную шестерню 15.The rotation mechanism (Fig. 1) contains a drive motor 1, a transition clutch 2, a brake clutch 3, satellites 4, a sun wheel 5, a carrier 6, a ring gear 7, a clutch 8, a wave generator of the second stage 9, a separator of the second stage 10, intermediate bodies rolling 11, the profile crown of the second stage 12, the housing 13, the output shaft 14, the output gear 15.

Механизм поворота, в котором первая и вторая ступень редуктора, выполнены в виде волнового редуктора с промежуточными телами качения (фиг.2), включает приводной двигатель 1, переходную муфту 2, тормозную муфту 3, сепаратор первой ступени 16, генератор волн первой ступени 17, промежуточные тела качения 18, профильный венец первой ступени 19, муфту 8, генератор волн второй ступени 9, сепаратор второй ступени 10, промежуточные тела качения 11, профильный венец второй ступени 12, корпус 13, выходной вал 14, выходную шестерню 15.The rotation mechanism, in which the first and second stage of the gearbox, is made in the form of a wave gearbox with intermediate rolling bodies (FIG. 2), includes a drive motor 1, a transition clutch 2, a brake clutch 3, a separator of the first stage 16, a wave generator of the first stage 17, intermediate rolling elements 18, the profile crown of the first stage 19, the coupling 8, the wave generator of the second stage 9, the separator of the second stage 10, the intermediate rolling bodies 11, the profile crown of the second stage 12, the housing 13, the output shaft 14, the output gear 15.

Механизм поворота с одноступенчатым волновым редуктором с промежуточными телами качения (фиг.3) содержит приводной двигатель 1, переходную муфту 2, тормозную муфту 3, сепаратор первой ступени 16, генератор волн первой ступени 17, промежуточные тела качения 18, профильный венец первой ступени 19, корпус 13, выходной вал 14, выходную шестерню 15.The rotation mechanism with a single-stage wave gear with intermediate rolling bodies (Fig. 3) contains a drive motor 1, a transition clutch 2, a brake clutch 3, a separator of the first stage 16, a wave generator of the first stage 17, intermediate rolling elements 18, a profile crown of the first stage 19, housing 13, output shaft 14, output gear 15.

Механизм поворота (фиг.4) содержит приводной двигатель 1, переходную муфту 2, тормозную муфту 3, корпус 13, выходной вал 14, выходную шестерню 15, совмещенные генераторы волн первой и второй ступеней 20, промежуточные тела качения 21, неподвижный профильный венец первой ступени 22, совмещенные сепараторы первой и второй ступеней 23, подвижный профильный венец второй ступени 24.The rotation mechanism (Fig. 4) comprises a drive motor 1, a transition clutch 2, a brake clutch 3, a housing 13, an output shaft 14, an output gear 15, combined wave generators of the first and second stages 20, intermediate rolling bodies 21, a stationary profile ring of the first stage 22, combined separators of the first and second stages 23, a movable profile crown of the second stage 24.

Механизм поворота (фиг.1) работает следующим образом: вращение от приводного двигателя 1 передается через переходную муфту 2, контактирующую с тормозными дисками управляемой тормозной муфты 3, на солнечное колесо 5, контактирующее с сателлитами 4. Сателлиты 4, находясь в зацеплении с коронной шестерней 7, передают вращение подвижному The rotation mechanism (Fig. 1) works as follows: rotation from the drive motor 1 is transmitted through the adapter clutch 2 in contact with the brake discs of the controlled brake clutch 3, to the sun wheel 5 in contact with the satellites 4. The satellites 4, being engaged with the ring gear 7, transmit the rotation to the movable

водилу 6, которое посредством муфты 8 передается генератору волн второй ступени 9, контактирующему с промежуточными телами качения 11, которые находясь в пазах сепаратора 10 контактируют с профильным венцом второй ступени 12. При вращении генератор волн второй ступени 9 вызывает радиальное перемещение промежуточных тел качения 11, которые обкатываясь по рабочим поверхностям профильного венца второй ступени 12, связанного с неподвижным корпусом 13, вызывают вращение сепаратора 10, которое передается через выходной вал 14 на выходную шестерню 15, кинематически связанную с ответным элементом поворачиваемой конструкции (на фиг.1 не показан).carrier 6, which is transmitted through the coupling 8 to the wave generator of the second stage 9 in contact with the intermediate rolling elements 11, which, being in the grooves of the separator 10, are in contact with the profile crown of the second stage 12. When rotating, the wave generator of the second stage 9 causes a radial movement of the intermediate rolling elements 11, which run on the working surfaces of the profile crown of the second stage 12, connected with the fixed housing 13, cause the rotation of the separator 10, which is transmitted through the output shaft 14 to the output gear 15, to nematic response element associated with the rotatable structure (1 not shown).

Механизм поворота (фиг.2) работает следующим образом: вращение от приводного двигателя 1 передается через переходную муфту 2, контактирующую с тормозными дисками тормозной муфты 3, генератору волн первой ступени 17, контактирующему с промежуточными телами качения 18, которые находясь в пазах сепаратора первой ступени 16 контактируют с профильным венцом первой ступени 19. При вращении генератор волн первой ступени 17 вызывает радиальное перемещение промежуточных тел качения 18, которые обкатываясь по рабочим поверхностям неподвижного профильного венца первой ступени 19, вызывают вращение сепаратора первой ступени 16, которое через муфту 8 передается генератору волн второй ступени 9, контактирующему с промежуточными телами качения 11, которые находясь в пазах сепаратора второй ступени 10, контактируют с профильным венцом второй ступени 12. При вращении генератор волн второй ступени 9 вызывает радиальное перемещение промежуточных тел качения 11, которые обкатываясь по рабочим поверхностям неподвижного профильного венца второй ступени 12, вызывают вращение сепаратора второй ступени 10, которое передается через выходной вал 14 на выходную шестерню 15, кинематически связанную с ответным элементом поворачиваемой конструкции (на фиг.2 не показан).The rotation mechanism (Fig. 2) works as follows: rotation from the drive motor 1 is transmitted through the adapter clutch 2 in contact with the brake discs of the brake clutch 3, the wave generator of the first stage 17, in contact with the intermediate rolling elements 18, which are in the grooves of the first stage separator 16 are in contact with the profile crown of the first stage 19. During rotation, the wave generator of the first stage 17 causes a radial movement of the intermediate rolling bodies 18, which are rolled on the working surfaces of the stationary profile first crown of the first stage 19, cause the rotation of the separator of the first stage 16, which through the clutch 8 is transmitted to the wave generator of the second stage 9 in contact with the intermediate rolling elements 11, which, being in the grooves of the separator of the second stage 10, are in contact with the profile crown of the second stage 12. During rotation the wave generator of the second stage 9 causes a radial movement of the intermediate rolling elements 11, which, rolling around the working surfaces of the stationary profile crown of the second stage 12, cause the rotation of the separator of the second stage 10 , which is transmitted through the output shaft 14 to the output gear 15, kinematically connected with the response element of the rotatable structure (not shown in figure 2).

Механизм поворота (фиг.3) работает следующим образом: вращение от приводного двигателя 1 передается через переходную муфту 2, контактирующую с тормозными дисками тормозной муфты 3, генератору волн первой ступени 17, контактирующему с промежуточными телами качения 18, которые находясь в пазах сепаратора первой ступени 16 контактируют с профильным венцом первой ступени 19. При вращении генератор волн первой ступени 17 вызывает радиальное перемещение промежуточных тел качения 18, которые обкатываясь по рабочим поверхностям профильного венца первой ступени 19, связанного с неподвижным корпусом 13, вызывают вращение сепаратора первой ступени 16, которое через выходной вал 14 передается на выходную шестерню 15, кинематически связанную с ответным элементом поворачиваемой конструкции (на фиг.3 не показан).The rotation mechanism (Fig. 3) works as follows: rotation from the drive motor 1 is transmitted through the adapter clutch 2 in contact with the brake discs of the brake clutch 3, the wave generator of the first stage 17 in contact with the intermediate rolling elements 18, which are in the grooves of the separator of the first stage 16 are in contact with the profile crown of the first stage 19. During rotation, the wave generator of the first stage 17 causes a radial movement of the intermediate rolling elements 18, which are rolled on the working surfaces of the profile ring of the first stage 19, connected with the fixed housing 13, cause the rotation of the separator of the first stage 16, which is transmitted through the output shaft 14 to the output gear 15, kinematically connected with the response element of the rotatable structure (not shown in Fig. 3).

Механизм поворота (фиг.4) работает следующим образом: вращение от приводного двигателя 1 передается через переходную муфту 2, контактирующую с тормозными дисками тормозной муфты 3, совмещенным генераторам волн первой и второй ступеней 20, контактирующим с промежуточными телами качения 21, которые находясь пазах совмещенных сепараторов первой и второй ступеней 23 контактируют с неподвижным профильным венцом первой ступени 22 и подвижным профильным венцом второй ступени 24. При вращении совмещенные генераторы волн первой и второй ступеней 20 вызывают радиальное перемещение промежуточных тел качения 21, которые обкатываясь по рабочим поверхностям неподвижного профильного венца первой ступени 22, связанного с неподвижным корпусом 13, вызывают вращение совмещенных сепараторов первой и второй ступеней 23 и подвижного профильного венца второй ступени 24. Вращение от профильного венца второй ступени 24 через выходной вал 14 передается на выходную шестерню 15, кинематически связанную с ответным элементом поворачиваемой конструкции (на фиг.4 не показан).The rotation mechanism (Fig. 4) works as follows: rotation from the drive motor 1 is transmitted through the adapter clutch 2 in contact with the brake discs of the brake clutch 3, combined wave generators of the first and second stages 20, in contact with the intermediate rolling elements 21, which are in the grooves aligned the separators of the first and second stages 23 are in contact with the stationary profile ring of the first stage 22 and the movable profile ring of the second stage 24. When rotating, the combined wave generators of the first and second stages 20 radial displacement of the intermediate rolling bodies 21, which run on the working surfaces of the stationary profile ring of the first stage 22, connected with the fixed housing 13, cause rotation of the combined separators of the first and second stages 23 and the movable profile ring of the second stage 24. Rotation from the profile ring of the second stage 24 through the output shaft 14 is transmitted to the output gear 15, kinematically connected with the response element of the rotatable structure (not shown in figure 4).

Claims

1. The rotation mechanism, comprising a drive motor attached to the housing, the shaft of which is connected through the adapter coupling in contact with the brake discs of the controlled brake clutch to the mechanism housing, a two-stage gearbox made in a fixed housing, the drive shaft of which is connected by the adapter coupling to the drive motor shaft, characterized in that the second stage of the gearbox is made in the form of a wave gearbox with intermediate rolling bodies, including a wave generator in contact with the intermediate rolling bodies, located in the grooves of the separator and in contact with the profile rim associated with the fixed housing, the separator is rigidly connected to the output shaft, which is connected to the output gear.

2. The rotation mechanism according to claim 1, characterized in that the first stage of the gearbox is made in the form of a wave gearbox with intermediate rolling bodies, including a wave generator connected by an adapter sleeve to the drive motor shaft and in contact with intermediate rolling bodies located in the grooves of the first stage separator and in contact with the first stage profile rim connected with the stationary body, the first stage separator being connected via a clutch to the second stage wave generator.

3. The rotation mechanism according to claim 2, characterized in that the gearbox is made of a single-stage wave with intermediate rolling bodies, including a wave generator connected by an adapter sleeve to the shaft of the drive motor and in contact with intermediate rolling bodies located in the grooves of the separator and in contact with the profile a crown connected to the housing, and the separator is rigidly connected to the output shaft, which is connected to the output gear.

4. The rotation mechanism according to claim 2, characterized in that the generators of the first and second stages are combined with each other and contact with rolling bodies located in the corresponding grooves of the combined separators of the first and second stages and in contact with the profile crowns of the first and second stages, the profile crown of the first stage is rigidly connected to the stationary housing, and the profile crown of the second stage is rigidly connected to the output shaft, which is connected to the output gear.