RU74430U1

RU74430U1 - GEAR

Info

Publication number: RU74430U1
Application number: RU2008104918/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Аркадьевич Веденеев
Original assignee: Сергей Аркадьевич Веденеев
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2008-06-27

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использовано в машиностроении, станкостроении и других областях, где требуется изменение скорости вращения ведомого вала в зависимости от нагрузки. Достигаемый результат - возможность автоматического бесступенчатого изменения оптимального передаточного отношения без вывода шестерен из зацепления и без дополнительных органов управления в зависимости от нагрузки на ведущем и ведомом валах. Результат достигается тем, что в зубчатой передаче, включающей входной и выходной валы с солнечными шестернями, центральные шестерни, планетарные шестерни, водила, согласно решению, водило первой ступени выполнено заодно с центральной шестерней второй ступени, а водило второй ступени выполнено заодно с центральной шестерней первой ступени, при этом планетарные шестерни первой ступени и/или второй ступени выполнены двухвенцовыми. (Фиг.2)The utility model relates to mechanical engineering and can be used in mechanical engineering, machine tool industry and other areas where a change in the speed of rotation of the driven shaft depending on the load is required. The achieved result is the possibility of automatic stepless change of the optimal gear ratio without gears disengaging from gearing and without additional controls depending on the load on the drive and driven shafts. The result is achieved in that in a gear transmission, including input and output shafts with sun gears, central gears, planetary gears, carrier, according to the decision, the first stage carrier is integral with the second stage central gear, and the second stage carrier is integral with the first central gear steps, while the planetary gears of the first stage and / or second stage are double-crowned. (Figure 2)

Description

Настоящая полезная модель относится к области машиностроения, и более конкретно, к зубчатым передачам.The present utility model relates to the field of engineering, and more particularly to gears.

Известен двухступенчатый редуктор, включающий центральный входной вал с солнечной шестерней и выходной вал с солнечной шестерней, водило, на осях которого установлены планетарные шестерни, двухвенцовую солнечную шестерню. (Кудрявцев В.Н., Планетарные передачи. Справочник. 1977, Стр.123, таблица 5.4).A two-stage gearbox is known, including a central input shaft with a sun gear and an output shaft with a sun gear, a carrier, on the axes of which planetary gears are installed, a two-crown sun gear. (Kudryavtsev V.N., Planetary gears. Handbook. 1977, p. 123, table 5.4).

Известному редуктору свойственны только конкретные заданные значения передачи скорости вращения и для изменения передаточного отношения требуется замена шестерен, не достаточно высокий КПД, особенно при увеличении оборотов, большая нагрузка и контактный износ от замкнутой мощности со снижением надежности передачи, невозможность сглаживания динамических нагрузок оптимизацией передаточного отношения.The known gearbox is characterized by only specific setpoints of transmission of rotational speed and gear changes are required to change the gear ratio, the efficiency is not high enough, especially when increasing speed, a large load and contact wear from closed power with a decrease in transmission reliability, impossibility of smoothing dynamic loads by optimizing the gear ratio.

Известен вариатор, включающий входной вал с солнечной шестерней, зубчатые колеса, фрикционные диски, шарниры, промежуточный вал, зубчатые пары и выходной вал. (Крайнев А.Ф. «Механика машин, фундаментальный словарь», 2000, стр.71, а).A known variator, including an input shaft with a sun gear, gears, friction discs, hinges, an intermediate shaft, gear pairs and an output shaft. (Krainev AF “Mechanics of machines, fundamental dictionary”, 2000, p. 71, a).

Известный механизм характеризуется относительно низкими надежностью и КПД, ограниченным диапазоном изменения частоты вращения ведомого звена, малой нагрузочной способностью, особенно при ударных нагрузках, возможностью потери мощности за счет недостаточного контакта сопрягаемых фрикционных звеньев, повышенные тепловые потери.The known mechanism is characterized by relatively low reliability and efficiency, a limited range of changes in the speed of the driven link, low load capacity, especially under shock loads, the possibility of power loss due to insufficient contact of the mating friction links, increased heat loss.

Механизмом, выбранным автором за прототип, является The mechanism chosen by the author for the prototype is

зубчатое передаточное устройство с бесступенчатым передаточным отношением, включающее две ступени планетарных механизмов, состоящих из большой и малой центральных шестерен, жестко закрепленных на центральном валу и внешней двухвенцовой шестерни, с возможностью вращения последней вокруг оси центральных шестерен, при этом внешние зубья центральных шестерен и внутренние зубья двухвенцовой шестерни находятся в зацеплении с планетарными шестернями, радиально расположенными вокруг центральных шестерен, и одновременно установленными на осях двух водил, с возможностью вращения последних вокруг центральных шестерен и передачи мощности, при этом первая ступень является ведущей, а вторая ведомой. (GB Патент №2238090, 1991 г.).gear transmission device with a stepless gear ratio, comprising two stages of planetary gears, consisting of large and small central gears, rigidly fixed to the central shaft and an external two-gear gear, with the possibility of rotation of the latter around the axis of the central gears, while the outer teeth of the central gears and internal teeth twin gears mesh with planetary gears radially spaced around the central gears and simultaneously mounted on the axles of two carriers, with the possibility of rotation of the latter around the central gears and power transmission, while the first stage is the leading, and the second is driven. (GB Patent No. 2238090, 1991).

Известное зубчатое передаточное устройство не обеспечивает передачу крутящего момента без дополнительного управляющего устройства, а использование последнего усложняет конструкцию, снижает КПД и надежность работы устройства, устройство не способно работать в оптимальном режиме в зависимости от изменения нагрузки на ведущем и ведомом валах, и пропускает динамические нагрузки на управляющий механизм, что снижает надежность и увеличивает износ устройства.The known gear transmission device does not provide torque transmission without an additional control device, and the use of the latter complicates the design, reduces the efficiency and reliability of the device, the device is not able to work in optimal mode depending on changes in the load on the drive and driven shafts, and passes dynamic loads on control mechanism, which reduces reliability and increases wear of the device.

Задачей полезной модели является обеспечить конструкцию передающего механизма с возможностью автоматического бесступенчатого изменения оптимального передаточного отношения без вывода шестерен из зацепления и без дополнительных органов управления в зависимости от нагрузки на ведущем и ведомом валах.The objective of the utility model is to provide the design of the transmission mechanism with the ability to automatically continuously change the optimal gear ratio without removing gears from the mesh and without additional controls, depending on the load on the drive and driven shafts.

Указанный технический результат достигается тем, что в The specified technical result is achieved by the fact that in

зубчатой передаче, включающей входной и выходной валы с солнечными шестернями, центральные шестерни, планетарные шестерни, водила, согласно решению, водило первой ступени выполнено заодно с центральной шестерней второй ступени, а водило второй ступени выполнено заодно с центральной шестерней первой ступени, при этом планетарные шестерни первой ступени и/или второй ступени выполнены двухвенцовыми.gear transmission, including input and output shafts with sun gears, central gears, planetary gears, carrier, according to the decision, the carrier of the first stage is integral with the central gear of the second stage, and the carrier of the second stage is integral with the central gear of the first stage, with planetary gears the first stage and / or second stage are double-crowned.

Отличительными признаками являются:Distinctive features are:

- водило первой ступени выполнено заодно с центральной шестерней второй ступени, а водило второй ступени выполнено заодно с центральной шестерней первой ступени, (что позволяет бесступенчато и без вывода шестерен из зацепления изменять передаточное отношение в любом диапазоне, обеспечивает снижение габаритов и веса передаточного механизма без снижения значений силовых параметров);- the first stage carrier is integral with the central gear of the second stage, and the second stage carrier is integral with the central gear of the first stage (which allows the gear ratio to be varied steplessly and without disengaging gears in any range, ensuring reduction of dimensions and weight of the transmission mechanism without reduction values of power parameters);

- планетарные шестерни первой ступени и/или второй ступени выполнены двухвенцовыми, (что позволяет автоматически бесступенчато вводить режим оптимального передаточного отношения без вывода шестерен из зацепления и без дополнительных органов управления).- planetary gears of the first stage and / or second stage are double-crowned, (which allows you to automatically steplessly enter the optimal gear ratio without removing gears from meshing and without additional controls).

Далее полезная модель поясняется с помощью чертежей, где:Next, the utility model is illustrated using the drawings, where:

- на Фиг.1, 2 представлены варианты схем исполнения зубчатой передачи.- figure 1, 2 presents options for the execution of the gear transmission.

Зубчатая передача включает центральный вал 1 с солнечной шестерней 2, центральный вал 3 с солнечной шестерней 4, планетарные двухвенцовые шестерни 5 на осях 6 водила 7 первой ступени, центральную шестерню 8, планетарные шестерни 9, на осях The gear transmission includes a central shaft 1 with a sun gear 2, a central shaft 3 with a sun gear 4, planetary two-gear gears 5 on the axles 6 of the carrier 7 of the first stage, the central gear 8, planetary gears 9, on the axes

10 водила 11 второй ступени, центральную шестерню 12.10 drove 11 of the second stage, the central gear 12.

Зубчатая передача работает следующим образом.The gear transmission operates as follows.

С центрального вала 1 через солнечную шестерню 2, вращение одновременно передается двумя потоками:From the central shaft 1 through the sun gear 2, the rotation is simultaneously transmitted in two streams:

- первый - планетарным шестерням 5, установленным на осях 6, на водило 7, от которого на центральную шестерню 8 и далее к планетарным шестерням 9, установленным на осях 10 и с последних на солнечную шестерню 4 и центральный вал 3;- the first - planetary gears 5, mounted on the axles 6, on the carrier 7, from which to the central gear 8 and further to the planetary gears 9 installed on the axles 10 and from the latter to the sun gear 4 and the central shaft 3;

- второй - планетарным шестерням 5, на центральную шестерню 12, с которого передается водилу 11 и далее к планетарным шестерням 9, установленным на осях 10 и с последних на солнечную шестерню 4 и центральный вал 3.- the second - to planetary gears 5, to the central gear 12, from which the carrier 11 is transmitted and then to planetary gears 9 installed on the axles 10 and from the latter to the sun gear 4 and the central shaft 3.

Таким образом, два потока движения сходятся на планетарных шестернях 9 и солнечной шестерне 4 и находятся во временном «силовом равновесии», зависящем от нагрузки на ведомом валу 3. А изменение «силового равновесия» ведет к изменению режима работы с перераспределением положения передающих звеньев и изменения передаточного отношения, при этом планетарные шестерни 5, водило 7, центральная шестерня 8, планетарные шестерни 9, могут менять направления вращения и скорость вращения от различия до совпадения. При работе зубчатой передачи и увеличении нагрузки на (ведомом) центральном валу 3 при неизменном вращении центрального вала 1 происходит перераспределение сбалансированного ранее соотношения потоков движения, а именно - снижение скорости вращения вала 3, соответственно снижение вращения планетарных шестерней 9, вращения водила 11 и центральной шестерни 8 и, соответственно, сопряженных с ними Thus, the two flows of motion converge on the planetary gears 9 and the sun gear 4 and are in temporary "power equilibrium", depending on the load on the driven shaft 3. And a change in "power equilibrium" leads to a change in the operating mode with the redistribution of the position of the transmission links and changes the gear ratio, while the planetary gears 5, carrier 7, the central gear 8, planetary gears 9, can change the direction of rotation and speed of rotation from difference to coincidence. When the gear train is operating and the load on the (driven) central shaft 3 is increased while the central shaft 1 is rotated, the previously balanced flow ratio is redistributed, namely, a decrease in the speed of rotation of the shaft 3, respectively, a decrease in the rotation of planetary gears 9, rotation of the carrier 11 and the central gear 8 and, accordingly, associated with them

центральной шестерни 12 и водила 7. Изменение вращения двух последних инициирует изменение положения двухвенцовой шестерни 5 относительно центральной шестерни 12 и солнечной (ведущей) шестерни 2, с обкатыванием двухвенцовой шестерни 5 вокруг последних и перераспределение передаваемой нагрузки по первому и второму потокам в соответствии вышеприведенному описанию. При этом происходит перераспределение сил и крутящих моментов с изменением передаточного отношения. Существенно отметить, что сопряжение второго венца двухвенцовой планетарной шестерни 5 с центральной шестерней 12 инициирует вращение последней только в одну сторону или временное неподвижное положение, что в свою очередь определяет величину обката двухвенцовой шестерней 5 солнечной шестерни 2 и центральной шестерни 12, с одновременным изменением степени отклонения водила 7 с центральной шестерней 8 с последующей передачей усилий на планетарные шестерни 9, которые одновременно получая воздействие со стороны водила 11, изменяют направление вращения по отношению к шестерням центральной 12 и солнечной 4, что за счет разности или сложения сил от указанных воздействий позволяет изменять обороты на солнечной (ведомой) шестерне 4.the central gear 12 and the carrier 7. A change in the rotation of the last two initiates a change in the position of the two-gear gear 5 relative to the central gear 12 and the sun (drive) gear 2, with the two-gear gear 5 wrapped around the latter and the load being redistributed along the first and second flows in accordance with the above description. In this case, the redistribution of forces and torques occurs with a change in the gear ratio. It is important to note that the conjugation of the second crown of the double-crowned planetary gear 5 with the central gear 12 initiates the rotation of the latter only in one direction or a temporary stationary position, which in turn determines the size of the rolling around of the double-crown gear 5 of the sun gear 2 and the central gear 12, with a simultaneous change in the degree of deviation drove 7 with a central gear 8 with subsequent transfer of effort to planetary gears 9, which simultaneously receive impact from the drove 11, change direction rotation relative to the central gears 12 and sun 4 that due to the difference or addition of forces of these effects allows to change the momentum on the sun (driven) gear 4.

Увеличение нагрузки на солнечной (ведомой) шестерне 4 ведет к снижению оборотов всех составляющих звеньев, в том числе центральной шестерни 12. При этом, солнечная (ведущая) шестерня 2 сохраняет постоянные обороты, а разница оборотов воспринимается двухвенцовой шестерней 5, что приводит к компенсации разницы оборотов за счет изменения скорости обкатки вокруг солнечной шестерни 2 и центральной 12, инициируя An increase in the load on the sun (driven) gear 4 leads to a decrease in the speed of all component parts, including the central gear 12. Moreover, the sun (lead) gear 2 maintains constant speed, and the difference in speed is perceived by the twin-gear gear 5, which compensates for the difference revolutions due to a change in the break-in speed around the sun gear 2 and the central 12, initiating

изменение оборотов между центральной шестерней 12 и водилом 7. Таким образом, изменяется передаточное отношение и перераспределяется нагрузка. Движение может передаваться как в прямом, так и в обратном направлении.the change in speed between the Central gear 12 and the carrier 7. Thus, the gear ratio changes and the load is redistributed. The movement can be transmitted in both forward and reverse directions.

Предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность автоматического бесступенчатого изменения оптимального передаточного отношения без вывода шестерен из зацепления и без дополнительных органов управления в зависимости от нагрузки на ведущем и ведомом валах.The proposed utility model provides the ability to automatically continuously change the optimal gear ratio without removing gears from the mesh and without additional controls, depending on the load on the drive and driven shafts.

Claims

A gear transmission, including input and output shafts with sun gears, central gears, planetary gears, a carrier, characterized in that the carrier of the first stage is integral with the central gear of the second stage, and the carrier of the second stage is integral with the central gear of the first stage, while planetary gears of the first stage and / or second stage are double-crowned.