SE500626C2

SE500626C2 - Kompaktväxel

Info

Publication number: SE500626C2
Application number: SE9203888A
Authority: SE
Inventors: Richard Arbrink
Original assignee: Asea Brown Boveri
Priority date: 1992-12-23
Filing date: 1992-12-23
Publication date: 1994-07-25
Also published as: WO1994015114A1; US5575179A; DE4396871T1; JP3198112B2; SE9203888L; JPH08505209A; SE9203888D0

Description

500 626 kronhjulet medan första större koniska kugghjulet på känt sätt anordnats i ingrepp med tredje kronhjulet. Utväxlingen mellan andra koniska kugghjulet och första kronhjulet är skild från utväxlingen mellan första koniska kugg- hjulet och tredje kronhjulet.

Genom uppfinningen erhålles en kompakt växel med få mellanaxlar då utgående huvudaxeln samtidigt utgör axel för kronhjulen. Växelns utväxling mellan ingående drivaxel och utgående huvudaxel blir större ju mindre skillnaden i rotationshastighet är mellan första och andra kronhjulet. Detta i sin tur innebär att ju mindre skillnaden är i utväxlingen mellan andra koniska kugghjulet och första kronhjulet i förhållande till utväxlingen mellan första koniska kugghjulet och tredje kronhjulet desto större blir växelns totala utväxling. Utväxlingar upp till och över l:l5O kan erhållas i de växelstorlekar som är aktuella vid t ex robotar.

FIGURBESKRIVNING Fig 1 visar en genomskärning av växelhuset med inneliggande kugghjul.

Fig 2 är en schematisk bild av en robot med kompaktväxel. Robotens ena stativben är bortskuret för att kompaktväxel med motor skall synas.

Fig 3 är en detaljskiss av samma robot sedd från sidan med bägge stativ- benen på plats.

BESKRIVNING Av UTFÖRINGSEXENLPI-:L I fig 1 betecknar 1 växelhuset och 2 en drivmotor med reglerbart varvtal upp till ca 3500 rpm. Motorn 2 har en drivaxel 3 som skjuter in i växel- huset 1. Tvärs genom växelhuset 1 går en huvudaxel Ä. Denna är i utförings- exemplet utförd så kraftig att den kan bära växelhus 1, motor 2 och en på växelhuset monterad robotarm 5. Pâ motorns 2 drivaxel 3 är ett första större koniskt kugghjul 6 och ett andra mindre koniskt kugghjul 7 fast monterade med presspassning. Det första större kugghjulet 6 är påpressat utanpå drivaxeln 3 medan det andra mindre kugghjulet 7 är försett med en egen axel 8, vilken inpressats i ett hål i drivaxeln 3. Drivaxeln 3 ut- sättes alltså för en invändig och en utvändig presspassning. Detta är en fördel då det reducerar töjningen i radiell led av axelmaterialet.

Tvärs genom huvudaxeln U löper en roterbar tväraxel 9 som är lagrad i 508 626 huvudaxeln 4 med lagren 10 och 11. Tväraxeln 9 är försedd med ett tredje koniskt kugghjul 12. På ömse sidor om tväraxeln 9 är två lika stora första och andra kronhjul 13, lä roterbart anordnade på huvudaxeln 4. De är lag- rade i lagren 15, 16. Kronhjulen 13, lü ingriper i tredje kugghjulet 12.

Glappet mellan dessa kugghjul regleras medelst en mutter 17 på tväraxeln 9.

Genom att dra åt denna mutter 17 förskjutes tväraxeln 9 nedåt i figuren 1, varigenom till följd av kugghjulens konicitet eventuellt glapp mellan dem minskas.

På kronhjulet 1U är ett större tredje kronhjul 18 fast monterat. Första kronhjulet 13 griper in i andra koniska kugghjulet 7 och tredje kronhjulet 18 i första koniska kugghjulet 6. Om utväxlingen mellan kronhjulet 13 och kugghjulet 7, dvs antalet kuggar på kronhjulet 13 genom antalet kuggar på kugghjulet 7, är något större än utväxlingen mellan kronhjulet 18 och kugg- hjulet 6, dvs antalet kuggar på kronhjulet 18 genom antalet kuggar på kugghjulet 6, så kommer kronhjulet 18 och därmed kronhjulet 14 att rotera nàgot fortare än kronhjulet 13 och naturligtvis åt motsatt håll mot detta.

Om rotationsriktningarna för drivaxel 3 och kugghjul är de i figuren 1 angivna och växelhuset 1 fast monterat kommer tväraxeln 9 att dras med i kronhjulets lü rotationsriktning, dvs det tredje koniska kugghjulet 12 rör sig inåt i fig 1 och sett från höger i fig 1 kommer huvudaxeln H att rotera medurs. Om å andra sidan huvudaxeln U är fast monterad i ett robotstativ kommer växelhus 1, motor 2 och robotarm 5 att, sett från samma håll, vrida sig moturs kring huvudaxeln Ä. Denna huvdaxel 4 är medelst lagren 19. 20 lagrad i växelhuset 1. som lämpligen är fyllt med olja. Huvudaxeln U är avtätad medelst packboxar 21 och 22 mot växelhuset 1.

Om t ex kuggantalet på kugghjulet 6 väljes lika med Zpl = 9 och på kugg- hjulet 7 lika med Zpz = 9 samt på kronhjulen 13 och lä lika med Zkl = Zkz = #0 och på kronhjulet 18 lika med Zk3 = 38 erhålles utväxlingen mellan kronhjulet 13 och kugghjulet 7 lika med J? z 1<1 o U = - = - = 4,4H4 1 zpz 9 Utväxlingen mellan kronhjulet 18 och kugghjulet 6 blir z U = 53=š§=lk222 500 626 Om drivaxeln 3 roterar ett varv innebär detta att kronhjulet 13 roterar 36 = O,2250 varv (1) och kronhjulet 18, dvs även kronhjulet lä, åä = 0,2368 varv (2) Resulterande skillnaden i varv mellan kronhjulen 13 och lä blir O,2368 - 0.2250 = 0,0118 För att erhålla de delar av ett varv Vh som tväraxeln 9 därvid tvingar huvudaxeln 4 att vrida sig måste man ta hänsyn till att kronhjulen 13, 14 rör sig åt motsatt håll, dvs v=mi1§ h 2 = 0,0059 varv När drivaxeln 3 rör sig ett varv rör sig alltså huvudaxeln H - 0,0059 varv 1 - 169 vid de angivna kuggtalen. Detta motsvarar en utväxling av O 0059 - alltså 1 till ca 170.

För att ge en uppfattning om kugghjulens storlek i detta exempel väljes följande värden: Kugghjul 7 diameter 27 mm 36 mm Kronhjul 13, 14 diameter = 120 mm Kronhjul 18 diameter = 152 mm Kugghjul 6 diameter Pig 2 visar en robot med ett stativ 23 vars ena ben skurits bort så att växelhuset 1 med motorn 2 syns. På växelhuset 1 är även en robotarm 5 monterad. Den ej visade huvudaxeln U är i detta fall fast monterad i stativet 23 innebärande att vid manövrering av motorns 2 drivaxel växelhus 1 med motor 2 och robotarm 5 vrider sig kring huvudaxeln Q och därmed i förhållande till stativet 23. Den övre robotarmen 24 styres med ett antal

Claims

500 626 länkar och lämpligen ytterligare en kompaktväxel med växelhus la och motor 2a. Som framgår av fig 2 fungerar motorn 2 som motvikt till robotarmen 5, vilket är en ytterligare fördel med uppfinningen. Fig 3 visar fig 2 sedd från sidan med stativet 23, robotarmen 5 och växel- huset 1 med motorn 2. Genom att som nämnts kugghjulen 6 och 7 förenats med drivaxeln 3 medelst två motriktade presspassningar kan ett stort överförande moment erhållas mellan drivaxel och nämnda kugghjul. Drivaxeln får även en liten utböjning då den belastas av motsatta kuggkrafter från kugghjulen 6 och 7. Ytterli- gare en fördel är att det på tväraxeln 9 anordnade kugghjulet 12 överför drivmomentet till huvudaxeln 4 från två uppsättningar kuggar, nämligen de bägge kronhjulens 13, 14 kuggar. Kompaktväxeln har en olägenhet i det att huvudaxeln 4 ej kan rotera ett helt varv emedan det koniska kugghjulet 7 då slår emot tväraxelns 9 koniska kugghjul 12. För robotarmen och vissa lyftanordningar är emellertid en rotation av huvudaxeln 4 ca 3000 fullt tillräckligt. PATENTKRAV

1. Kompaktväxel innefattande ett växelhus (1), en i förhållande till växelhuset (1) roterbar utgående huvudaxel (4), en av växelhuset (1) upp- buren motor (2) med en i växelhuset (1) inskjutande drivaxel (3), varpå anordnats ett första större (6) och ett andra mindre koniskt kugghjul (7), en tvärs huvudaxeln (4) riktad och vid huvudaxeln fäst tväraxel (9), två på ömse sidor om denna tväraxel (9) monterade lika stora första (13) och andra kronhjul (14), nämnda kronhjul (13, 14) roterbart anordnade på huvudaxeln (4) och anordnade att på motstående sidor ingripa i ett på tväraxeln (9) anordnat tredje koniskt kugghjul (12), ett tredje kronhjul (18) med större diameter än nämnda andra kronhjul (14) roterbart anordnat kring huvudaxeln (4) och fixerat vid andra kronhjulet (14). varvid första större koniska kugghjulet (6) är i ingrepp med tredje kronhjulet (18), k ä n n e - t e c k n a d av att drivaxeln (3) är anordnad i vinkel mot ett normal- plan till huvudaxeln. att nämnda andra mindre koniska kugghjul (7) är i ingrepp med nämnda första kronhjul (13), samt att utväxlingen mellan andra koniska kugghjulet (7) och första kronhjulet (13) är skild från utväxlingen mellan första koniska kugghjulet (6) och tredje kronhjulet (18). 506 626

2. Kompaktväxel enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att huvudaxeln (4) fixerats i ett robotstativ (23) och att på växelhuset (1) anordnats en robotarm (5) så att växelhus (1), motor (2) och robotarm (5) tillsammans är roterbara kring huvudaxeln (4).

3. Kompaktväxel enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d av att robotarm (5) och motor (2) anordnats på motstående sidor om växelhuset (1) så att motorn (2) utgör motvikt till robotarmen (5).

4. Kompaktväxel enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att tväraxeln (9) sträcker sig tvärs genom huvudaxeln och är roterbart lagrad i denna.