UA78400C2

UA78400C2 - Sinusoidal planetary gearing

Info

Publication number: UA78400C2
Application number: UAA200505232A
Authority: UA
Inventors: Yurii Makarovych Lykhovyd
Original assignee: Yurii Makarovych Lykhovyd
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2007-03-15

Abstract

The invention relates to the field of machine-building, in particular to planetary gearings with multipair internal toothing, and can be used in drives of machines, units and mechanisms for reduction of power load with increased torque. A planetary gearing has external wheel with internal teeth of sinusoidal profile and internal wheel with external teeth, profiles of which are in contact in three and more points, and difference of number of teeth of the internal and the external wheels is larger than half of number of teeth of external wheel, at that the point of bend of sinusoidal profile of the internal teeth is at the addendum circle of the external wheel, and diameter of the pitch circle of the external wheel is smaller than its diameter of the addendum circle.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до галузі машинобудування, а саме - до планетарних передач, що складаються з 2 зовнішнього колеса, оснащеного внутрішніми зубами синусоїдального профілю, та внутрішнього колеса з зовнішніми зубами, де внутрішнє колесо входить в зачеплення з зовнішнім колесом трьома і більше парами зубів і може бути використана в приводах машин, агрегатів та механізмів для передачі силового навантаження з підвищеним крутним моментом та малим рівнем шумів.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to planetary gears consisting of 2 outer wheels equipped with internal teeth of a sinusoidal profile and an inner wheel with outer teeth, where the inner wheel engages with the outer wheel by three or more pairs of teeth and can be used in drives of machines, aggregates and mechanisms for power load transmission with increased torque and low noise level.

Відома планетарна передача, що містить зовнішнє колесо з внутрішніми зубами і взаємодіючий з ним сателіт 70 з зовнішніми зубами. Зовнішнє колесо і сателіт мають малу різницю чисел зубів (менше 6), а їхнє зачеплення відбувається в багатьох точках області перекриття зубів і утворюють лінію контакту - спіраль Архімеда -, що розташована повністю по один бік від прямої, яка проходить через центри колеса і відповідного сателіта, (патент США Мо5505668, М. Кл. Е16Н1/32 від 9.04.1996р..A planetary gear is known, containing an external wheel with internal teeth and a satellite 70 with external teeth interacting with it. The outer wheel and the satellite have a small difference in the number of teeth (less than 6), and their engagement takes place in many points of the overlapping area of the teeth and forms a line of contact - the spiral of Archimedes - which is located completely on one side of the straight line that passes through the centers of the wheel and the corresponding satellite , (US patent Mo5505668, M. Cl. E16Н1/32 dated April 9, 1996.

Така конструкція дозволяє виготовляти редуктори багатопарного зачеплення з довільним модулем і 72 евольвентним профілем зубів, що нарізаються на звичайних зуборізних чи зубодовбальних станках. При обертанні коліс такої передачі поверхня зубів сателіта з евольвентним профілем котиться по поверхні зубів евольвентного профілю зовнішнього колеса.This design allows for the production of multi-pair gear reducers with an arbitrary module and 72 involute teeth profile, which are cut on conventional tooth-cutting or tooth-cutting machines. When the wheels of such a transmission rotate, the surface of the teeth of the satellite with an involute profile rolls over the surface of the teeth of the involute profile of the outer wheel.

Характерною особливістю відомої ексцентрикової передачі є неефективне використання проміжку між зубами зовнішнього колеса, що проявляється в наявності достатньо великого зазору між контактними поверхнями суміжних зубів колеса. В результаті цього площа профілю зубів сателіта становить не більше 7595 площі простору між суміжними зубами зовнішнього колеса. Це обумовлює необхідність зменшення товщини зубів сателіта, яка повинна бути в 1,3-1,6 рази менша за їх висоту. Навантажувальна здатність такої передачі обмежена міцністю на згин зуба, що є крайнім в секторі зачеплення. При навантаженнях такий зуб працює як балка, жорстко закріплена одним кінцем. При цьому основа зуба є місцем, де виникають найбільші напруження с 29 згину, що спричиняють появу тріщин в основі зуба, які з часом можуть привести до його поломки. Го)A characteristic feature of the known eccentric transmission is the inefficient use of the space between the teeth of the outer wheel, which is manifested in the presence of a sufficiently large gap between the contact surfaces of adjacent wheel teeth. As a result, the area of the profile of the teeth of the satellite is no more than 7595 of the area of the space between the adjacent teeth of the outer wheel. This makes it necessary to reduce the thickness of the satellite teeth, which should be 1.3-1.6 times smaller than their height. The load capacity of such a transmission is limited by the bending strength of the tooth, which is extreme in the engagement sector. Under loads, such a tooth works like a beam, rigidly fixed at one end. At the same time, the base of the tooth is the place where the greatest stresses occur from bending, which causes the appearance of cracks in the base of the tooth, which over time can lead to its breakage. Go)

Найбільш близькою до пропонованого рішення є прямозуба планетарна передача |публікація РСТ МоууУО 98/038041), що містить зовнішнє колесо з внутрішніми зубами синусоїдального профілю і внутрішнє колесо з зовнішніми зубами синусоїдального профілю. Зовнішнє і внутрішнє колеса мають малу різницю чисел зубів (менше одної третини числа зубів зовнішнього колеса), а їхнє зачеплення відбувається в точці, що знаходиться о на початковому колі зовнішнього колеса і співпадає з точками перегину синусоїдальних профілів зубів обох коліс. «3The closest to the proposed solution is a straight-toothed planetary gear (publication PCT MouuUO 98/038041), which contains an outer wheel with inner teeth of a sinusoidal profile and an inner wheel with outer teeth of a sinusoidal profile. The outer and inner wheels have a small difference in the number of teeth (less than one-third of the number of teeth of the outer wheel), and their engagement occurs at the point o on the initial circle of the outer wheel and coincides with the inflection points of the sinusoidal profiles of the teeth of both wheels. "3

При цьому площа профілю зубів внутрішнього колеса складає до 9995 площі простору між суміжними зубами, що дозволяє використовувати зуби з товщиною, яка є співрозмірною з їх висотою. МAt the same time, the area of the profile of the teeth of the inner wheel is up to 9995 of the area of the space between adjacent teeth, which allows you to use teeth with a thickness that is commensurate with their height. M

При обертанні коліс такої передачі поверхня з синусоїдальним профілем зубів внутрішнього колеса котиться с по поверхні зубів з синусоїдальним профілем зовнішнього колеса в дуже малому кутовому секторі, в результаті 325 чого лінії контакту в такій передачі практично не існує, аналогічно, як у відомій передачі Новикова, а - коефіцієнт перекриття такої передачі становить не більше 0,5.During the rotation of the wheels of such a transmission, the surface with a sinusoidal profile of the teeth of the inner wheel rolls along the surface of the teeth with a sinusoidal profile of the outer wheel in a very small angular sector, as a result of which the line of contact in such a transmission practically does not exist, similarly to the well-known Novikov transmission, and - the overlap ratio of such transmission is no more than 0.5.

При використанні такої прямозубої планетарної передачі синусоїдального профілю виникають значні шуми в процесі роботи, зумовлені малим коефіцієнтом перекриття, що призводить до нерівномірності обертання « веденого зовнішнього колеса та до швидкого зношування зубів зубчатих коліс, що є наслідком мікроударів З 70 контактних поверхонь зубів при нерівномірному рухові веденого колеса по колу. с Щоб збільшити коефіцієнт перекриття такої передачі і, відповідно, зменшити рівень шумів та підвищити з» передаваний крутний момент, необхідно зуби виконувати гвинтовими, що значно ускладнює технологічний процес виготовлення таких передач.When using such a spur-toothed planetary transmission with a sinusoidal profile, significant noises occur during operation due to a small overlap ratio, which leads to uneven rotation of the driven outer wheel and to rapid wear of the teeth of the gear wheels, which is a consequence of micro-impacts from 70 contact surfaces of the teeth during uneven movement of the driven wheels in a circle. c In order to increase the overlapping ratio of such a gear and, accordingly, reduce the noise level and increase the transmitted torque, it is necessary to make the teeth helical, which greatly complicates the technological process of manufacturing such gears.

Метою пропонованого винаходу є збільшення коефіцієнта перекриття зубів і навантажувальної спроможності прямозубої передачі з синусоїдальним профілем внутрішніх зубів, зменшення рівня шумів в процесі роботи і передачі при наявності великої різниці числа зубів внутрішнього та зовнішнього зубчатих коліс.The purpose of the proposed invention is to increase the tooth overlap ratio and the load capacity of the spur gear with a sinusoidal profile of the internal teeth, to reduce the noise level during operation and transmission in the presence of a large difference in the number of teeth of the internal and external gears.

Ге | Поставлена мета досягається за рахунок того, що поверхня внутрішніх зубів синусоїдального профілю контактує з поверхнею зовнішніх зубів, профіль яких відрізняється від синусоїдального і визначається умовами шк руху зубів внутрішнього колеса, а положення точок перегину синусоїдального профілю зубів змінено і о 20 розташовано на колі виступів зовнішнього колеса.Ge | The goal is achieved due to the fact that the surface of the inner teeth of the sinusoidal profile is in contact with the surface of the outer teeth, the profile of which differs from the sinusoidal one and is determined by the conditions of the movement of the teeth of the inner wheel, and the position of the inflection points of the sinusoidal profile of the teeth is changed and at 20 is located on the circle of protrusions of the outer wheel .

Поставлена задача вдосконалення планетарної зубчатої передачі, що складається з циліндричного тіла, с оснащеного зовнішніми зубами для зачеплення з внутрішніми зубами зовнішнього колеса, в якій внутрішні зуби мають контактну поверхню синусоїдного першого профілю для контакту з зовнішніми зубами, згідно пропозиції досягається за рахунок того, що точки перегину синусоїдального профілю внутрішніх зубів розташовані на колі 29 виступів зовнішнього колеса, а другий профіль зовнішніх зубів відрізняється від першого.The task of improving the planetary gear transmission, consisting of a cylindrical body equipped with external teeth for engagement with the internal teeth of the external wheel, in which the internal teeth have a contact surface of a sinusoidal first profile for contact with the external teeth, is set, according to the proposal, it is achieved due to the fact that the points the bend of the sinusoidal profile of the inner teeth are located on the circle of 29 protrusions of the outer wheel, and the second profile of the outer teeth differs from the first.

ГФ) Крім того, відповідно до пропозиції початкове коло зовнішнього колеса менше його кола виступів. юю Крім того, зубчата передача з синусоїдальним першим профілем внутрішніх зубів, відповідно до пропозиції оснащена зовнішніми зубами, другий профіль яких визначається як бо що ЩЕ се ня 17GF) In addition, according to the proposal, the initial circle of the outer wheel is smaller than its circle of protrusions. In addition, the gear with a sinusoidal first profile of the internal teeth, according to the proposal, is equipped with external teeth, the second profile of which is defined as ШЭ se ня 17

Яні Я ї паче Він сш кі ше пен ий, де ти. УНК НА - рівняння профілю внутрішніх зубів зовнішнього колеса; О - діаметр в5 « ЖК ще іш їКя: початкового кола; МУ - товщина зубів; Е - ексцентриситет; 9 - кутове зміщення профілю зуба; ф-агсіап(ам о/до);Yani I eat pache He ssh ki she pen y where are you. UNK NA - equation of the profile of the inner teeth of the outer wheel; О - diameter v5 « ZK still ish yKya: of the initial circle; MU - tooth thickness; E - eccentricity; 9 - angular displacement of the tooth profile; f-agsiap (am o/do);

амо/до - похідна; 5-0...2х - кут розташування точки профілю внутрішнього зуба відносно початку полярних координат.amo/do - derivative; 5-0...2х - the angle of the location of the point of the internal tooth profile relative to the beginning of the polar coordinates.

Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображено профілі зубів внутрішнього таThe essence of the invention is explained by the drawings, where Fig. 1 shows the profiles of the teeth of the internal and

Зовнішнього зубчатих коліс відповідності до пропонованого рішення.The external gear wheels conform to the proposed solution.

На Фіг.2 зображено пропоновану зубчату передачу в повному обсязі.Figure 2 shows the proposed gear transmission in its entirety.

На Фіг.3 зображено фрагмент сектора зачеплення тієї ж самої зубчатої передачі, що і на Фіг2 в збільшеному масштабі в відповідності до пропонованого рішення.Figure 3 shows a fragment of the engagement sector of the same gear as in Figure 2 on an enlarged scale in accordance with the proposed solution.

На Фіг4 показана кінематична схема руху вершин зубів внутрішнього колеса, що пояснює суть 7/0 пропонованого технічного рішення.Figure 4 shows the kinematic diagram of the movement of the tops of the teeth of the inner wheel, which explains the essence of the 7/0 proposed technical solution.

На Фіг.5 показана кінематична схема, що пояснює метод визначення профілю зуба внутрішнього колеса.Figure 5 shows a kinematic diagram explaining the method of determining the tooth profile of the inner wheel.

Запропонована зубчата передача на Фіг.1 містить зовнішній колесо в формі кільця 1 з внутрішніми зубами 2 (показано тільки два зуби 2а та 26), кількість яких рівна М. Зуби 2 мають контактні профілі З та 4, які утворюють простір 5 між суміжними зубами 2а та 26.The proposed gear transmission in Fig. 1 contains an external wheel in the form of a ring 1 with internal teeth 2 (only two teeth 2a and 26 are shown), the number of which is equal to M. The teeth 2 have contact profiles З and 4, which form a space 5 between adjacent teeth 2a and 26.

Як видно на Фіг.1, контактні профілі З і 4 суміжних зубів 2а і 26 являють собою дзеркальні відображення один одного відносно радіальної лінії б. Профілі З і 4 одного і того ж зуба (наприклад, 26) є також дзеркальними відображеннями один одного відносно радіальної лінії 7, що проходить через середину зуба 26.As can be seen in Fig. 1, contact profiles C and 4 of adjacent teeth 2a and 26 are mirror images of each other relative to the radial line b. Profiles C and 4 of the same tooth (for example, 26) are also mirror images of each other relative to the radial line 7 passing through the middle of tooth 26.

Профілі З і 4 зустрічаються у внутрішніх точках ва і 8б з поверхнею, що має круговий профіль 9. Поверхні з профілями 9 всіх зубів утворюють коло 10 виступів зовнішнього колеса 1.Profiles C and 4 meet at the inner points va and 8b with a surface having a circular profile 9. The surfaces with profiles 9 of all teeth form a circle 10 of the protrusions of the outer wheel 1.

Контактний профіль З починається в точці 8а і закінчується в верхній точці впадин 11а зовнішнього колеса.The contact profile C starts at point 8a and ends at the upper point of depressions 11a of the outer wheel.

Контактний профіль 4 суміжнього зуба 26 починається в точці 86 і закінчується в верхній точці впадин 116. В сукупності всі точки 11а та 116 утворюють коло 12 впадин зовнішнього колеса 1. Між точками 11а та 116 розташована поверхня впадин 13 колеса 1.The contact profile 4 of the adjacent tooth 26 begins at point 86 and ends at the upper point of depressions 116. Together, all points 11a and 116 form a circle 12 of depressions of the outer wheel 1. Between points 11a and 116 is the surface of depressions 13 of wheel 1.

Профілі З і 4 в відповідності до пропонованого рішення є частинами синусоїди 14а та 146, які мають точки с перегину Ва і 86, що розташовані на колі 10 виступів зовнішнього колеса 1. Синусоїда 14а має фазовий зсув на величину 2 відносно синусоїди 146 для забезпечення відповідної товщини внутрішніх зубів 2 колеса. оProfiles C and 4, in accordance with the proposed solution, are parts of the sinusoid 14a and 146, which have inflection points Ba and 86, located on the circle 10 of the protrusions of the outer wheel 1. The sinusoid 14a has a phase shift of 2 relative to the sinusoid 146 to ensure the appropriate thickness internal teeth of 2 wheels. at

В відповідності до пропонованого рішення в планетарній передачі контактні профілі 3, 4 мають дотичні прямі 15а та 156 в точках перегину ва, 86. При цьому між прямими 15 та прямою 6 існує кут нахилу у.In accordance with the proposed solution in the planetary transmission, the contact profiles 3, 4 have tangent lines 15a and 156 at the inflection points va, 86. At the same time, there is an angle of inclination y between the lines 15 and the line 6.

На Фіг.1 внутрішнє зубчате колесо 16 містить циліндричне тіло з отвором в його центрі (на Фіг1 не «з показано) для можливості встановлення на валу водила. Внутрішнє колесо 16 має зовнішні зуби 17 (показано тільки один із них) з криволінійними профілями 18 та 19 поверхонь, що контактують з зубами 2 зовнішнього о колеса 1. Кількість зубів 17 внутрішнього колеса 16 менша від кількості зубів 2 зовнішнього колеса 1 і «Ж становить М.In Fig. 1, the internal gear 16 contains a cylindrical body with a hole in its center (not shown in Fig. 1) for the possibility of installation on the carrier shaft. The inner wheel 16 has outer teeth 17 (only one of them is shown) with curvilinear profiles 18 and 19 of the surfaces in contact with the teeth 2 of the outer wheel 1. The number of teeth 17 of the inner wheel 16 is less than the number of teeth 2 of the outer wheel 1 and "Ж is M.

Контактні профілі 18 та 19 одного і того ж зуба 17 є дзеркальним відображенням один одного відносно со радіальної прямої 6. Профілі 18 і 19 двох суміжних зубів 17 є також дзеркальним відображенням один одного ч- відносно відповідної радіальної прямої.Contact profiles 18 and 19 of the same tooth 17 are mirror images of each other relative to the radial line 6. Profiles 18 and 19 of two adjacent teeth 17 are also mirror images of each other h- relative to the corresponding radial line.

Профіль 18 зубів 17 починається в точці 20а і закінчується в точці 21а. Профіль 19 починається в точці 206 і закінчується в точці 216. «Profile 18 of teeth 17 begins at point 20a and ends at point 21a. Profile 19 starts at point 206 and ends at point 216.

Між верхніми точками 2т1а, 216 профілі 18 та 19 обмежені зовнішньою поверхнею, що має профіль 22.Between the upper points 2t1a, 216, the profiles 18 and 19 are limited by the outer surface having the profile 22.

Профілі 22 зубів 17 переважно є частинами кола 23 виступів внутрішнього колеса 16, але можуть мати також - с іншу конфігурацію. а Профілі 18 та 19 продовжуються в напрямі до центру внутрішнього колеса 16 і обмежуються у внутрішніх "» точках 20а, 206 поверхнею впадин з профілем 24. Поверхні з профілем 24 всіх впадин зубів 17 разом утворюють коло впадин 25. Точна конфігурація профілю поверхонь 24 може бути довільною, але в більшості випадків вона визначається ріжучим інструментом при виготовленні зубів внутрішнього колеса 16 так, щоб забезпечити -і відповідний проміжок між зовнішнім 1 та внутрішнім 16 колесами в зібраному стані. со В відповідності до пропонованого рішення контактні профілі 18, 19 відрізняються від синусоїдальних і математично задаються в полярних координатах наступним чином: ї шко «Пет овен вірну , де - де. - математична залежність, що задає профілі З, 4 ша о внутрішніх зубів 2; : Ні ексцентриситет розташування внутрішнього колеса б відносно зовнішнього 1; вінки а вк пи нсThe profiles 22 of the teeth 17 are preferably parts of the circle 23 of the protrusions of the inner wheel 16, but may also have a different configuration. and Profiles 18 and 19 continue in the direction towards the center of the inner wheel 16 and are limited at the inner "" points 20a, 206 by the surface of the depressions with the profile 24. The surfaces with the profile 24 of all the depressions of the teeth 17 together form a circle of depressions 25. The exact configuration of the profile of the surfaces 24 can be arbitrary, but in most cases it is determined by a cutting tool during the manufacture of the teeth of the inner wheel 16 so as to ensure the appropriate gap between the outer 1 and inner 16 wheels in the assembled state. are given mathematically in polar coordinates as follows: y shko "Pet aries vernu , de - de. - mathematical dependence that specifies the profiles of Z, 4 sha o inner teeth 2; : No eccentricity of the location of the inner wheel b relative to the outer 1; rims a vk pi ns

В зібраному стані зубчатої передачі зуб 17 може розташовуватися між зубами 2 всередині проміжку 5, як це зображено на Фіг.1. При цьому профіль 19 зуба 17 контактує із профілем 4 зуба 26 в точці контакту 26 в разі,In the assembled state of the gear transmission, the tooth 17 can be located between the teeth 2 inside the gap 5, as shown in Fig.1. At the same time, the profile 19 of the tooth 17 contacts the profile 4 of the tooth 26 at the point of contact 26 if

Ф, якщо обертання внутрішнього колеса 16, що передається зовнішньому колеса 1, виконується за годинниковою ко стрілкою в напрямку А. Суміжний зуб 2а в точці 27 не контактує із зубом 17 внутрішнього колеса 16. В точці 27 існує проміжок величиною в декілька десятих міліметра, щоб усунути тертя між зубами 2 і 17 при обертанні бо внутрішнього колеса 16 в напрямку стрілки А. Величина вказаного проміжку визначається температурним коефіцієнтом розширення матеріалу коліс 1 та 16 і діапазоном робочих температур зубчатої передачі.Ф, if the rotation of the inner wheel 16 transmitted to the outer wheel 1 is clockwise in the direction A. The adjacent tooth 2a at point 27 does not contact the tooth 17 of the inner wheel 16. At point 27 there is a gap of several tenths of a millimeter so that eliminate the friction between teeth 2 and 17 when rotating the inner wheel 16 in the direction of arrow A. The size of the specified gap is determined by the temperature coefficient of expansion of the material of the wheels 1 and 16 and the range of working temperatures of the gear transmission.

В зібраному стані зубчата передача утворює початкові кола 28 та 29 відповідно зовнішнього колеса 1 та внутрішнього колеса 16. Кола 28 та 29 торкаються одне до одного в точці 30 і визначаються в відповідності до фундаментального принципу зачеплення як такі що котяться одне по одному без ковзання. При цьому 65 положення початкових кіл 28, 29 в відповідності до пропонованого рішення не співпадає з точками перегину ва та 86 профілів синусоїди внутрішніх зубів 2, а розташовані всередині кола виступів 10 зовнішнього колеса 1.In the assembled state, the gearing forms the starting circles 28 and 29, respectively, of the outer wheel 1 and the inner wheel 16. The wheels 28 and 29 touch each other at point 30 and are defined in accordance with the fundamental principle of engagement as rolling one after the other without slipping. At the same time, 65 positions of the initial circles 28, 29 in accordance with the proposed solution do not coincide with the inflection points and 86 profiles of the sinusoid of the internal teeth 2, but are located inside the circle of protrusions 10 of the outer wheel 1.

На Фіг.2 запропонована зубчата передача показана в повному обсязі, де зовнішнє колесо 1 має 56 внутрішніх зубів 2 з синусоїдальним контактним профілем, а внутрішній колесо 16 має 28 зовнішніх зубів 17 з криволінійним несинусоїдальним профілем. Різниця чисел зубів складає 28, яка значно більша за дві третини кількості зубів (5672/3-19) зовнішнього колеса 1. При такій великій різниці числа зубів існує три точки контакту 31, 32, 33 між профілями зубів внутрішнього 16 та зовнішнього 1 коліс і, отже, коефіцієнт перекриття такої передачі не менший за 2.5, що є першою характерною ознакою пропонованого технічного рішення. Профілі зубів 2 та 17 пропонованої передачі контактують вздовж спіральної кривої 34 лінії контакту, яка розташована по обидві сторони лінії 6, що є другою характерною ознакою пропонованого рішення. 70 Фрагмент сектора зачеплення 35 на Фіг.2 в збільшеному масштабі представлено на Фіг.3, що дозволяє продемонструвати взаємодію внутрішніх зубів 2 синусоїдального профілю в зоні зачеплення з зовнішніми зубами 17 колеса 16. Профілі З та 4 внутрішніх зубів 2 є частинами синусоїд 14а та 146, що зміщена одна відносно одної на величину фазового зсуву 9 для забезпечення заданої товщини В (позиція Зб) внутрішніх зубів 2. В точках 31, 32, 33 контактні поверхні, що репрезентовані профілями 4 та 19 відповідно зубів 2 та 17 торкаються 75 одна до одної в площині, що є перпендикулярною до прямих 37, дотичних до спіральної лінії контакту 34, тобто повністю відповідає вимогам контакту поверхонь зубів. В точках 27 та 38 на Фіг.3 зуби 2 та 17 в реальних умовах експлуатації не контактують, а розділені тонкою плівкою мастила.In Fig.2, the proposed gear transmission is shown in full, where the outer wheel 1 has 56 internal teeth 2 with a sinusoidal contact profile, and the inner wheel 16 has 28 external teeth 17 with a curvilinear non-sinusoidal profile. The difference in the number of teeth is 28, which is significantly greater than two-thirds of the number of teeth (5672/3-19) of the outer wheel 1. With such a large difference in the number of teeth, there are three points of contact 31, 32, 33 between the profiles of the teeth of the inner 16 and outer 1 wheels and , therefore, the overlap ratio of such transmission is not less than 2.5, which is the first characteristic feature of the proposed technical solution. Profiles of teeth 2 and 17 of the proposed transmission contact along the spiral curve 34 of the contact line, which is located on both sides of the line 6, which is the second characteristic feature of the proposed solution. 70 A fragment of the engagement sector 35 in Fig. 2 on an enlarged scale is presented in Fig. 3, which allows to demonstrate the interaction of the internal teeth 2 of the sinusoidal profile in the area of engagement with the external teeth 17 of the wheel 16. Profiles C and 4 of the internal teeth 2 are parts of the sinusoids 14a and 146 , which are shifted relative to each other by the amount of phase shift 9 to ensure the specified thickness B (position Зб) of internal teeth 2. At points 31, 32, 33, the contact surfaces represented by profiles 4 and 19, respectively, of teeth 2 and 17 touch 75 to each other in the plane that is perpendicular to the straight lines 37, tangent to the spiral line of contact 34, that is, it fully meets the requirements for the contact of the surfaces of the teeth. At points 27 and 38 in Fig. 3, teeth 2 and 17 in real operating conditions do not come into contact, but are separated by a thin film of lubricant.

Якщо в секторі зачеплення 35 на Фіг.2 нарізати в два рази більше зубів з меншим модулем, то забезпечується одночасний контакт чотирьох і більше пар зубів 2, 17, що, відповідно, призводить до збільшення 20 коефіцієнта перекриття з 2.5 до 4.5.If twice as many teeth with a smaller module are cut in the engagement sector 35 in Fig. 2, the simultaneous contact of four or more pairs of teeth 2, 17 is ensured, which, accordingly, leads to an increase of 20 in the overlap ratio from 2.5 to 4.5.

Планетарна зубчата передача працює наступним чином (див. Фіг.4).Planetary gearing works as follows (see Fig. 4).

Взаємодія зовнішнього 1 і внутрішнього 16 коліс відбувається в серповидній області 39 перекриття зубів, що заштрихована на Фіг.4, та обмежується зсередини межами кола виступів 10 зовнішнього колеса 1 та ззовні межами кола виступів 23, що утворене точками вершин зубів 17 внутрішнього колеса 16, одна з яких показана на с 25 Фіг.1 та Фіг.4. як точка Б.The interaction between the outer 1 and the inner 16 wheels takes place in the sickle-shaped area 39 of the overlap of the teeth, which is shaded in Fig. 4, and is limited from the inside by the boundaries of the circle of protrusions 10 of the outer wheel 1 and from the outside by the boundaries of the circle of protrusions 23, which is formed by the points of the tops of the teeth 17 of the inner wheel 16, one of which is shown on p. 25 Fig. 1 and Fig. 4. as point B.

При обертанні внутрішнього колеса 16 навколо центру ОО» за годинниковою стрілкою його початкове коло 29 о діаметром бі котиться без ковзання по нерухомому початковому колу 28 колеса 1 з діаметром бо. Під час роботи пропонованої передачі центр О5 внутрішнього колеса 16 описує коло діаметром 2"Е, де Е - ексцентриситет розташування внутрішнього колеса 16 відносно зовнішнього колеса 1. При повороті внутрішнього колеса 16 на Га»)When rotating the inner wheel 16 around the center OO" clockwise, its initial circle 29 o with a diameter of b rolls without slipping on a fixed initial circle 28 of the wheel 1 with a diameter of bo. During the operation of the proposed transmission, the center O5 of the inner wheel 16 describes a circle with a diameter of 2"E, where E is the eccentricity of the location of the inner wheel 16 relative to the outer wheel 1. When the inner wheel 16 is turned by Ha")

Зо деякий довільний кут В за годинниковою стрілкою його центр О » повертається проти годинникової стрілки навколо осі 0. на кут о; і переміщується в положення О'5. Положення початкового кола 29а внутрішнього колеса - 16 при повороті на кут В показане на Фіг.4 пунктиром. При цьому точка а (поз. ЗО на Фіг.1), що розташована на «Ж початковому колі 29 внутрішнього колеса 16, переміщується в положення а, а точка Б вершини зуба 17 внутрішнього колеса 16 переміщується в положення Б". Так як перкочування початкового кола 29 по початковому со 35 колу 28 відбувається без ковзання, то Д:-іо, де значення і є передатковим числом зубчатої пари 1 та 16 і ч- визначається із співвідношення: і-Оо/рі-М/М.From some arbitrary angle B clockwise, its center О » turns counterclockwise around the axis 0. by an angle o; and moves to position O'5. The position of the initial circle 29a of the inner wheel - 16 when turning to the angle B is shown in dotted line in Fig. 4. At the same time, point a (pos. ZO in Fig. 1), which is located on "Ж of the initial circle 29 of the inner wheel 16, moves to position a, and point B of the top of the tooth 17 of the inner wheel 16 moves to position B". Since the rolling of the initial wheel 29 on the initial co 35 wheel 28 occurs without sliding, then D:-io, where the value of i is the transmission number of the gear pair 1 and 16 and h- is determined from the ratio: i-Oo/ri-M/M.

Положення точки р' вершини зуба 17 для довільного кута о, визначається із прямокутного трикутника ОСЬ « наступним чином: 40000 (Фіг с) нсь)? 8 с враховуючи те, що "» О1С-ЕНО»Б) совр-0.5(Оо-0і) НО. 5Оіна ру сов Д- " -0.5бо(1-і77)10.50совв-0.5бо1-і7) кк"сов ру -0.5Оо(1-і7)-Кк"сов(іо)); - СЬ(О2Бу віпр-(0.5Оіжна в) віпр-0.5КОо"віп(іо).The position of the point p' of the top of the tooth 17 for an arbitrary angle о is determined from the right triangle ОСЖ as follows: 40000 (Fig c) ns)? 8 s taking into account that "» О1С-ЕНО»Б) sovr-0.5(Оо-0и) НО. 5Oina ru sov D- " -0.5bo(1-и77)10.50sovv-0.5bo1-i7) кк"sov ru -0.5Oo(1-i7)-Kk"sov(io)); - СБ(О2Bu vipr-(0.5Оижна в) vipr-0.5КОо"vipr(io).

Отримуємо співвідношення для визначення довжини відрізка О.Б": (ее)We obtain the ratio for determining the length of the segment OB": (ee)

Я тех Ж чу (12) ще (42) що описує рух точки Б в системі полярних координат з центром 0.4, причому к-руро рЕ- діаматер кола виступів 23, утвореного точками вершин 21 зубів; о-0...2к. о Таким чином, при обертанні внутрішнього колеса 16 точка Б вершини описує траєкторію 40 на Фіг.4, що має математичну назву - гіпотрохоїда. їмо) Згідно з пропонованим рішенням кут нахилу /прямої 15а (156) на Фіг.1 визначається кутом нахилу /прямої 15 на Фіг.4, що є дотичною до гіпотрохоїди 40 в точці 4, де гіпотрохоїда 40 перетинає коло виступів 10 колеса 1. 60 Визначення профілю 18 (19) зовнішнього зуба 17 може бути пояснено на прикладі Фіг.5, де профілі внутрішнього 2 та зовнішнього зубів 17 контактують в довільній точці контакту А. Пряма АС є дотичною до профілю зуба 2 в точці А, а пряма ВО. є паралельною прямій АС, що забезпечує контакт поверхонь зубів в точціI read (12) and (42) which describes the movement of point B in the polar coordinate system centered at 0.4, and k-pipe rE is the diameter of the circle of protrusions 23 formed by the points of the tops of 21 teeth; o-0...2k. o Thus, during the rotation of the inner wheel 16, point B of the vertex describes the trajectory 40 in Fig. 4, which has the mathematical name - hypotrochoid. eat) According to the proposed solution, the angle of inclination / straight line 15a (156) in Fig. 1 is determined by the angle of inclination / straight line 15 in Fig. 4, which is tangent to the hypotrochoid 40 at point 4, where the hypotrochoid 40 crosses the circle of protrusions 10 of wheel 1. 60 The definition of the profile 18 (19) of the outer tooth 17 can be explained using the example of Fig. 5, where the profiles of the inner 2 and outer teeth 17 are in contact at an arbitrary point of contact A. The straight line AC is tangent to the profile of the tooth 2 at point A, and the straight line BO. is parallel to the straight AC, which ensures the contact of the surfaces of the teeth at a point

А по нормалі АВ в відповідності до вимог зачеплення зубів.And according to the normal AB, in accordance with the requirements of engagement of the teeth.

Згідно розташування точки А профіль внутрішнього зуба 17 визначається в полярних координатах відносно 65 центру О» кутом р та довжиною відрізка АС» із прямокутного трикутника АВ формулою Піфагора, а саме:According to the location of point A, the profile of the internal tooth 17 is determined in polar coordinates relative to the 65 center O" by the angle p and the length of the segment AC" from the right triangle AB by the Pythagorean formula, namely:

пзділих сх БЕ сдеттжв Нд. зна СЕ с ВИКОНpzdilyh sx BE sdettzhv Nd. zna SE with EXECUTION

Чули КЕ В я ТУ п. Яке ть х пThey heard KE V I TU p. Yake t x p

Довжина відрізків АВ та 0.8 визначається через довжину відрізка О А, кутом ф між дотичною АС і 2 горизонталлю СО та величиною ексцентриситету Е наступним чином:The length of the segments AB and 0.8 is determined by the length of the segment О A, the angle ф between the tangent AC and the 2 horizontal line СО, and the value of the eccentricity Е as follows:

Зайе вах З й Кк к ТеZaye vah Z y Kk k Te

ЖИ х ДЕ сне н не (13 в г Кен 70 Звідки отримаємо, що : шт (18)ЖХ х DE sne n ne (13 v g Ken 70 Where will we get what: pcs (18)

РЕД Сея НохонНо сакежиуье вка шеRED Seya NohonNo sakejiuye vka she

МВВ тк КО он ДО ВІВ йMVV tk KO on TO VIV y

Враховуючи той факт, що профіль З зуба 2 визначається рівнянням виду шпателі БО р ж ат ск в ав с вата (14) де О - діаметр початкового кола 128; МУ - товщина зубів 102; Е - ексцентриситет; 9 - кутове зміщення профілю зуба 102, а кут ф визначається похідною в точці А, тобто ф-Агсіап(ам/до), після підстановки його значення в формулу (14), отримуємо в результаті співвідношення, що визначає профіль внутрішнього зуба 17, а саме: : : (15) с с НЕ ву Вей о й, сив пн жи с нон ай слижевоюиІ Зам союзі жк ми ЖTaking into account the fact that the profile Z of tooth 2 is determined by the equation of the type of spatula BO r zh at sk v av s vata (14) where O is the diameter of the initial circle 128; MU - tooth thickness 102; E - eccentricity; 9 - the angular displacement of the profile of tooth 102, and the angle φ is determined by the derivative at point A, i.e. φ-Agsiap(am/do), after substituting its value into formula (14), we obtain as a result the ratio that determines the profile of the internal tooth 17, and namely: : : (15) s s NE vu Vei o y, siv pn zhi s non ay slizhevoyuyI Zam unioni zhk mi Х

При цьому похідна зе жених В ТОЧЦІ, на Фіг.8 визначає кут нахилу у профілю З внутрішніх зубів 2, зо я оAt the same time, the derivative of the angle at the POINT in Fig. 8 determines the angle of inclination of the profile Z of the internal teeth 2, z i o

Тобто: о роууоженреусх сови кис вух: ПРИ зорі: сьо Шо «That is: o rouuozhenreush owls kis vuh: AT dawn: syo Sho "

Запропоноване технічне рішення дозволяє довільно задавати коефіцієнт перекриття в залежності від потреб со конструктора в діапазоні 2...5,7 і тим самим збільшити навантажувальну спроможність передачі, як мінімум, в 1,5...2,5 рази в порівнянні з відомою планетарною передачею з синусоїдальним профілем зубів. ч-The proposed technical solution allows you to arbitrarily set the overlap ratio depending on the needs of the designer in the range of 2...5.7 and thereby increase the load capacity of the transmission by at least 1.5...2.5 times compared to the known planetary transmission with a sinusoidal tooth profile. h-

Дослідно-конструкторський зразок пропонованої передачі виготовлений і досліджений в складі редуктора.A research and design sample of the proposed transmission was manufactured and tested as part of the gearbox.

Claims

The formula of the invention "

c 1. Sinusoidal planetary transmission consisting of a cylindrical body (16) equipped with external teeth (17) for engagement with the internal teeth (2) of the external wheel (1), in which the internal teeth (2) have a contact surface of the first of the sinusoidal profile (3,4) for contact with the external teeth (17), which differs in that the inflection points (8) of the sinusoidal profile (3,4) of the internal teeth (2) are located 75 on the circle of protrusions (10) of the external wheel (1 ), and the second profile (18,19) of the outer teeth (17) differs from the first one. So 2. Planetary transmission according to claim 1, which differs in that the diameter of the initial circle (28) of the outer wheel (1) is smaller than its diameter ( 10) circles of protrusions. ч 3. Planetary transmission according to claim 1, which differs in that the cylindrical body (16) is equipped with external teeth о 50. (17), the second profile (18, 19) of which is defined in polar coordinates as о and ЕН TO p- Z eh sl DEN peasants hr diditekvsya par GA no yy i ii sah yak A: (ze) Esh nn sht yak de 5 v nn ese вес "о - equation of the profile of the inner teeth of the outer wheel; О - diameter Ш Ш 22 of the initial circle; MU - tooth thickness; E - eccentricity; i - angular displacement of the tooth profile; o o pknenuerettmysekyk; Valid: narrower - DERIVATIVE in POLAR coordinates, the following: The angle of location of the x-rays of the point of the internal tooth profile relative to the origin of the coordinates. 60 b5