SU1838692A3 - Зубчataя пepeдaчa - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике зубчаты^ передач, в частности к двойной внутренне0 зубчато^ планетарной передаче с малой рафицей числа зубьев.

; Целью изобретения является повышений КПД передачи и уменьшение потерь мо’щности в подшипниках зубчатом зацеплении, в частности планетарной зубчатой передачи известного уровня техники, а также] повышение мощности передачи.

В планетарной передаче с малой разницей числа зубьев нагрузки на подшипники сателлита включают периферийную силу на делительную окружность находящейся в зацеплении зубчатой пары (тангенциальная составляющая силы зацепления). Согласно изобретению, периферийные силы, направленные соответственно на внутренний и внешний венец сателлита, являются проти00 ω ОО о SO м > ω воположными друг другу, только их разница и радиальная составляющая силы зацепления вместе действуют на подшипники сателлита, что значительно уменьшает нагрузку на последние.

Поэтому срок службы подшипников может быть увеличен от четырех до десятков раз, потеря мощности в подшипниках уменьшается на две трети, а допустимая нагрузка передачи увеличивается.

Чтобы уменьшить нагрузку на подшипники сателлита относительно небольшой угол а профиля может использоваться для зубчатой пары с эвольвентным профилем зубьев и малой разницей чисел зубьев. Чтобы расширить ограничение уменьшения угла а в связи с интерференцией коэффициент высоты h_a головки зуба может быть значительно уменьшен (обычно менее 0,5) и положительная коррекция высоты головки зуба может быть согласована с разницей коэффициента коррекции, равной нулю. Разумеется^ коэффициенты коррекции как внутренних, так и внешних зубчатых пар могут быть равны нулю, а угол а профиля может быть уменьшен до менее чем 20° (до 6^е), 6 - 14° - особенно важный диапазон. С уменьшением угла а радиальная составляющая силы зацепления, действующей на подшипники сателлита, уменьшается, совмещение увеличивается и КПД зацепления повышается. В зубчатой планетарной передаче радиальная составляющая силы зацепления является главной силой, действующей на подшипники сателлита. Поэтому указанный малый угол профиля имеет особое значение.

Если зубчатые пары с укороченными зубьями являются косозубыми, их полное совмещение ε_τ равно совмещению торцовой части ε^ плюс совмещение зубчатой части ε_β . Если обеспечивается, что разница X между коэффициентом Хг коррекции внутреннего венца и коэффициентом Xi коррекции внешнего венца зубчатой пары равна нулю или ее абсолютное значение не более 0,1, КПД зацепления обычно может быть увеличен путем уменьшения ε^.

После уменьшения ε^ , ε_β косозубого колеса увеличивается, чтобы ε_ν > 1 (обычно равен 1). При некоторых необычных обстоятельствах, когда должно учитываться влияние многократного контакта зубьев внутренней зубчатой пары с малой разницей чисел зубьев, целесообразно сделать ε_Γ > 0,7 . Такое решение может быть также использовано для увеличения КПД зацепления внешней зубчатой пары. Для внешней зубчатой пары h_a может быть уменьшена до менее 0,5 - 0,1 и одновременно ε^ может быть увеличена (например, посредством увеличения β и ширины зубьев и уменьшения модуля и т. д.), чтобы сделать ε_Γ 1 . Подробный анализ внутренней зубчатой пары производится следующим образом: методы расчетов ε^π г^известны. ε^ может быть уменьшена таким же образом, что и коэффициент высоты h_a головки зуба, чтобы избежать возможной интерференции профиля, когда разница чисел зубьев между внутренними и внешними венцами очень мала. Оптимальные параметры должны выбираться в следующем диапазоне:

|Х| <0,1, предпочтительно X = Хг - Xi = =0. Xi > 0, Хг 0; винтовой угол делительной окружности β= 1~14° (косозубые колеса) и β = 25 ~ 60° (шевронные колеса); когда разница числа зубьев Zd = 1 h_a = 0,06 л/ 0,2; когда Zd = 2 h_a = 0,2 ~ 0,35, h_a < 0,2 также допустима; когда Zd = 3 или 4 h_a обычно не более 0,5; угол профиля, как уже было сказано, может быть уменьшен, но предпочтительно, чтобы он был между 14 и 25°, когда разница числа зубьев 1.

После уменьшения h_a должна быть соответственно повышена точность изготовления.

Если косозубые колеса используются в обеих зубчатых парах передачи, винтовые линии обеих зубчатых пар должны иметь одно направление; или обе левые, или обе правые, чтобы компенсировать осевые силы, действующие на подшипники сателлита. Если используются шестерни с прямыми зубьями, оптимальная разница чисел зубьев 4, 5 или 6, h_a - 0,35 ~ 0,6, коэффициент коррекции должен соответствовать !Х| < 0,05, предпочтительно X = 0.

На фиг, 1 и 2 изображено сечение двухвенцового сателлита; на фиг. 3 - зубчатая передача с двухвенцовым сателлитом.

Зубчатая передача содержит входной 1 и выходной 2 валы, водило, выполненное в виде эксцентрика 3, установленное на нем посредством подшипников 4 и 5 двухвенцовый сателлит 6 и два центральных колеса 7 и 8. Сателлит 6 имеет два венца 9 и 10, планшайбу 11, соосно собранные вместе. Венец 9 установлен соосно снаружи венца 10 и оба закреплены на одной стороне планшайбы 11.

Общая ось венцов 9 и 10 является осью сателлита 6. Болт 12 предназначен для их соединения. Другие методы соединения также могут использоваться. Один из венцов может быть выполнен целым с планшайбой для упрощения изготовления. Если это возможно с точки зрения технологии изготовления колес, оба зубчатых колеса могут рыть выполнены цельными с планшайбой.

flpyrne методы соединения двух венцов моут использоваться, если они позволяют

Цолучить характеристики сателлита согласно изобретению.

Вертикальные проекции ширины зубьΪβ двух зубчатых венцов сателлита 6 на их бщую ось должны совпадать между собой одной точке, т. е. расстояние между проекциями ширины зубьев обоих венцов в осером направлении должно быть равно нулю. £сли расстояние не равно нулю, при практическом производственном процессе оно Должно быть не больше 3/4 минимальной Щирины зуба сателлита 6, предпочтительно (ie больше 1/10. По меньшей мере ширина Зубьев обоих венцов 9 и 10 сателлита 6 частично совпадает в радиальном направлении, а их проекции на общую ось совпадают (иежду собой.

Зубчатые венцы 9 и 10 сателлита 6 могут 0ыть выполнены как с внешними, так и внутренними зубьями. Венцы с внешними зубьями предпочтительны для уменьшения рбъема. В варианте исполнения на фиг. 3 оба зубчатых венца 9 и 10 - с внешними зубьями. Центральное колесо 7 с внутренними зубьями выполнено цельным или смонтировано с низкооборотным выходным налом 2. Вал 2 закреплен на правом корпусе I3 с помощью низкоскоростных подшипников 14 и 15.

Центральное колесо 8 с внутренними зубьями закреплено на левом корпусе 16. Колесо 8 может быть выполнено отдельно, а затем соединяться с корпусом 16. Эксцентрик 3 выполнен цельным с входным валом 1 и закреплен в левом корпусе 16 и на выходром валу 2 с помощью высокоскоростных подшипников 17 и 18. Передача включает ракже сальники 19 и 20, крепежный болт 21. рледует отметить, что положение сателлита 6, показанное на фиг. 3, является положением, когда он перемещается в свою самую высокую точку. Расстояние между внутренней поверхностью внешнего венца 9 сателлита 6 и наружной поверхностью ведомого центрального колеса 7, находящегося в зацеплении с внутренним венцом 10 сателлита 6 в случае смещенного центра Эксцентрика 3 в самом высоком положении, Т. е. расстбяние Ь показанное на фиг. 3, должно быть больше, чем двойной эксцентриситет а.

Противовес и другие части, обычно используемые, но не имеющие здесь специального значения, не показаны на фиг. 3.

Зубчатая передача работает следующим образом.

Если эксцентрик 3 вращается с высокой скоростью, он приводит в движение сателлит 6, находящийся в зацеплении с центральными колесами 7 и 8. Центральное колесо 7 приводит выходной вал 2 в медленное вращение.

Метод оптимизации параметров в изобретении может реализовать внутреннее зацепление с разницей числа зубьев 1 или 2 при выполнении всех ограничительных условийдля получения высокого КПД зацепления. Например, если выбрать в одной из зубчатых пар угол а профиля = 14,5°, β=&°, число зубьев колеса с внешними зубьями Ζι = 87, число зубьев колеса с внутренними зубьями Z2 = 89, Хч = Х₂ = 0, h_a = 0.1, ширина зуба b = 80 мм, модуль m = 3,5, то согласно известному методу расчета мы получим =0,26, = 0,76, ε_ν = 1,02. Величина параметра индикатора интерференции перекрытия Gs = 0,0172. При использовании для планетарного редуктора с редукционным числом i = 1000 его потеря составляет только 9% от него согласно методу угловой коррекции. КПД зацепления находящейся в зацеплении зубчатой пары приблизительно 0,9916.

Если имеется ступень предварительной редукции перед планетарной передачей с двухвенцовым сателлитом для образования комбинированной трансмиссии, то могут достигаться дальнейшие преимущества. Их потери в зацеплении и подшипнике, а также гидравлические потери уменьшаются, прочностные условия улучшаются, поэтому повышается допустимая нагрузка, рост температуры, вибрация и шум уменьшаются и объем может быть уменьшен. Поскольку планетарная передача с малой разницей числа зубьев имеет преимущество большого крутящего момента на выходе, воздействующего на его высокоскоростные части (например, подшипники и т. д.) и планетарная передача с двухвенцовым сателлитом обычно бывает эксцентричной, поэтому трудно добиться ее динамического равновесия. В этом случае уменьшение скорости на входе вполне благоприятно для увеличения КПД и улучшения качества передачи. Высокий коэффициент скорости планетарной передачи с малой разницей чисел зубьев может значительно уменьшить противоречия между коэффициентом скорости предступени и объемом,.прочностью и КПД. Оптимальная комбинация передачи следующая: предступень состоит из планетарной передачи с центральным колесом с внешними зубьями. Основная редукционная ступень является планетарной зубчатой передачей с двухвен

Ί новым сателлитом. Хорошие результаты могут быть достигнуты для других планетарных передач с малой разницей зубьев, если они оснащены ступенью предварительной редукции, в частности ступенью предварительной редукции, состоящей из планетарной передачи с центральным колесом с наружными зубьями.

Claims (8)

1. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

   1. Зубчатая передача, содержащая входной и выходной валы, водило, выполненное в виде эксцентрика, установленный на нем посредством подшипников двухвенцовый сателлит, два центральных колеса, одно из которых неподвижное, другое - ведомое, образующие с сателлитом две соответственно внешнюю и внутреннюю зубчатые пары, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна зубчатая пара имеет укороченные зубья с коэффициентом высоты головки не более 0,5, абсолютное значение разницы коэффициентов X коррекции не более 0,1, предпочтительно равно нулю, коэффициенты Xi и X г коррекции венцов в зубчатой паре с укороченными зубьями предпочтительно равны нулю, в зубчатых парах, составленных из косозубых колес, два косозубых колеса с внутренними зубьями имеют наклон одного направления, два косозубых колеса с внешними зубьями имеют также наклон зубьев одного направления, предпочтительнее, когда обе зубчатые пары имеют укороченные зубья.
2. 2. Передача по π. 1, отличающая- с я тем. что угол β винтовой линии на делительной окружности равен /3= 1° ~ 14°, когда зубчатая пара с укороченными зубьями составлена из косозубых колес, и β = 25 ~ 60°' когда зубчатая пара составлена из шевронных колес.
3. 3. Передача по п. 1,отличающая- с я тем, что ее коэффициент высоты h головки зуба равен 0,06 - 0,2 при разнице чисел зубьев, равной единице, не более 0,35 при разнице чисел зубьев, равной двум, и не более 0,5 при разнице чисел зубьев, равной трем или четырем.
4. 4. Передача поп. 1, отличающаяс я тем, что указанная зубчатая пара составлена из прямозубых колес, разница чисел зубьев равна 4 и 6, коэффициент высоты h головки зуба равен 0,35 - 0,6, а абсолютное значение разницы коэффициентов Xi и Хг коррекции не превышает 0,5.
5. 5. Передача по п. 3, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что ее угол а профиля равен 6 ~ 20°, предпочтительнее 6 ~ 14°, и угол а профиля предпочтительно равен 14 ~ 25°, если разница чисел зубьев в зубчатой паре с укороченными зубьями равна единице.
6. 6. Передача поп, 1,отл ичающаяс я тем, что расстояние в между внутренней поверхностью внешнего венца сателлита и наружной поверхностью ведомого центрального колеса, предназначенного для взаимодействия с внутренним венцом сателлита, выбрано не менее двойного эксцентриситета а эксцентрика, а разница чисел зубьев в зубчатых парах предпочтительно выбрана не более четырех.
7. 7. Передача по п. 6, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что вертикальные проекции ширины зубьев двух зубчатых венцов сателлита на их общей оси по меньшей мере частично совмещены, оба зубчатых венца имеют либо внешние зубья, либо оба внутренние зубья, а расстояние между проекциями центральных линий ширины зубьев указанных двух зубчатых венцов на их общую ось предпочтительно равно нулю.
8. 8. Передача по п. 6, отличаю щ а яс я тем, что она содержит ступень предварительной редукции, которая представляет собой предпочтительно планетарную передачу с центральным колесом с внешними зубьями.

   =.. 1. .

   Фиг.З

   редактор -J— Составитель Г.Кузнецова Техред М.Моргентал .Корректор Н. Кравцова

   аказ 2919 Тираж Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина. 101