RU83307U1

RU83307U1 - PLANETARY TRANSMISSION

Info

Publication number: RU83307U1
Application number: RU2008150018/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Шевчук; Виктор Викторович Шеховцов; Михаил Вольфредович Ляшенко; Игорь Вячеславович Лавров; Александр Валерьевич Фетисов; Александр Сергеевич Горобцов; Алексей Николаевич Иконников
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2009-05-27

Abstract

Планетарная передача, содержащая центральные колеса с внешним и внутренним зацеплением, сателлиты и водило, отличающаяся тем, что водило выполнено состоящим из составленного из секторов сателлитного блока и ступицы, причем каждый сектор представляет часть дуги окружности, с одной стороны которого выполнена двузубая, а с другой однозубая вилки, секторы соединены последовательно с помощью шаровой опоры и оси, расположенных перпендикулярно плоскости дуги сектора, обеспечивающих выравнивание нагрузки по длине зубьев зубчатых колес, в средней части каждого сектора расположен сателлитный блок, состоящий из сателлита, оси и подшипника, при этом в промежутках между сателлитами расположены участки узкого шлицевого соединения, имеющего боковые и радиальные зазоры, обеспечивающие самоустановку секторов сателлитного блока между центральными колесами и выравнивание нагрузки между сателлитами, при этом внутренние шлицы расположены в зоне однозубых вилок секторов, а внешние шлицы расположены на внешних поверхностях секторов венца ступицы.A planetary gear containing central wheels with external and internal gearing, satellites and a carrier, characterized in that the carrier is made up of a satellite unit and a hub composed of sectors, each sector representing a part of the circular arc, on one side of which is made of double-toothed, and on the other single-tooth forks, sectors connected in series using a ball joint and an axis located perpendicular to the plane of the arc of the sector, ensuring load balancing along the length of the gear teeth, in the middle a part of each sector there is a satellite block consisting of a satellite, an axis and a bearing, while in the intervals between the satellites there are sections of a narrow spline connection having lateral and radial clearances providing self-installation of the sectors of the satellite block between the central wheels and load balancing between the satellites, while the internal slots are located in the area of the single-tooth forks of the sectors, and the external slots are located on the outer surfaces of the sectors of the crown of the hub.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к планетарным передачам.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to planetary gears.

Известна конструкция планетарного редуктора Д.И.Шаткуса для зернового комбайна с плавающим центральным колесом и сателлитами на сферических опорах, не имеющего избыточных связей, в котором нагрузка выровнена по длине контактных линий зубчатых зацеплений и между сателлитами (Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. - М.: Машиностроение. - 1979, с.243, рис.5.12).The design of the D.I. Shatkus planetary gearbox for a grain combine with a floating central wheel and satellites on spherical bearings without excessive connections is known, in which the load is aligned along the length of the contact lines of the gears and between the satellites (Reshetov L.N. Self-aligning mechanisms: Reference . - M.: Mechanical Engineering. - 1979, p. 243, Fig. 5.12).

Наружное кольцо двухрядного роликового подшипника, на котором устанавливается сателлит, имеет сферическую наружную поверхность, и оно же является внутренним кольцом сферической опоры. В качестве наружного кольца сферической опоры используется сателлит с прошлифованной в нем внутренней сферой.The outer ring of a double row roller bearing on which the satellite is mounted has a spherical outer surface, and it is also the inner ring of a spherical support. A satellite with an inner sphere ground in it is used as the outer ring of a spherical support.

Недостатком такой передачи являются то, что она не может быть реализована с малыми осевыми и радиальными габаритами сателлитного узла, в связи с недостаточной долговечностью сферической опоры. Кроме того, данная планетарная передача не обладает возможностью самоустановки водила с сателлитами под воздействием радиальных и тангенциальных сил, возникающих в зацеплениях сателлитов с центральными колесами, что снижает ее надежность и долговечность.The disadvantage of this transmission is that it cannot be implemented with small axial and radial dimensions of the satellite assembly, due to the insufficient durability of the spherical support. In addition, this planetary gear does not have the ability to self-assembled a carrier with satellites under the influence of radial and tangential forces arising in gears of satellites with central wheels, which reduces its reliability and durability.

Известна планетарная передача, содержащая центральные колеса, водило, сателлиты, установленные на осях, закрепленных в щеках посредством упругих элементов, между которыми размещены втулки, контактирующие одним из своих торцов с торцом водила планетарной передачи (авт.св. СССР 1427117 по М. кл. F16Н 1/48, опубликовано 1989).Known planetary gear containing central wheels, carrier, satellites mounted on axles fixed in the cheeks by means of elastic elements, between which are placed bushes in contact with one of their ends with the end face of the planetary gear carrier (ed. St. USSR 1427117 according to M. cl. F16H 1/48, published 1989).

Недостатком данной планетарной передачи является то, что избыточные связи здесь заменены упругими, при этом равномерность распределения нагрузки между сателлитами и по длине контактных линий зубчатых зацеплений пропорциональна жесткости упругих элементов, поэтому полного выравнивания нагрузки не достигается, что снижает надежность и долговечность планетарной передачи. Кроме того, при неравномерном распределении нагрузки в зацеплениях сателлита с центральными колесами происходит перекос сателлита относительно его оси, что приводит к неравномерному распределению нагрузки в игольчатом подшипнике, расположенного в ободе сателлита и снижению надежности и долговечности планетарной передачи.The disadvantage of this planetary gear is that the excess links are replaced by elastic ones, while the uniform distribution of the load between the satellites and along the length of the contact lines of the gears is proportional to the stiffness of the elastic elements, therefore, full load balancing is not achieved, which reduces the reliability and durability of the planetary gear. In addition, with an uneven load distribution in the gears of the satellite with the central wheels, the satellite is skewed about its axis, which leads to an uneven load distribution in the needle bearing located in the rim of the satellite and a decrease in the reliability and durability of the planetary gear.

Известна планетарная передача, принятая в качестве прототипа, (Патент RU 2217634 по М. кл. F16Н 1/48, опубликовано 2003) содержащая центральные колеса, водило, сателлиты, установленные на осях посредством компенсационного узла, содержащего шарнирный подшипник с двумя выступами на внутреннем кольце, которые обеспечивают его радиальное перемещение вдоль направляющих буртов втулок, причем направляющие бурты имеют заплечики для ограничения радиального перемещения Known planetary gear adopted as a prototype (Patent RU 2217634 for M. CL F16H 1/48, published 2003) containing the Central wheels, carrier, satellites mounted on the axles by means of a compensation unit containing an articulated bearing with two protrusions on the inner ring which provide its radial movement along the guide collars of the bushings, and the guide collars have shoulders to limit radial movement

внутреннего кольца шарнирного подшипника, а между отверстием внутреннего кольца шарнирного подшипника и наружной поверхностью втулок установлен набор колец с большим и меньшим диаметром сечения, расположенных поочередно и выполненных из упругоэластичного материала.an inner ring of the articulated bearing, and between the bore of the inner ring of the articulated bearing and the outer surface of the bushings, a set of rings with a larger and smaller cross-sectional diameter, arranged alternately and made of an elastic material, is installed.

Недостатком данной планетарной передачи является то, что материал колец, заменяющих жесткие избыточные связи упругими, выполнен из упругоэластичного материала, не обеспечивающего высокую надежность и долговечность планетарной передачи при достаточно высоких температурах смазочной и охлаждающей жидкости.The disadvantage of this planetary gear is that the material of the rings replacing the rigid excess bonds with elastic ones is made of an elastic material that does not provide high reliability and durability of the planetary gear at sufficiently high temperatures of the lubricant and coolant.

Задача полезной модели - создание планетарной передачи с малыми осевыми и радиальными габаритами сателлитного узла, позволяющего реализовывать малые передаточные числа, с выровненной нагрузкой между сателлитами и по длине зубьев сателлитов.The objective of the utility model is to create a planetary gear with small axial and radial dimensions of the satellite assembly, which allows to realize small gear ratios, with a balanced load between the satellites and along the length of the teeth of the satellites.

Технический результат - повышение надежности и долговечности планетарной передачи за счет выравнивания нагрузки между сателлитами и по длине зубьев сателлитов при малых осевых и радиальных габаритах сателлитного узла и независимо от температуры смазочной среды по причине отсутствия в конструкции элементов, изготовленных из упруго эластичных материалов, чувствительных к температурам, возникающим при рабочих режимах передачи.EFFECT: increased reliability and durability of a planetary gear due to load balancing between satellites and along the length of the teeth of the satellites with small axial and radial dimensions of the satellite assembly and regardless of the temperature of the lubricating medium due to the absence of elements made of elastic, temperature-sensitive materials in the design occurring during transmission operating modes.

Указанный технический результат достигается тем, что в планетарной передаче, содержащей центральные колеса с внешним и внутренним зацеплением, сателлиты и водило, водило выполнено состоящим из составленного из секторов сателлитного блока и ступицы, причем каждый сектор представляет часть дуги окружности, с одной стороны которого выполнена двузубая, а с другой однозубая вилки, секторы соединены последовательно с помощью шаровой опоры и оси, расположенных перпендикулярно плоскости дуги сектора, обеспечивающих выравнивание нагрузки по длине зубьев зубчатых колес, в средней части каждого сектора расположен сателлитный блок, состоящий из сателлита, оси и подшипника, при этом в промежутках между сателлитами на расстоянии от оси передачи, расположены участки узкого шлицевого соединения, имеющего боковые и радиальные зазоры, обеспечивающие самоустановку секторов сателлитного блока между центральными колесами и выравнивание нагрузки между сателлитами, при этом внутренние шлицы расположены в зоне однозубых вилок секторов, а внешние шлицы расположены на внешних поверхностях секторов венца ступицы.The specified technical result is achieved by the fact that in a planetary gear comprising central wheels with external and internal gearing, the satellites and the carrier, the carrier is made up of a satellite unit and a hub composed of sectors, each sector representing a part of a circular arc, on one side of which there is a double-toothed and on the other a single-tooth fork, the sectors are connected in series using a ball joint and an axis located perpendicular to the plane of the arc of the sector, ensuring load balancing along the gear teeth line, in the middle part of each sector there is a satellite block consisting of a satellite, an axis and a bearing, while in the gaps between the satellites at a distance from the transmission axis, there are sections of a narrow spline connection having lateral and radial clearances providing self-installation of the satellite sectors block between the central wheels and load balancing between satellites, while the internal slots are located in the area of single-tooth forks sectors, and the external slots are located on the outer surfaces yah sectors of the crown of the hub.

Снижение неравномерности распределения нагрузки между сателлитами и по длине зубьев сателлитов происходит за счет радиального смещения и поворота секторов сателлитного блока под воздействием сил, возникающих в зацеплениях всех сателлитов с центральными колесами в пределах осевых зазоров в зацеплениях короткого шлицевого соединения сателлитного блока с секторами перемычек ступицы составного водила.Reducing the uneven load distribution between the satellites and along the length of the teeth of the satellites occurs due to the radial displacement and rotation of the sectors of the satellite unit under the influence of forces arising in the meshes of all satellites with central wheels within the axial clearances in the meshes of a short spline connection of the satellite unit with the sectors of the bridge jumpers of the compound water hub .

Шлицевое соединение сателлитного блока и ступицы имеет осевой и радиальный зазоры, которые в совокупности с возможностями относительных поворотов секторов за счет сферических подшипников позволяют сателлитному блоку самоустанавливаться между центральными колесами, выравнивая нагрузку между сателлитами и по длине зубьев сателлитов с учетом погрешностей изготовления всех элементов планетарной передачи и погрешностей монтажа.The spline connection of the satellite unit and the hub has axial and radial clearances, which, together with the possibilities of relative sector rotations due to spherical bearings, allow the satellite unit to self-align between the central wheels, balancing the load between the satellites and along the length of the teeth of the satellites taking into account manufacturing errors of all elements of the planetary gear and installation errors.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид планетарной передачи в разрезе, на фиг.2 - сателлитный блок, на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2, на фиг.4 - общий вид планетарной передачи, на фиг.5 - разрез по Б-Б на фиг.4, на фиг.6 - ступица водила, на фиг.7 - разрез по В-В на фиг.6, на фиг.8 - компенсационный узел в виде шлицевого соединения.The essence of the utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of a planetary gear in a section, in Fig. 2 is a satellite block, in Fig. 3 is a section along AA in Fig. 2, in Fig. 4 is a general view of a planetary transmission, in Fig. 5 - a section along BB in Fig. 4, in Fig. 6 - a carrier hub, in Fig. 7 - a section along BB in Fig. 6, in Fig. 8 - a compensation unit in the form of a spline connections.

Планетарная передача содержит центральное колесо внешнего зацепления 1 (фиг.1), размещенное в стакане 2 на подшипниках скольжения 3, центральное колесо внутреннего зацепления 4, установленное на подшипниках качения 5, опирающихся на стакан 2, установленный в расточке корпуса 6, водила 7, состоящего из составленного из секторов сателлитного блока 8 и ступицы 9.The planetary gear contains a central wheel of external gearing 1 (Fig. 1), placed in a cup 2 on sliding bearings 3, a central wheel of internal gear 4, mounted on rolling bearings 5, supported by a cup 2, mounted in the bore of the housing 6, carrier 7, consisting from a satellite unit 8 and a hub 9 made up of sectors.

Сателлитный блок 8 состоит из секторов 10 (фиг.2), представляющих часть дуги окружности, которые жестко связаны последовательно между собою с помощью шаровой опоры 11, установленными на осях 12 (фиг.5), расположенными перпендикулярно плоскости дуги сектора по окружности между сателлитами 13 (фиг.4). Для передачи крутящего момента ступице 9 на однозубой части вилки сектора выполнены участки внутренней поверхности шлицевого соединения 14. На внешних поверхностях секторов 15 (фиг.6) сектора венца ступицы 9 выполнены внешние участки узкого шлицевого соединения 16 (фиг.7), зацепляющейся с внутренней шлицевой поверхностью 14, расположенными на однозубых частях вилок 17 между щеками. (фиг.3) Внутренние шлицы 16 расположены в зоне однозубых вилок секторов 10, а внешние шлицы 14 расположены на внешних поверхностях секторов 10 венца ступицы 9.The satellite unit 8 consists of sectors 10 (Fig. 2), representing a part of the circular arc, which are rigidly connected in series with each other using a ball bearing 11, mounted on axes 12 (Fig. 5), located perpendicular to the plane of the arc of the sector around the circumference between satellites 13 (figure 4). To transmit torque to the hub 9, on the single-tooth part of the sector fork, sections of the inner surface of the spline connection 14 are made. On the external surfaces of the sectors 15 (Fig. 6) of the hub crown sector 9, external sections of the narrow spline connection 16 (Fig. 7) are engaged with the internal spline surface 14 located on the single-tooth parts of the forks 17 between the cheeks. (Fig.3) The internal slots 16 are located in the area of the single-tooth forks of the sectors 10, and the external slots 14 are located on the outer surfaces of the sectors 10 of the crown of the hub 9.

В секторе 10 расположен сателлитный блок, состоящий из сателлита 13, оси 18, опирающихся на игольчатые подшипники качения 19.In sector 10, a satellite block is located, consisting of satellite 13, axis 18, supported by needle roller bearings 19.

Планетарный ряд образуют центральное колесо внешнего зацепления 1, которое является заторможенным, центральное колесо внутреннего зацепления 4, к которому подводится крутящий момент, сателлиты 13 и водило 7, предназначенное для передачи крутящего момента валу 20, с которого он снимается.The planetary gear set forms the central wheel of external gearing 1, which is inhibited, the central wheel of internal gearing 4, to which the torque is supplied, satellites 13 and carrier 7, designed to transmit torque to the shaft 20 from which it is removed.

Стакан 2 выполняет роль опоры центрального колеса внешнего зацепления 1 посредством подшипников скольжения 3, выполненных в виде бронзовых втулок, которые запрессовываются в отверстие стакана 2. Также стакан 2 служит опорой для центрального колеса внутреннего зацепления 4, установленного на нем через подшипник качения 5.The cup 2 acts as a support of the central wheel of the external gearing 1 by means of sliding bearings 3 made in the form of bronze bushes, which are pressed into the hole of the cup 2. Also, the cup 2 serves as a support for the central wheel of the internal gear 4 mounted on it through the rolling bearing 5.

Сателлитный блок 8 соединен шлицевым соединением 21 (фиг.8) со ступицей 9 (фиг.1), поверхности которого располагается в кольцевом объеме 21, ограниченном центральными колесами 1 (D_внутр) и 4 (D_наруж) и секторами 10 сателлитного блока 8. Это шлицевое соединение 21, представляющее собой компенсационный узел и имеющее достаточные боковые и радиальные зазоры, в совокупности с угловой подвижностью секторов сателлитного блока, обусловленную наличием сферических подшипников, обеспечивает передачу крутящего момента от водила 7 к валу 20 планетарной передачи с самоустановкой сателлитного блока в радиальном и угловых направлениях относительно центральных колес под воздействием сил, возникающих в зацеплениях сателлитов с центральными колесами передачи и выравнивание нагрузки между сателлитами.The satellite unit 8 is connected by a spline connection 21 (Fig. 8) to the hub 9 (Fig. 1), the surface of which is located in the annular volume 21, limited by the central wheels 1 (D _int. ) And 4 (D _out ) and sectors 10 of the satellite unit 8. This spline connection 21, which is a compensation unit and has sufficient lateral and radial clearances, together with the angular mobility of the sectors of the satellite unit, due to the presence of spherical bearings, provides torque transmission from carrier 7 to planetary shaft 20 before Starting with the self-installation of the satellite unit in the radial and angular directions relative to the central wheels under the influence of forces arising in the engagement of the satellites with the central transmission wheels and load balancing between the satellites.

Планетарная передача работает следующим образом.The planetary gear operates as follows.

Крутящий момент, подводимый к центральному колесу внутреннего зацепления 4, передается составному сателлитному блоку 8 составного водила 7 и валу 20 через зацепления сателлитов 13 с центральными колесами внешнего зацепления 1 и внутреннего зацепления 4, оси 18 и подшипники 19. От составленного из секторов сателлитного блока 8 момент передается ступице водила 9, посредством участков подвижного шлицевого соединения 21, расположенного участками в промежутках между сателлитами 13, представляющего собой компенсационный узел и имеющего осевые и радиальные зазоры. Участки внутренней шлицевой поверхности 14 расположены в зоне однозубых вилок секторов сателлитного блока, внешние участки шлицевой поверхности - на внешних поверхностях секторов 15 венца ступицы 9, где образована внешняя шлицевая поверхность 16.The torque supplied to the central wheel of the internal gearing 4 is transmitted to the composite satellite block 8 of the composite carrier 7 and the shaft 20 through the gearing of the satellites 13 with the central wheels of the external gearing 1 and the internal gearing 4, the axles 18 and the bearings 19. From the constituted from the sectors of the satellite block 8 the moment is transmitted to the hub of the carrier 9, by means of sections of a movable splined joint 21 located in sections between the satellites 13, which is a compensation unit and has axial and radial tal gaps. Sections of the inner spline surface 14 are located in the area of single-tooth forks of the sectors of the satellite unit, the outer parts of the spline surface are on the outer surfaces of the sectors 15 of the crown of the hub 9, where the outer spline surface 16 is formed.

Описанная конструкция планетарной передачи позволяет повысить надежность и долговечность передачи за счет применения составного водила, состоящего из составного сателлитного блока и ступицы, где сателлитный блок состоит из секторов, соединенных посредством сферических подшипников, а ступица с сателлитным блоком соединены подвижным шлицевым соединением, которое в совокупности с сферическими подшипниками позволяет одновременно выравнивать нагрузку между сателлитами и по длине контактных линий зубчатых зацеплений сателлитов с центральными колесами, при малых осевых габаритах сателлитного узла.The described design of the planetary gear allows to increase the reliability and durability of the gear due to the use of a composite carrier, consisting of a composite satellite unit and a hub, where the satellite unit consists of sectors connected by spherical bearings, and the hub and the satellite unit are connected by a movable spline connection, which together with spherical bearings allows you to simultaneously equalize the load between the satellites and along the length of the contact lines of the gearing of the satellites with cent wheels-trivial, for small axial dimensions of the satellite assembly.

Claims

A planetary gear containing central wheels with external and internal gearing, satellites and a carrier, characterized in that the carrier is made up of a satellite unit and a hub composed of sectors, each sector representing a part of the circular arc, on one side of which is made of double-toothed, and on the other single-tooth forks, sectors connected in series using a ball joint and an axis located perpendicular to the plane of the arc of the sector, ensuring load balancing along the length of the gear teeth, in the middle a part of each sector there is a satellite block consisting of a satellite, an axis and a bearing, while in the intervals between the satellites there are sections of a narrow spline connection having lateral and radial clearances providing self-installation of the sectors of the satellite block between the central wheels and load balancing between the satellites, while the internal slots are located in the area of the single-tooth forks of the sectors, and the external slots are located on the outer surfaces of the sectors of the crown of the hub.