WO2017030471A1 - Bi-directional pin-cycloidal gearing of two wheels and a mechanism with gear wheels - Google Patents

Bi-directional pin-cycloidal gearing of two wheels and a mechanism with gear wheels Download PDF

Info

Publication number
WO2017030471A1
WO2017030471A1 PCT/RU2016/050026 RU2016050026W WO2017030471A1 WO 2017030471 A1 WO2017030471 A1 WO 2017030471A1 RU 2016050026 W RU2016050026 W RU 2016050026W WO 2017030471 A1 WO2017030471 A1 WO 2017030471A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
gear
wheels
teeth
profiles
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/050026
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Анатолий ТОКАРЬ
Original Assignee
Анатолий ТОКАРЬ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий ТОКАРЬ filed Critical Анатолий ТОКАРЬ
Publication of WO2017030471A1 publication Critical patent/WO2017030471A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/08Profiling

Definitions

  • the invention relates to mechanical gears for conversion
  • epi- or hypotrochoid should be understood to mean cycloidal curves that do not have self-intersections
  • shortened epi- or hypotrochoid should be understood as curves having self-intersection in the form of loops at the vertices.
  • a planetary gear is known in which the tooth profile of one of the wheels is formed by an equidistant loop of a shortened epitrochoid, and the teeth of the second wheel have a convex circular profile.
  • a profile based on a shortened epitrochoid loop was used instead of the elongated epitrochoid, which was previously used in such devices, which made it possible to increase transmission service life, reduce rotation unevenness and reduce noise.
  • a cycloidal gearing of two wheels in which the first wheel contains a plurality of lugs evenly distributed around the circumference, and the second wheel has a plurality of teeths made in the form of cavities having a trochoidal profile.
  • the inventor most fully revealed the possibilities of chain-cycloidal engagement with the illustration of various options
  • the first objective of the invention is the creation of double-sided chain-cycloidal gearing, which differs from the known, one-sided, in that the tooth heads of the first wheel have a circular profile, which is paired with
  • the interdental cavities of the second wheel having a trochoidal profile
  • the tooth heads of the second wheel located between the cavities also have a circular profile, which is likewise mated to the interdental cavities of the first wheel, which are located between the circular heads.
  • the profiles of the interdental cavities on both wheels are tangentially connected to the circular profiles of the tooth heads and are thus the profiles of the tooth legs on each of the wheels.
  • the trochoidal profile of the tooth legs of each wheel in the present invention for all variants is constructed using one general mathematical formula defining a trochoidal (cycloidal) curve, the equidistant of which will be the profile of the tooth legs.
  • the main and sufficient initial parameters that are introduced into this formula are:
  • rl and r2 are the centroid radii of the first and second wheels, respectively;
  • RUKI AND RUK2 are the radii of the circles on which the centers of the profile circles of the tooth heads of the first and second wheels are located, respectively.
  • x, y are the Cartesian coordinates of the points of the epi- or hyprochoid
  • k is the coefficient at the angle of rotation, which is a single-valued function of the centroid radii rl and r2.
  • Hats1 and Hats2 are the values of the radii of the profile circles of the tooth heads of the first and second wheels, respectively.
  • a second object of the invention is to provide mechanisms with gears, in which at least one first gear has a simultaneous or alternate engagement with at least two other gears. Moreover, all first wheels are the same and the center distance of each first gear the wheels with each of the other gears are the same, but, in contrast to the known mechanisms, the number of teeth in each of the other gears can be set different, any selected from a certain acceptable range, depending on the trochoidal curves used, which are used to profile the teeth of the remaining wheels starting from the maximum allowable shortened trochoidal curves, to the maximum allowable elongated.
  • a planetary mechanism with single-pinion satellites in which one output shaft is connected to the central external gearing wheel (solar) and the second output shaft is connected with the central wheel of the internal gearing, the carrier is fixed freely rotationally around the central axis.
  • both central wheels have an equal number of teeth.
  • the second particular embodiment of this invention is a planetary gearbox with three central wheels.
  • the technical result in this case is to obtain a gear ratio, significantly greater than what can be obtained from one stage of the known planetary gearbox without increasing its size.
  • the problem was solved in that a second central gear wheel was added to the planetary gearbox with a different number of teeth than the number of teeth in the first central gear wheel.
  • These two internal gear wheels are engaged with the same satellites, each on its own part of the width of the gear rims.
  • the first internal gear is fixed, and the second is connected to the output shaft.
  • the gear ratio of such a gearbox is calculated as in the David mechanism, which is described below, in the description of FIG. 12.
  • Another particular case of the invention is a planetary gear with four central wheels, one of which is an external gear wheel, and the other three are internal gear wheels.
  • the technical result in this case is to obtain both a large gear ratio and the receipt of two coaxial output shafts rotating in different directions.
  • the problem was solved by the fact that the planetary gearbox used three internal gearing wheels with a different number of teeth, each of which engages with the same satellites, each on its own part of the width of the gear rims.
  • the external gear wheel is connected to the input shaft, one internal gear wheel having an average number of teeth is fixed motionless, and the other two internal gear wheels are connected to two coaxial output shafts and have: one of them, more teeth than in motionless a fixed wheel, and a second, fewer teeth than a fixed wheel.
  • Figure 1 shows the principle of constructing the profiles of the wheels of the external gearing.
  • FIG. 2 shows the principle of constructing tooth profiles.
  • FIG. 3 the profiles of the external gear wheels in FIG. 2 and 3 in finished form.
  • FIG. 4 construction of an internal gear wheel for a pair of external gear wheels.
  • FIG. 7 a pair of internal gear wheels with a gear ratio of two.
  • FIG. 8 profiles of internal gear wheels with a small tooth difference.
  • FIG. 9 is a fragment of the gearing of the wheels in FIG. 8, with twice the number of teeth.
  • FIG. 10 is a profile of wheels, a fragment of which is depicted in FIG. 9.
  • FIG. 11 the wheel profile in FIG. 8, but with an increased number of teeth.
  • FIG. 12 kinematic diagram of the planetary gear of David and the profile of the second pair of wheels for him, as well as the kinematic diagram of the planetary gear with three central wheels.
  • FIG. 14 kinematic diagram of a planetary differential gear and a planetary gear with four central wheels and wheel profiles for them.
  • FIG. 16 shows a gear profile obtained from a profile such as in FIG. 8, by doubling the number of teeth and their trimming.
  • FIG. 17 shows a kinematic diagram and gear profiles in a gear assembly with a gear ratio of 2, 18.
  • FIG. 18 shows the types of construction of the gearbox assembled by
  • FIG. 19 shows the types of construction of the gearbox assembled by
  • FIG. 20 shows the types of construction of the gearbox assembled by
  • Figure 1 and Figure 2 shows the principle of constructing the profiles of the wheels of the external gearing of the present invention.
  • the profile circumferences of the tooth heads will be called “lobes”.
  • the procedure for obtaining wheel profiles is as follows:
  • the loop width of the desired epitrochoid depends on the choice of the “e2” value; therefore, we need to choose this value so that the desired epitrochoid (5) ensures that the profile of the tooth leg (6) of the first wheel touches the pin (4) .
  • the “e2” value was obtained graphically by the method of successive approximations, which is illustrated in FIG. 2.
  • the top left shows a finished pair of wheel profiles (8) created in FIG. 1 and FIG. 2 in a 13-degree rotation position of the first wheel, in which one tooth (9) comes into contact and the second tooth ( 10) is close to getting out of contact.
  • the figure at the bottom left (1 1) shows the possibility of doubling the number of teeth while maintaining the shape of the profiles and the reduced radius of the contacting surfaces by turning the original profiles (8) by half a step, followed by mutual cutting.
  • the number of points of the leading contact (12) in this case doubles, as can be seen in the enlarged view "A".
  • FIG. 4 shows that for the first external gear wheel of a pair of wheels (8) shown in FIG. 3, there is a single third internal gear wheel whose profile is mated to this wheel.
  • the centroids, gear ratio and other parameters of the new pair will be different, they depend on the parameters of the original pair:
  • FIG. 4 also shows a view “A” - an enlarged fragment of the engagement of the first wheel with the third.
  • the arrow (15) shows the direction of rotation of the first wheel.
  • Small circles in this view display three points of the leading contact. It is characteristic in this view that the teeth above the line (3) at similar points have a braking contact (not shown).
  • View “B” is an enlarged fragment of the engagement of the first wheel with the second. It shows two points of the lead contact, above and below the line (3).
  • FIG. 5 shows a pair of gears of internal gearing.
  • FIG. 6 shows the possibility of creating two more wheels on the basis of one pair of wheels.
  • For each finished external gear wheel it is possible to create a single internal gear or external gear coupled to it if a pair of internal gear wheels was originally created.
  • the wheels of the invention can only be created in pairs. In this case, for the pair of internal gear wheels in FIG. 5, one external gearing wheel (16) was created, and an internal gearing wheel (17) was created for this wheel (16). It is not necessary to repeat the construction method, since it is the same as for FIG. 4.
  • the dimensions indicated on the drawing allow an analysis of the features of the ratios and obtain
  • FIG. 7 shows three options for pairs of gear wheels with
  • FIG. 9 shows an enlarged view “B” in FIG. 10.
  • This is a fragment of the engagement of the first and second wheels with profiles obtained from the profiles of FIG. 8, by turning the original profiles by half a step and their subsequent mutual trimming.
  • twice as many teeth and contact points were obtained without changing the shape of the contacting profiles and the reduced radius of the contacting surfaces.
  • FIG. 10 shows a complete view of the transmission, a fragment of which is shown in FIG. 9.
  • FIG. 11 shows a gear with the same centroids as in FIG. 8, only with an increased number of teeth doubled.
  • el 3 mm (to narrow the loops).
  • the initial parameters for the equations will be the following - for the hypothyroid of the tooth leg of the second wheel: ⁇ 4 +/- 37 - 0,1 ⁇ , - for the epitrochoid of the tooth leg of the first wheel: ⁇ 4 - 40.35 - 1/11 ⁇ .
  • On the view "A" shows an enlarged fragment of the gearing of this gear. Amount of points contact is increased compared to the profiles in FIG. 8, but the reduced radius of the contacting surfaces decreased.
  • FIG. 12 the top left shows the well-known kinematic diagram of David's planetary gear with internal gearing.
  • the initial parameters for the equations will be the following - for the hypothyroid of the tooth leg of the second wheel (Z3): ⁇ 4 +/- 41 - 1/12 ⁇ , - for the epitrochoid of the tooth leg of the first wheel (Z4): ⁇ 4 - 45 - 1/13 ⁇ .
  • the gear ratio of this mechanism is calculated by the formula:
  • FIG. 12 the bottom left shows the kinematic diagram of a planetary gearbox with three central wheels.
  • the gear ratio of this gearbox is calculated by the formula:
  • On the view “B” (second column) corresponding to these options, the engagement of the second wheel with the Central wheel of the internal gearing is shown. From these images it can be seen that if you smoothly change the value of "el", you can smoothly adjust the geometric dimensions of the teeth.
  • top left shows the kinematic diagram of the planetary
  • differential gearbox (28) with single-pinion satellites (Z1) and an equal number of teeth on the central wheels of the external (Z2) and internal (Z4) gears.
  • This gearbox can be used, for example, to drive two counter-rotation coaxial propellers.
  • the initial parameters for the equations will be as follows - for the epitrochoid of the tooth leg of the second wheel (Z2): ⁇ 126 - 16 - 9 ⁇ , - for the epitrochoid of the tooth leg of the first wheel (Z1): ⁇ 126 - 115.1626 - 1.125 ⁇ .
  • the bottom left shows the kinematic diagram (30) of a planetary gearbox with four central wheels.
  • the profiles of the central external gear wheel (Z2), satellite (Z1) and internal gear wheel (Z4) used the same as in the planetary differential gear according to the scheme (28).
  • the profiles of the two additional internal gears (Z3 and Z5) are constructed in the same way as the wheel (Z4).
  • a fragment of the gearing of the wheels (Z1 and Z3) is shown at the top right (31), and a fragment of the gearing of the wheels (Z1 and Z5) is shown at the bottom right (32).
  • the gear ratio of this gearbox (30) is calculated by the formula:
  • FIG. 15 shows wheel profiles of a gear shift mechanism that was designed for a bicycle.
  • the gearing here is one-sided chain-cycloidal (bilaterally possible to make only for one of the wheels).
  • the initial parameters for constructing the epitrochoidal profile of each wheel can be expressed as follows: ⁇ 60 - 80 - k ⁇ . Substituting the equations for each wheel of its “k”, we get an epitrochoid, on the basis of which the tooth profile of this wheel is built.
  • the enlarged view “A” shows the principle of the formation of a tooth profile of an external gear wheel based on the equidistant of a section of a shortened epitrochoid.
  • FIG. 16 shows a gear profile obtained from a profile such as in FIG. 8, by doubling the number of teeth and cutting them around the circumferences of the depressions and peaks.
  • the coefficient of mechanical overlap along the line of shorter length is 1.1.
  • FIG. 17 shows a kinematic diagram and gear profiles in a gear assembly with a gear ratio of 2, 18, designed for conversion
  • FIG. 18 shows the types of construction of the gearbox assembled by
  • FIG. 19 shows the types of construction of the gearbox assembled by
  • FIG. 20 shows the types of construction of the gearbox assembled by
  • Such a gearbox can be used, for example, in a drive system for changing the sweep of a wing in airplanes with variable wing geometry.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

A bi-directional pin-cycloidal gearing of two wheels is characterised in that the addendums of each wheel have a round convex profile, and the dedendums of each wheel have a trochoidal concave profile, which is tangentially connected to the profile of the addendums. In internal gear sets with a small tooth differential, the first point of contact appears in the middle of the depth of the tooth, in the region of the bending of the curvature of the profiles, with an infinitely large relative radius of curvature, and during subsequent rotation, two diverging points of contact are formed on one tooth - one on the dedendum, and a second on the addendum - which diverge, one towards the root of the tooth, and the second towards the tip, while maintaining the convexo-concave contacts and forming two lines of engagement. The resultant sliding velocity in the case of two such lines of engagement is less than in the case of one, and a ratio of mesh greater than one can easily be provided. Reduction gear mechanisms are also proposed, in which a plurality of profiles, having a different number of teeth, can be constructed on a single gear wheel, said profiles being coupled with the same second wheel, with the same unchanged profile of teeth on the second wheel and an unchanged centre-to-centre spacing. The use of such gear wheels during the engineering of new reduction gears leads to a simplification in the design and a reduction in the weight of said reduction gears.

Description

Название изобретения  Title of invention
Двухстороннее цевочно-циклоидальное зацепление двух колес и механизм с зубчатыми колесами.  Bilateral gear-cycloidal gearing of two wheels and a mechanism with gears.
Область техники  Technical field
Изобретение относится к механическим передачам для преобразования  The invention relates to mechanical gears for conversion
вращательного движения, использующим зубчатое зацепление колес с профилем зубьев, содержащим в комбинации круговые и циклоидальные участки, и может найти rotational motion using gearing of the wheels with a tooth profile containing in combination circular and cycloidal sections, and can find
применение в различных передачах, в которых ранее использовалось зубчатое зацепление с эвольвентными и другими профилями зубьев. application in various gears that previously used gearing with involute and other tooth profiles.
В описании и формуле изобретения под термином «удлиненная эпи- или гипотрохоида» следует понимать циклоидальные кривые, не имеющие самопересечений, а под термином «укороченная эпи- или гипотрохоида» - кривые, имеющие самопересечение в виде петель при вершинах.  In the description and claims, the term “elongated epi- or hypotrochoid” should be understood to mean cycloidal curves that do not have self-intersections, and the term “shortened epi- or hypotrochoid” should be understood as curves having self-intersection in the form of loops at the vertices.
Предшествующий уровень техники  State of the art
Известна планетарная передача, в которой профиль зубьев одного из колес образован эквидистантой петли укороченной эпитрохоиды, а зубья второго колеса имеют выпуклый круговой профиль. В этом изобретении применили профиль на основе петли укороченной эпитрохоиды вместо удлиненной эпитрохоиды, которую применяли ранее в подобных устройствах, что дало возможность увеличить срок службы передачи, снизить неравномерность вращения и уменьшить шум. (Патент США 5,707,310; от 13.01.1998 г.) A planetary gear is known in which the tooth profile of one of the wheels is formed by an equidistant loop of a shortened epitrochoid, and the teeth of the second wheel have a convex circular profile. In this invention, a profile based on a shortened epitrochoid loop was used instead of the elongated epitrochoid, which was previously used in such devices, which made it possible to increase transmission service life, reduce rotation unevenness and reduce noise. (U.S. Patent 5,707,310; 01/13/1998)
Недостатком этой передачи является то, что на одном колесе работают только головки зубьев (цевки), а на другом только ножки (межзубовые впадины) и не The disadvantage of this transmission is that only the tooth heads (lugs) work on one wheel, and only the legs (interdental cavities) on the other and
использована возможность применения дополнительных взаимодействующих профилей, расположенных на этих же колесах в промежутках между зубьями. The opportunity of using additional interacting profiles located on the same wheels in between the teeth was used.
Известно также цевочно-циклоидальное зацепление двух колес, в котором первое колесо содержит множество цевок, равномерно распределенных по окружности, а второе колесо имеет множество зубьев, выполненных в виде впадин, имеющих трохоидальный профиль. В этом изобретении изобретатель наиболее полно раскрыл возможности цевочно-циклоидального зацепления с иллюстрацией различных вариантов  Also known is a cycloidal gearing of two wheels, in which the first wheel contains a plurality of lugs evenly distributed around the circumference, and the second wheel has a plurality of teeths made in the form of cavities having a trochoidal profile. In this invention, the inventor most fully revealed the possibilities of chain-cycloidal engagement with the illustration of various options
трохоидальных профилей. Использование таких профилей позволяет устранить trochoidal profiles. Using such profiles eliminates
интерференцию между сцепляющимися элементами независимо от размера зубьев, что позволяет конструировать более компактные и более прочные передачи. (Патент США 7,086,304 от 07.01.2005 г.) (Прототип для первого н. з. п-та ф-лы). interference between the mating elements regardless of the size of the teeth, which allows the construction of more compact and more durable gears. (U.S. Patent 7,086,304 of January 7, 2005) (Prototype for the first n.a.
Недостатком этой передачи является то, что на одном колесе работают только головки зубьев (цевки), а на другом только ножки (межзубовые впадины) и не использована возможность применения дополнительных взаимодействующих профилей, расположенных на этих же колесах в промежутках между зубьями. The disadvantage of this transmission is that only the tooth heads (lugs) work on one wheel, and only the legs (interdental cavities) on the other and The opportunity of using additional interacting profiles located on the same wheels in between the teeth was used.
Известен механизм планетарного редуктора, в котором, по меньшей мере, один сателлит имеет одновременное зацепление с двумя соосными центральными колесами. (Книга: Масленников М. М., Рапипорт М. С. «Авиационные поршневые двигатели», изд. «Оборонгиз», М. 1951 г., стр. 603 - 614, Фиг. 341) (Прототип для второго н. з. п-та ф-лы).  A known planetary gear mechanism in which at least one satellite has simultaneous engagement with two coaxial central wheels. (Book: Maslennikov M. M., Rapiport M. S. “Aircraft piston engines”, ed. “Oborongiz”, M. 1951, pp. 603 - 614, Fig. 341) (Prototype for the second n. p-that f-ly).
Недостатком этого механизма является то, что при использовании цилиндрических зубчатых колес с применяемыми известными профилями зубьев, невозможно получить на двух соосных центральных колесах одинаковое число зубьев при одновенцовом сателлите.  The disadvantage of this mechanism is that when using cylindrical gears with known tooth profiles, it is impossible to obtain the same number of teeth on two coaxial central wheels with a single-shaft satellite.
Раскрытие изобретения  Disclosure of invention
Первой задачей изобретения является создание двухстороннего цевочно- циклоидального зацепления, которое отличается от известного, одностороннего, тем, что головки зубьев первого колеса имеют круговой профиль, который сопряжен с  The first objective of the invention is the creation of double-sided chain-cycloidal gearing, which differs from the known, one-sided, in that the tooth heads of the first wheel have a circular profile, which is paired with
межзубовыми впадинами второго колеса, имеющими трохоидальный профиль, и в то же время, головки зубьев второго колеса, расположенные между впадинами, также имеют круговой профиль, который таким же образом сопряжен с межзубовыми впадинами первого колеса, которые расположены между круговыми головками. При этом, профили межзубовых впадин на обоих колесах касательно соединены с круговыми профилями головок зубьев и таким образом являются профилями ножек зубьев на каждом из колес. the interdental cavities of the second wheel having a trochoidal profile, and at the same time, the tooth heads of the second wheel located between the cavities also have a circular profile, which is likewise mated to the interdental cavities of the first wheel, which are located between the circular heads. Moreover, the profiles of the interdental cavities on both wheels are tangentially connected to the circular profiles of the tooth heads and are thus the profiles of the tooth legs on each of the wheels.
Технический результат. При таком профилировании зубьев можно получить повышенную нагрузочную способность за счет увеличения приведенного радиуса контактирующих поверхностей и увеличения количества точек одновременного контакта в зацеплении. Кроме того, при таком профилировании имеется возможность, при одних и тех же центроидах и одном и том же количестве зубьев, плавно варьировать радиусом головок, высотой и толщиной зубьев, что представляет определенную гибкость при конструировании, например, подбирать необходимую жесткость зубьев или заданный необходимый коэффициент торцового перекрытия.  The technical result. With such tooth profiling, an increased load capacity can be obtained by increasing the reduced radius of the contacting surfaces and increasing the number of points of simultaneous contact in engagement. In addition, with such profiling, it is possible, with the same centroids and the same number of teeth, to smoothly vary the radius of the heads, the height and thickness of the teeth, which represents a certain flexibility in the design, for example, to select the necessary tooth rigidity or a given necessary coefficient end overlap.
Трохоидальный профиль ножек зубьев каждого колеса в настоящем изобретении для всех вариантов строится с использованием одной общей математической формулы, определяющей трохоидальную (циклоидальную) кривую, эквидистанта от которой будет являться профилем ножек зубьев. Основными и достаточными исходными параметрами, которые вводятся в эту формулу являются:  The trochoidal profile of the tooth legs of each wheel in the present invention for all variants is constructed using one general mathematical formula defining a trochoidal (cycloidal) curve, the equidistant of which will be the profile of the tooth legs. The main and sufficient initial parameters that are introduced into this formula are:
Aw - межосевое расстояние;  Aw - center distance;
rl и г2 - радиусы центроид первого и второго колеса, соответственно; RUKI И RUK2 - радиусы окружностей, на которых расположены центры профильных окружностей головок зубьев первого и второго колеса, соответственно. rl and r2 are the centroid radii of the first and second wheels, respectively; RUKI AND RUK2 are the radii of the circles on which the centers of the profile circles of the tooth heads of the first and second wheels are located, respectively.
Эта математическая формула (уравнение трохоидальной кривой в прямоугольных координатах) имеет вид:  This mathematical formula (the equation of a trochoidal curve in rectangular coordinates) has the form:
х = Aw * cos t +/- Яцк * cos (k * t)  x = Aw * cos t +/- Yatsk * cos (k * t)
у = Aw * sin t - Яцк * sin (k * t)  y = Aw * sin t - Yatsk * sin (k * t)
где:  Where:
«+/-» - означает, что для получения гипотрохоиды нужно брать знак «+», а для получения эпитрохоиды нужно брать знак «-»;  “+/-” - means that to get hypotrochoid you need to take the “+” sign, and to get epitrochoid you need to take the “-” sign;
«*» - знак умножения;  "*" - a sign of multiplication;
х, у - декартовы координаты точек эпи- или гипотрохоиды;  x, y are the Cartesian coordinates of the points of the epi- or hyprochoid;
t - переменная (аргумент) - угол поворота центра катящейся окружности  t - variable (argument) - angle of rotation of the center of the rolling circle
(центроиды, перекатываемой без скольжения по другой центроиде, а связанная с ней точка (чертящая точка), находящаяся на расстоянии Яцк от центра катящейся центроиды, прочерчивает трохоидальную кривую); (a centroid rolling over without sliding along another centroid, and a point connected with it (a drawing point) located at a distance from Yatsk from the center of the rolling centroid draws a trochoidal curve);
к - коэффициент при угле поворота, который является однозначной функцией радиусов центроид rl и г2.  k is the coefficient at the angle of rotation, which is a single-valued function of the centroid radii rl and r2.
Для получения значения коэффициента «к» используется четыре различных варианта уравнений:  To obtain the value of the coefficient "k" four different versions of the equations are used:
1) Для эпитрохоиды ножек зубьев второго колеса при внешнем зацеплении:  1) For the epitrochoid of the tooth legs of the second wheel with external gearing:
k = Aw/rl = (r2 + rl)/rl, ( значение Яцк = Яцк1)  k = Aw / rl = (r2 + rl) / rl, (value Jack = Jack1)
2) Для эпитрохоиды ножек зубьев первого колеса при внешнем зацеплении:  2) For the epitrochoid of the tooth legs of the first wheel with external gearing:
k = Aw/r2 = (rl + r2)/r2, ( значение Яцк = Яцк2)  k = Aw / r2 = (rl + r2) / r2, (value Jack = Jack2)
3) Для гипотрохоиды ножек зубьев второго колеса при внутреннем зацеплении: k = Aw/rl = (r2 - rl)/rl, ( значение Яцк = Rind)  3) For the hyprochoid of the legs of the teeth of the second wheel with internal gearing: k = Aw / rl = (r2 - rl) / rl, (value Yatsk = Rind)
4) Для эпитрохоиды ножек зубьев первого колеса при внутреннем зацеплении: k = Aw/r2 = (r2 - rl)/r2, ( значение Яцк = Яцк2)  4) For the epitrochoid of the legs of the teeth of the first wheel with internal gearing: k = Aw / r2 = (r2 - rl) / r2, (value Yatsk = Yatsk2)
Для получения реальных профилей ножек зубьев берутся эквидистанты от этих полученных трохоидальных кривых со значением Яц1 и Яц2.  To obtain real profiles of the tooth legs, we take equidistant curves from these obtained trochoidal curves with the values of Hs1 and Hats2.
Яц1 и Яц2 - значения радиусов профильных окружностей головок зубьев первого и второго колеса соответственно.  Hats1 and Hats2 are the values of the radii of the profile circles of the tooth heads of the first and second wheels, respectively.
Второй задачей изобретения является создание механизмов с зубчатыми колесами, в которых, по меньшей мере, одно первое зубчатое колесо имеет одновременное или поочередное зацепление с, по меньшей мере, двумя остальными зубчатыми колесами. При этом все первые колеса одинаковы и межосевое расстояние каждого первого зубчатого колеса с каждым из остальных зубчатых колес одинаково, но, в отличие от известных механизмов, количество зубьев в каждом из остальных зубчатых колес может быть задано различным, любым выбранным из некоторого допустимого диапазона, зависящего от применяемых трохоидальных кривых, которые используются для профилирования зубьев остальных колес, начиная от максимально допустимых укороченных трохоидальных кривых, до максимально допустимых удлиненных. При этом профиль зубьев каждого из остальных зубчатых колес, содержащий трохоидальные участки, при различном количестве зубьев остается сопряженным с одним и тем же профилем зубьев первых колес, содержащим круговые участки. Техническим результатом является упрощение конструкции и снижение веса механизмов, создаваемых по этому изобретению. A second object of the invention is to provide mechanisms with gears, in which at least one first gear has a simultaneous or alternate engagement with at least two other gears. Moreover, all first wheels are the same and the center distance of each first gear the wheels with each of the other gears are the same, but, in contrast to the known mechanisms, the number of teeth in each of the other gears can be set different, any selected from a certain acceptable range, depending on the trochoidal curves used, which are used to profile the teeth of the remaining wheels starting from the maximum allowable shortened trochoidal curves, to the maximum allowable elongated. Moreover, the tooth profile of each of the remaining gears containing trochoidal sections, with a different number of teeth, remains mated to the same tooth profile of the first wheels containing circular sections. The technical result is to simplify the design and reduce the weight of the mechanisms created by this invention.
В частности, для получения дифференциального планетарного механизма с двумя выходными валами противоположного вращения, для передачи одинаковой мощности на каждый выходной вал при одинаковой скорости их вращения, использован планетарный механизм с одновенцовыми сателлитами, у которого один выходной вал связан с центральным колесом внешнего зацепления (солнечным), а второй выходной вал связан с центральным колесом внутреннего зацепления, водило при этом закреплено свободно вращательно вкруг центральной оси. В предлагаемом планетарном дифференциальном редукторе оба центральных колеса имеют равное количество зубьев. При закрепленном водиле этот механизм обеспечивает равные скорости вращения выходных валов в противоположных направлениях независимо от мощностей на выходных валах.  In particular, to obtain a differential planetary mechanism with two output shafts of opposite rotation, to transmit the same power to each output shaft at the same speed of rotation, a planetary mechanism with single-pinion satellites is used, in which one output shaft is connected to the central external gearing wheel (solar) and the second output shaft is connected with the central wheel of the internal gearing, the carrier is fixed freely rotationally around the central axis. In the proposed planetary differential gearbox, both central wheels have an equal number of teeth. When the carrier is fixed, this mechanism provides equal speeds of rotation of the output shafts in opposite directions, regardless of the power on the output shafts.
Второй частный случай осуществления этого изобретения, это планетарный редуктор с тремя центральными колесами. Техническим результатом в этом случае является получение передаточного отношения, значительно большего, чем можно получить от одной ступени известного планетарного редуктора без увеличения его габаритов. Задача была решена тем, что в планетарном редукторе добавлено второе центральное колесо внутреннего зацепления, с количеством зубьев, отличным от количества зубьев в первом центральном колесе внутреннего зацепления. Эти оба колеса внутреннего зацепления входят в зацепление с одними и теми же сателлитами, каждое на своей части ширины зубчатых венцов. Первое зубчатое колесо внутреннего зацепления закреплено неподвижно, а второе соединено с выходным валом. Передаточное отношение такого редуктора рассчитывается как в механизме Давида, о котором сказано ниже, при описании Фиг. 12.  The second particular embodiment of this invention is a planetary gearbox with three central wheels. The technical result in this case is to obtain a gear ratio, significantly greater than what can be obtained from one stage of the known planetary gearbox without increasing its size. The problem was solved in that a second central gear wheel was added to the planetary gearbox with a different number of teeth than the number of teeth in the first central gear wheel. These two internal gear wheels are engaged with the same satellites, each on its own part of the width of the gear rims. The first internal gear is fixed, and the second is connected to the output shaft. The gear ratio of such a gearbox is calculated as in the David mechanism, which is described below, in the description of FIG. 12.
Еще один частный случай осуществления изобретения это планетарный редуктор с четырьмя центральными колесами, одно из которых колесо внешнего зацепления, а три других - колеса внутреннего зацепления. Техническим результатом в этом случае является получение, как большого передаточного отношения, так и получение двух соосных выходных валов, вращающихся в разных направлениях. Задача была решена тем, что в планетарном редукторе использовано три колеса внутреннего зацепления с разным количеством зубьев, каждое из которых входит в зацепление с одними и теми же сателлитами, каждое на своей части ширины зубчатых венцов. При этом колесо внешнего зацепления соединено с входным валом, одно колесо внутреннего зацепления, имеющее среднее количество зубьев, закреплено неподвижно, а два других колеса внутреннего зацепления, соединены с двумя соосными выходными валами и имеют: одно из них, большее количество зубьев, чем в неподвижно закрепленном колесе, а второе, меньшее количество зубьев, чем в неподвижно закрепленном колесе. Another particular case of the invention is a planetary gear with four central wheels, one of which is an external gear wheel, and the other three are internal gear wheels. The technical result in this case is to obtain both a large gear ratio and the receipt of two coaxial output shafts rotating in different directions. The problem was solved by the fact that the planetary gearbox used three internal gearing wheels with a different number of teeth, each of which engages with the same satellites, each on its own part of the width of the gear rims. In this case, the external gear wheel is connected to the input shaft, one internal gear wheel having an average number of teeth is fixed motionless, and the other two internal gear wheels are connected to two coaxial output shafts and have: one of them, more teeth than in motionless a fixed wheel, and a second, fewer teeth than a fixed wheel.
Краткое описание чертежей  Brief Description of the Drawings
На Фиг.1 показан принцип построения профилей колес внешнего зацепления. На Фиг. 2 показан принцип построения профилей зубьев.  Figure 1 shows the principle of constructing the profiles of the wheels of the external gearing. In FIG. 2 shows the principle of constructing tooth profiles.
На Фиг. 3 профили колес внешнего зацепления на Фиг. 2 и 3 в законченном виде. На Фиг. 4 построение колеса внутреннего зацепления для пары колес внешнего зацепления.  In FIG. 3 the profiles of the external gear wheels in FIG. 2 and 3 in finished form. In FIG. 4 construction of an internal gear wheel for a pair of external gear wheels.
На Фиг. 5 пара зубчатых колес внутреннего зацепления с передаточным  In FIG. 5 pair of gears of internal gearing with gear
отношением больше двух. ratio of more than two.
На Фиг. 6 построение двух колес внутреннего зацепления для пары колес внешнего зацепления.  In FIG. 6 construction of two wheels of internal gearing for a pair of wheels of external gearing.
На Фиг. 7 пара колес внутреннего зацепления с передаточным отношением два. На Фиг. 8 профили колес внутреннего зацепления с малой разницей зубьев.  In FIG. 7 a pair of internal gear wheels with a gear ratio of two. In FIG. 8 profiles of internal gear wheels with a small tooth difference.
На Фиг. 9 фрагмент зацепления колес на на Фиг. 8, при удвоенном количестве зубьев.  In FIG. 9 is a fragment of the gearing of the wheels in FIG. 8, with twice the number of teeth.
На Фиг. 10 профиль колес, фрагмент которых изображен на Фиг. 9.  In FIG. 10 is a profile of wheels, a fragment of which is depicted in FIG. 9.
На Фиг. 11 профиль колес на Фиг. 8, но с увеличенным количеством зубьев.  In FIG. 11 the wheel profile in FIG. 8, but with an increased number of teeth.
На Фиг. 12 кинематическая схема планетарного механизма Давида и профиль второй пары колес для него, а также кинематическая схема планетарного редуктора с тремя центральными колесами.  In FIG. 12 kinematic diagram of the planetary gear of David and the profile of the second pair of wheels for him, as well as the kinematic diagram of the planetary gear with three central wheels.
На Фиг. 13 профили колес планетарного редуктора.  In FIG. 13 wheel planetary gear profiles.
На Фиг. 14 кинематическая схема планетарного дифференциального редуктора и планетарного редуктора с четырьмя центральными колесами и профили колес для них.  In FIG. 14 kinematic diagram of a planetary differential gear and a planetary gear with four central wheels and wheel profiles for them.
На Фиг. 15 профили зубчатых колес для механизма переключения передач.  In FIG. 15 gear profiles for gear shifting.
На Фиг. 16 представлен профиль зубчатой передачи, полученный из профиля, такого как на Фиг. 8, путем удвоения количества зубьев и их обрезки. На Фиг. 17 представлена кинематическая схема и профили зубчатых колес в сборке редуктора с передаточным отношением 2, 18. In FIG. 16 shows a gear profile obtained from a profile such as in FIG. 8, by doubling the number of teeth and their trimming. In FIG. 17 shows a kinematic diagram and gear profiles in a gear assembly with a gear ratio of 2, 18.
На Фиг. 18 представлены виды конструкции редуктора, собранного по  In FIG. 18 shows the types of construction of the gearbox assembled by
кинематической схеме и с профилями зубчатых колес на Фиг. 17. kinematic diagram and with gear profiles in FIG. 17.
На Фиг. 19 представлены виды конструкции редуктора, собранного по  In FIG. 19 shows the types of construction of the gearbox assembled by
кинематической схеме на Фиг. 17 с передаточным отношением 12,46. the kinematic diagram of FIG. 17 with a gear ratio of 12.46.
На Фиг. 20 представлены виды конструкции редуктора, собранного по  In FIG. 20 shows the types of construction of the gearbox assembled by
кинематической схеме на Фиг. 12 слева вверху, с передаточным отношением 82. the kinematic diagram of FIG. 12 upper left, with a gear ratio of 82.
Варианты осуществление изобретения  Embodiments of the invention
На Фиг.1 и Фиг.2 показан принцип построения профилей колес внешнего зацепления по настоящему изобретению. В данном примере размеры передачи взяты применительно к существующему дифференциально-планетарному редуктору для турбовинтового авиадвигателя: Aw = 121,5; rl = 67,5; r2 = 54; Z1 = 20; Z2 = 16. Для простоты, профильные окружности головок зубьев будем называть «цевками». Порядок действий для получения профилей колес следующий:  Figure 1 and Figure 2 shows the principle of constructing the profiles of the wheels of the external gearing of the present invention. In this example, the dimensions of the transmission are taken in relation to the existing differential planetary gearbox for a turboprop aircraft engine: Aw = 121.5; rl = 67.5; r2 = 54; Z1 = 20; Z2 = 16. For simplicity, the profile circumferences of the tooth heads will be called “lobes”. The procedure for obtaining wheel profiles is as follows:
1) Для получения на втором колесе профиля ножки зуба (межзубовой впадины) на основе петли укороченной эпитрохоиды, сначала строим саму эпитрохоиду: задаемся выносом цевки первого колеса относительно центроиды: el = 4 мм, при этом Яцк1 = rl + el = 67,5 + 4 = 71,5 мм.  1) To obtain the profile of the tooth leg (interdental hollow) on the second wheel based on the loop of a shortened epitrochoid, first we build the epitrochoid itself: we set the spacing of the first wheel relative to the centroid: el = 4 mm, while Yatsk1 = rl + el = 67.5 + 4 = 71.5 mm.
2) Задаемся радиусом цевки первого колеса: Riil = 5,5 мм (подбор этого радиуса производится так, чтобы промежутки между цевками на окружности Яцк были примерно равны диаметру цевки).  2) We set the radius of the foregrip of the first wheel: Riil = 5.5 mm (the selection of this radius is made so that the gaps between the sprockets on the circumference of the Yack are approximately equal to the diameter of the foregrip).
3) Рассчитываем коэффициент k = Aw / rl = 121,5 / 67,5 = 1,8  3) We calculate the coefficient k = Aw / rl = 121.5 / 67.5 = 1.8
4) Заносим полученные исходные параметры в уравнение трохоидальной кривой, приведенное в разделе «Раскрытие изобретения». Для упрощения записей, вместо переписывания каждый раз всей формулы мы будем записывать только исходные параметры по стандартной форме в таком виде:  4) We enter the obtained initial parameters in the equation of the trochoidal curve given in the section "Disclosure of the invention". To simplify the entries, instead of rewriting the whole formula each time, we will write only the initial parameters in a standard form in the following form:
{ Aw - Яцк - к } для эпитрохоиды;  {Aw - Yatsk - k} for an epitrochoid;
{ Aw +/- Яцк - к } для гипотрохоиды.  {Aw +/- Yatsk - k} for a hyprochoid.
Для нашей искомой эпитрохоиды (1) исходные параметры будут:  For our desired epitrochoid (1), the initial parameters will be:
{ 121,5 - 71,5 - 1,8}.  {121.5 - 71.5 - 1.8}.
5) Для получения профиля межзубовой впадины второго колеса берем  5) To obtain the profile of the interdental cavity of the second wheel, we take
эквидистанту с Яц1 = 5,5 мм от петли эпитрохоиды (1) и получаем искомый профиль (2). equidistant with Hats1 = 5.5 mm from the loop of the epitrochoid (1) and we obtain the desired profile (2).
6) Копируем профиль (2) с поворотом на один угловой шаг: 360/Z2 = 360/16 = 22,5 град. 7) Располагаем два профиля (2) симметрично горизонтальной оси (3), на этом же рисунке (см. справа на Фиг. 1) отображаем две цевки (4) первого колеса на своих местах, они 6) Copy the profile (2) with rotation by one angular step: 360 / Z2 = 360/16 = 22.5 degrees. 7) We have two profiles (2) symmetrically to the horizontal axis (3), in the same figure (see the right in Fig. 1) we display two sprockets (4) of the first wheel in their places, they
автоматически занимают касательное положение с профилями (2) межзубовых впадин. automatically occupy a tangent position with profiles (2) of interdental cavities.
8) Определяем исходные параметры для эпитрохоиды ножки зуба первого колеса:  8) We determine the initial parameters for the epitrochoid of the tooth leg of the first wheel:
Aw = 121,5; Aw = 121.5;
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0001
k = Aw / г2 = 121,5 / 54 = 2,25.  k = Aw / g2 = 121.5 / 54 = 2.25.
Здесь нам неизвестно только значение «е2», от выбора величины «е2» зависит ширина петли искомой эпитрохоиды, поэтому нам необходимо подобрать это значение таким, чтобы искомая эпитрохоида (5) обеспечивала касание профиля (6) ножки зуба первого колеса с цевкой (4). В данном примере величина «е2» была получена графически, методом последовательных приближений, который проиллюстрирован на Фиг. 2.  Here we do not know only the “e2” value, the loop width of the desired epitrochoid depends on the choice of the “e2” value; therefore, we need to choose this value so that the desired epitrochoid (5) ensures that the profile of the tooth leg (6) of the first wheel touches the pin (4) . In this example, the “e2” value was obtained graphically by the method of successive approximations, which is illustrated in FIG. 2.
9) Задаем первоначально значение е2 = 3,2 мм, определяем Яцк2 = г2 + е2 = 54 + 3,2 = 57,2; помещаем цевку (7) второго колеса на горизонтальной оси (3) с выносом е2 = 3,2 мм, проводим окружность цевки так, чтобы она касалась профилей (2) и замеряем ее радиус, который оказался равен Яц2 = 4,884 мм.  9) We initially set the value of e2 = 3.2 mm, determine Yatsk2 = r2 + e2 = 54 + 3.2 = 57.2; we place the forearm (7) of the second wheel on the horizontal axis (3) with a spacing e2 = 3.2 mm, draw the circumference of the forearm so that it touches the profiles (2) and measure its radius, which turned out to be equal to Ax2 = 4.884 mm.
10) Заносим эти исходные параметры в уравнение: { 121,5 - 57,2 - 2,25 } . В результате решения этого уравнения получаем кривую (5) и после взятия эквидистанты с величиной Яц2 = 4,884 мм, получаем профиль (6), который в данном случае оказался с недоходом до цевки (4) (см. Фиг. 2, рис. слева).  10) Enter these initial parameters in the equation: {121.5 - 57.2 - 2.25}. As a result of solving this equation, we obtain curve (5) and, after taking the equidistant with a value of Нc2 = 4.884 mm, we obtain profile (6), which in this case turned out to be short-lived before pin (4) (see Fig. 2, Fig. To the left) .
1 1) Увеличиваем значение: е2 = 4,5 мм и повторяем шаги 9) и 10), в результате получаем перехлест (см. Фиг. 2, рис. справа).  1 1) Increase the value: e2 = 4.5 mm and repeat steps 9) and 10), as a result we get overlap (see Fig. 2, Fig. To the right).
В результате последующих последовательных приближений получаем касание профиля (6) с цевками (4) (см. рис. справа на Фиг. 1) и получаем точные значения: е2 = 3,7593 мм; Яц2 = 5,0855 мм; Яцк2 = 54 + 3,7593 = 57,7593 мм. Для нашей искомой эпитрохоиды (5) (рис. справа на Фиг. 1) исходные параметры будут: { 121,5 - 57,7593 - 2,25 } . Это те параметры эпитрохоидальной кривой, при которых профиль (6) ножки зуба первого колеса будет касателен с двумя профилями (4) двух головок зуба этого же колеса.  As a result of subsequent successive approximations, we obtain the contact of the profile (6) with the bores (4) (see the figure on the right in Fig. 1) and we obtain the exact values: e2 = 3.7593 mm; Hats2 = 5.0855 mm; Yatsk2 = 54 + 3.75593 = 57.7593 mm. For our desired epitrochoid (5) (Fig. To the right in Fig. 1), the initial parameters will be: {121.5 - 57.7593 - 2.25}. These are the parameters of the epitrochoidal curve in which the profile (6) of the tooth legs of the first wheel will be tangent with two profiles (4) of two tooth heads of the same wheel.
На Фиг. 3 на рисунке слева вверху показана в законченном виде пара профилей колес (8), созданных на Фиг.1 и Фиг.2, в положении поворота первого колеса на 13 градусов, при котором один зуб (9) вошел в контакт, а второй зуб (10) близок к выходу из контакта. Рисунок слева внизу (1 1) показывает возможность удвоения количества зубьев при сохранении формы профилей и приведенного радиуса контактирующих поверхностей путем поворота исходных профилей (8) на полшага с последующей взаимной обрезкой. Количество точек ведущего контакта (12) при этом увеличивается вдвое, что видно на увеличенном виде «А». In FIG. 3, the top left shows a finished pair of wheel profiles (8) created in FIG. 1 and FIG. 2 in a 13-degree rotation position of the first wheel, in which one tooth (9) comes into contact and the second tooth ( 10) is close to getting out of contact. The figure at the bottom left (1 1) shows the possibility of doubling the number of teeth while maintaining the shape of the profiles and the reduced radius of the contacting surfaces by turning the original profiles (8) by half a step, followed by mutual cutting. The number of points of the leading contact (12) in this case doubles, as can be seen in the enlarged view "A".
На Фиг. 4 показано, что для первого колеса внешнего зацепления из пары колес (8), изображенных на Фиг. 3, существует единственное третье колесо внутреннего зацепления, профиль которого сопряжен с этим колесом. Параметры этого колеса однозначно зависят от параметров исходной пары колес: первое колесо остается без изменений со своим профилем, Zl=20; Яцк1=71,5; Яц1=5,5 мм. Центроиды, передаточное отношение и др. параметры у новой пары будут другими, они зависят от параметров исходной пары:  In FIG. 4 shows that for the first external gear wheel of a pair of wheels (8) shown in FIG. 3, there is a single third internal gear wheel whose profile is mated to this wheel. The parameters of this wheel clearly depend on the parameters of the initial pair of wheels: the first wheel remains unchanged with its profile, Zl = 20; Yatsk1 = 71.5; Hats1 = 5.5 mm. The centroids, gear ratio and other parameters of the new pair will be different, they depend on the parameters of the original pair:
ЯцкЗ = Aw = 121,5 мм;  NKZ = Aw = 121.5 mm;
Aw3 = Яцк2 = 57,7593 мм;  Aw3 = Yatsk2 = 57.7593 mm;
k3 = r2 / rl = 54 /67,5 = 0,8;  k3 = r2 / rl = 54 / 67.5 = 0.8;
ЯцЗ = Яц2 = 5,0855 мм;  NAC3 = NAC2 = 5.0855 mm;
Z3 = Zl * Aw / rl = 20 * 121,5 /67,5 = 36.  Z3 = Zl * Aw / rl = 20 * 121.5 / 67.5 = 36.
Для построения гипотрохоиды (13), на основе которой получаем профиль (14) межзубовой впадины третьего колеса внутреннего зацепления, мы имеем все исходные параметры, которые вставляются в уравнение трохоидальной кривой:  To build a hypotrochoid (13), on the basis of which we obtain the profile (14) of the interdental hollow of the third internal gear wheel, we have all the initial parameters that are inserted into the equation of the trochoidal curve:
{57,7593 +/- 71,5 - 0,8}. На Фиг. 4 также показан вид «А» - увеличенный фрагмент зацепления первого колеса с третьим. Стрелка (15) показывает направление вращения первого колеса. Маленькими кружочками на этом виде отображены три точки ведущего контакта. Характерно на этом виде, что зубья выше линии (3) в аналогичных точках имеют тормозящий контакт (не показано). Вид «В» - увеличенный фрагмент зацепления первого колеса со вторым. На нем отображены две точки ведущего контакта, выше и ниже линии (3). {57.7593 +/- 71.5 - 0.8}. In FIG. 4 also shows a view “A” - an enlarged fragment of the engagement of the first wheel with the third. The arrow (15) shows the direction of rotation of the first wheel. Small circles in this view display three points of the leading contact. It is characteristic in this view that the teeth above the line (3) at similar points have a braking contact (not shown). View "B" is an enlarged fragment of the engagement of the first wheel with the second. It shows two points of the lead contact, above and below the line (3).
На Фиг. 5 показана пара зубчатых колес внутреннего зацепления. Заданные исходные данные следующие: Aw=50; rl=40; г2=90; е1=0,4мм; Яцк1=40,4; Яц1=3,2мм; е2=5, 2725мм, - величина «е2» была получена таким же способом последовательных приближений, как и для пары на Фиг. 1. Для второго колеса внутреннего зацепления Яцк2 = г2 - е2 = 90 - 5,2725 = 84,7275мм; Яц2 = 2,70805 мм - эта величина была получена таким же способом, как и для пары на Фиг. 1. Вычисляем «к» для гипотрохоиды (13) ножек зубьев второго колеса: k = Aw / rl = 50 / 40 = 1,25. Для гипотрохоиды ножек зубьев второго колеса исходные параметры будут: { 50 +/- 40,4 - 1,25 }. Вычисляем «к» для эпитрохоиды (5) ножек зубьев первого колеса: k = Aw / г2 = 50 / 90 = 5/9 (это простая дробь, и есть возможность в уравнение вставить ее, вместо десятичной). Для  In FIG. 5 shows a pair of gears of internal gearing. The given initial data are as follows: Aw = 50; rl = 40; g2 = 90; e1 = 0.4mm; Yatsk1 = 40.4; Yats1 = 3.2mm; e2 = 5, 2725 mm, - the value of “e2” was obtained in the same way of successive approximations as for the pair in FIG. 1. For the second wheel of internal gearing Yatsk2 = r2 - e2 = 90 - 5.2725 = 84.7275mm; Haz2 = 2.70805 mm - this value was obtained in the same way as for the pair in FIG. 1. Calculate the "k" for the hyprochoid (13) of the tooth legs of the second wheel: k = Aw / rl = 50/40 = 1.25. For the hypothyroid of the tooth legs of the second wheel, the initial parameters will be: {50 +/- 40.4 - 1.25}. We calculate the “k” for the epitrochoid (5) of the teeth of the first wheel: k = Aw / r2 = 50/90 = 5/9 (this is a simple fraction, and it is possible to insert it instead of the decimal in the equation). For
эпитрохоиды ножек первого колеса исходные параметры будут: { 50 - 84,7275 - 5/9 }. Вид «А» - фрагмент образования зубьев второго колеса, вид «В» - то же для первого колеса. На виде «С» показан увеличенный фрагмент зацепления первого колеса со вторым, две ведущие точки касания от ножек зубьев находятся выше линии (3) и две ведущие точки касания от головок зубьев ниже линии (3). Следует заметить отличие расположения точек касания на этом виде, и на виде «А» на Фиг. 4, где все точки касания расположены ниже линии (3) и там на один зуб приходится две точки касания, от ножки и от головки. Разница в том, что расположение точек касания зависит от того, какое передаточное отношение между колесами: при передаточном отношении меньше двух и чертящей точке внутри катящихся окружностей, эпитрохоиды и гипотрохоиды epitrochoid of the legs of the first wheel, the initial parameters will be: {50 - 84.7275 - 5/9}. View "A" - a fragment of the formation of the teeth of the second wheel, view "B" - the same for the first wheels. “C” shows an enlarged fragment of the engagement of the first wheel with the second, the two leading points of contact from the tooth legs are above the line (3) and the two leading points of contact from the tooth heads are below the line (3). It should be noted that the location of the touch points in this view is different from that of the “A” view in FIG. 4, where all points of contact are located below line (3) and there are two points of contact per tooth, from the leg and from the head. The difference is that the location of the points of tangency depends on what gear ratio between the wheels: when the gear ratio is less than two and the plot point inside the rolling circles, epitrochoid and hypotrochoid
укороченные и точки ведущего контакта располагаются на одном зубе, как изображено на Фиг. 4 и Фиг. 8. shortened and leading contact points are located on one tooth, as shown in FIG. 4 and FIG. 8.
На Фиг. 6 показана возможность на базе одной пары колес создать еще два колеса. Для каждого готового колеса внешнего зацепления имеется возможность создать единственное, сопряженное с ним колесо внутреннего зацепления или внешнего зацепления, если первоначально была создана пара колес внутреннего зацепления. Колеса по изобретению могут быть созданы только в паре. В данном случае для пары колес внутреннего зацепления на Фиг. 5 создано одно колесо (16) внешнего зацепления, а для этого колеса (16) создано колесо внутреннего зацепления (17). Методику построения повторять нет необходимости, т. к. она такая же, что и для Фиг. 4. Указанные на чертеже размеры позволяют сделать анализ особенностей соотношений и получить  In FIG. 6 shows the possibility of creating two more wheels on the basis of one pair of wheels. For each finished external gear wheel, it is possible to create a single internal gear or external gear coupled to it if a pair of internal gear wheels was originally created. The wheels of the invention can only be created in pairs. In this case, for the pair of internal gear wheels in FIG. 5, one external gearing wheel (16) was created, and an internal gearing wheel (17) was created for this wheel (16). It is not necessary to repeat the construction method, since it is the same as for FIG. 4. The dimensions indicated on the drawing allow an analysis of the features of the ratios and obtain
соответствующие выводы. Можно обратить внимание на то, что профили ножек четвертого колеса (17) оказались выполнены на базе участка укороченной гипоциклоиды, а так как передаточное отношение меньше двух и чертящая точка находится внутри катящейся окружности (ЯцкЗ = 50 мм, а гЗ = 50,5 мм), то расположение точек контакта будет таким, как было замечено при описании Фиг. 5, т.е. две точки контакта на один зуб. relevant findings. You can pay attention to the fact that the profiles of the legs of the fourth wheel (17) were made on the basis of the section of the shortened hypocycloid, and since the gear ratio is less than two and the drawing point is inside the rolling circle (Yatsk3 = 50 mm, and z = 50.5 mm) then the arrangement of the contact points will be as seen in the description of FIG. 5, i.e. two points of contact on one tooth.
На Фиг. 7 показаны три варианта пар колес внутреннего зацепления с  In FIG. 7 shows three options for pairs of gear wheels with
передаточными отношениями равными двум. При этом передаточном отношении и «el» равном нулю гипоциклоида представляет собой прямую линию (18). Профиль ножки зуба (19) второго колеса внутреннего зацепления, как эквидистанта от прямой, представляет собой две параллельных прямых. Две передачи, слева и в центре этой фигуры, отличаются только значением «е2». На передаче справа чертящая точка находится внутри катящейся окружности (отрицательное «е2»), гипотрохоида (20) при этом криволинейна, хотя и без петли, но расположение контактных точек в этом случае - по две на один зуб. А уже при передаточном отношении меньше двух, все трохоиды, при расположении чертящей точки внутри центроид укороченные, имеют петли. На Фиг. 8 показана пара зубчатых колес внутреннего зацепления с малой разницей зубьев. Исходные данные для расчета этой пары следующие: AW=4MM; rl=40; Г2=44; Zl=20; Z2=22. Для получения укороченной гипотрохоиды (21) для профилирования ножки зуба второго колеса возьмем el=6, при этом Яцк1 = rl - el = 40 - 6 = 34. Есть такая особенность: для получения укороченной гипотрохоиды при передаточном отношении меньше двух, чертящая точка должна находиться внутри центроиды, если она будет снаружи, получим удлиненную гипотрохоиду. Подбираем Яц1 = 2,7 мм. Рассчитываем к = Aw /rl = 4 /40 = 0,1. Для гипотрохоиды (21) ножек зубьев второго колеса исходные параметры будут: {4 +/- 34 - 0,1 }. Получаем профиль (22) ножки зуба второго колеса как эквидистанту с Яц1 = 2,7 мм. Затем вычисляем «к» для эпитрохоиды (23) ножек зубьев первого колеса: k = Aw / г2 = 4 / 44 = 1/11. Подбираем е2 = 6,5 (подбор «е2» при передаточном отношении меньше двух заключается не в том, чтобы профили ножек проходили касательно головкам, потому что касание сохраняется при этом передаточном при различных «е2», а в том, чтобы устранить интерференцию зубьев перед входом зуба во впадину); получаем Яц2 = 2,418263 путем замера (см. шаг 9 для Фиг. 2), вычисляем Яцк2 = г2 - е2 = 44 - 6,5 = 37,5мм. Для эпитрохоиды (23) ножек зубьев первого колеса исходные параметры будут: {4 - 37,5 - 1/11 }. Получаем профиль (24) ножки зуба первого колеса как эквидистанту с Яц1 = 2,418263мм. На увеличенном виде «А» показаны две точки контакта (25) от головки и ножки одного зуба. gear ratios equal to two. With this gear ratio and “el” equal to zero, the hypocycloid is a straight line (18). The tooth leg profile (19) of the second internal gear wheel, as an equidistant from a straight line, is two parallel straight lines. Two gears, on the left and in the center of this figure, differ only in the value of “e2”. In the transmission on the right, the drawing point is inside the rolling circle (negative “e2”), the hyprochoid (20) is curved, although without a loop, but the location of the contact points in this case is two for one tooth. And even with a gear ratio of less than two, all trochoids, when the plotting point is located inside the centroid, are shortened, have loops. In FIG. 8 shows a pair of internal gears with a small tooth difference. The initial data for calculating this pair are as follows: AW = 4MM; rl = 40; G2 = 44; Zl = 20; Z2 = 22. To get a shortened hypotrochoid (21) for profiling the tooth leg of the second wheel, we take el = 6, while Yatsk1 = rl - el = 40 - 6 = 34. There is such a feature: to get a shortened hypotrochoid with a gear ratio of less than two, the drawing point should be inside the centroid, if it is outside, we get an elongated hyprochoid. We select Hats1 = 2.7 mm. We calculate k = Aw / rl = 4/40 = 0.1. For the hyprochoid (21) of the tooth legs of the second wheel, the initial parameters will be: {4 +/- 34 - 0.1}. We get the profile (22) of the tooth legs of the second wheel as an equidistant with Hats1 = 2.7 mm. Then we calculate “k” for the epitrochoid (23) of the tooth legs of the first wheel: k = Aw / r2 = 4/44 = 1/11. We select e2 = 6.5 (the selection of “e2” with a gear ratio of less than two does not consist in the profiles of the legs passing tangentially to the heads, because the touch remains at the same gear ratio for different “e2”, but in order to eliminate tooth interference before the entrance of the tooth into the cavity); we get Yaq2 = 2.418263 by measuring (see step 9 for Fig. 2), we calculate Yaq2 = r2 - e2 = 44 - 6.5 = 37.5 mm. For the epitrochoid (23) of the tooth legs of the first wheel, the initial parameters will be: {4 - 37.5 - 1/11}. We get the profile (24) of the tooth legs of the first wheel as an equidistant with Yats1 = 2.418263mm. The enlarged view “A” shows two contact points (25) from the head and legs of one tooth.
На Фиг. 9 показан увеличенный вид «В» на Фиг. 10. Это фрагмент зацепления первого и второго колеса с профилями, полученными из профилей Фиг. 8, путем поворота исходных профилей на полшага и последующей их взаимной обрезкой. В результате получено в два раза больше зубьев и точек контакта без изменения формы контактирующих профилей и приведенного радиуса контактирующих поверхностей.  In FIG. 9 shows an enlarged view “B” in FIG. 10. This is a fragment of the engagement of the first and second wheels with profiles obtained from the profiles of FIG. 8, by turning the original profiles by half a step and their subsequent mutual trimming. As a result, twice as many teeth and contact points were obtained without changing the shape of the contacting profiles and the reduced radius of the contacting surfaces.
На Фиг. 10 показан полный вид передачи, фрагмент которой изображен на Фиг. 9.  In FIG. 10 shows a complete view of the transmission, a fragment of which is shown in FIG. 9.
На Фиг. 11 показана передача, с теми же центроидами, что и на Фиг. 8, только при увеличенном количестве зубьев вдвое. Исходные данные: Aw, rl, г2 и «к» такие же как и в передаче на Фиг.8, только взяты новые Zl=40 и Z2=44. Чтобы получить достаточные промежутки между межзубовыми впадинами для размещения головок на втором колесе, небходимо уменьшить величину el = 3 мм (чтобы сузить петли). Недостающие новые исходные данные следующие: Яц1=1,4мм (задали); е2=3,65мм (подобрали);  In FIG. 11 shows a gear with the same centroids as in FIG. 8, only with an increased number of teeth doubled. Initial data: Aw, rl, r2 and "k" are the same as in the transmission in Fig. 8, only new Zl = 40 and Z2 = 44 are taken. To obtain sufficient gaps between the interdental cavities for placing the heads on the second wheel, it is necessary to reduce the value el = 3 mm (to narrow the loops). The missing new source data are as follows: Yats1 = 1.4mm (set); e2 = 3.65mm (picked up);
Яц2= 1,418397мм (измерили); Яцк 1=40-3 =37 мм; Яцк2=44-3,65=40,35мм. Исходные параметры для уравнений будут следующие - для гипотрохоиды ножки зуба второго колеса: {4 +/- 37 - 0,1 }, - для эпитрохоиды ножки зуба первого колеса: {4 - 40,35 - 1/11 }. На виде «А» показан увеличенный фрагмент зацепления этой передачи. Количество точек контакта увеличено, по сравнению с профилями на Фиг. 8, но приведенный радиус контактирующих поверхностей уменьшился. Yats2 = 1.418397mm (measured); Yatsk 1 = 40-3 = 37 mm; Yatsk2 = 44-3.65 = 40.35mm. The initial parameters for the equations will be the following - for the hypothyroid of the tooth leg of the second wheel: {4 +/- 37 - 0,1}, - for the epitrochoid of the tooth leg of the first wheel: {4 - 40.35 - 1/11}. On the view "A" shows an enlarged fragment of the gearing of this gear. Amount of points contact is increased compared to the profiles in FIG. 8, but the reduced radius of the contacting surfaces decreased.
На Фиг. 12 слева сверху показана известная кинематическая схема планетарного механизма Давида с внутренним зацеплением. Для этой схемы использована первая пара зубчатых колес, представленная на Фиг. 8 с Zl=20 и Z2=22, а профиль второй пары разработан и представлен на Фиг. 12 справа, имеющий количество зубьев Z3=26 и Z4=24. Исходные данные для этой пары следующие: AW=4MM; rl=48; Г2=52; el=7; е2=7; Яцк1=41; Яцк2=45; для гипотрохоиды к = 4/48 = 1/12; для эпитрохоиды к = 4/52 = 1/13. Исходные параметры для уравнений будут следующие - для гипотрохоиды ножки зуба второго колеса (Z3): {4 +/- 41 - 1/12}, - для эпитрохоиды ножки зуба первого колеса (Z4): {4 - 45 - 1/13 }. Передаточное отношение этого механизма рассчитывается по формуле:  In FIG. 12 the top left shows the well-known kinematic diagram of David's planetary gear with internal gearing. The first pair of gears shown in FIG. 8 with Zl = 20 and Z2 = 22, and the profile of the second pair is designed and presented in FIG. 12 to the right, having the number of teeth Z3 = 26 and Z4 = 24. The initial data for this pair is as follows: AW = 4MM; rl = 48; G2 = 52; el = 7; e2 = 7; Yatsk1 = 41; Yatsk2 = 45; for hypotrochoid k = 4/48 = 1/12; for epitrochoid k = 4/52 = 1/13. The initial parameters for the equations will be the following - for the hypothyroid of the tooth leg of the second wheel (Z3): {4 +/- 41 - 1/12}, - for the epitrochoid of the tooth leg of the first wheel (Z4): {4 - 45 - 1/13}. The gear ratio of this mechanism is calculated by the formula:
Z1*Z3 / (Z1*Z3 - Z2*Z4) = 20*26 / (20*26 - 22*24) = -65.  Z1 * Z3 / (Z1 * Z3 - Z2 * Z4) = 20 * 26 / (20 * 26 - 22 * 24) = -65.
На Фиг. 12 слева снизу показана кинематическая схема планетарного редуктора с тремя центральными колесами. Для этого редуктора использованы профили зубчатых колес, разработанные и представленные на Фиг. 13. В этом редукторе одно центральное колесо внешнего зацепления (Z2 = 31) входит в зацепление с сателлитами (Z1 = 29) таким же образом как в известных планетарных редукторах, а два колеса внутреннего зацепления (Z3 = 89 и Z4 = 84) имеют разное количество зубьев, их зубчатые венцы расположены рядом, примыкая друг к другу, и они входят в зацепление с одним и тем же комплектом сателлитов, ширина зубчатых венцов которых не меньше суммы зубчатых венцов колес внутреннего зацепления (Z3 = 89 и Z4 = 84). Сателлиты (Z1 = 29) закреплены на свободно вращающемся водиле. Первое зубчатое колесо внутреннего зацепления (Z3 = 89) закреплено неподвижно, а второе зубчатое колесо внутреннего зацепления (Z4 = 84), профиль которого (26) изображен на Фиг. 13, соединено с выходным валом. Работает этот редуктор аналогично работе механизма Давида, если принять в механизме Давида, что Z4 = Z1. Передаточное отношение этого редуктора рассчитывается по формуле: In FIG. 12 the bottom left shows the kinematic diagram of a planetary gearbox with three central wheels. For this gearbox, gear profiles developed and presented in FIG. 13. In this gearbox, one central external gear wheel (Z2 = 31) engages with the satellites (Z1 = 29) in the same way as in the known planetary gearboxes, and the two internal gear wheels (Z3 = 89 and Z4 = 84) have different the number of teeth, their gear rims are located adjacent to each other, and they mesh with the same set of satellites, the width of the gear rims of which is not less than the sum of the gear rims of the internal gear wheels (Z3 = 89 and Z4 = 84). Satellites (Z1 = 29) are mounted on a freely rotating carrier. The first internal gear gear (Z3 = 89) is fixedly mounted, and the second internal gear gear (Z4 = 84), the profile of which (26) is shown in FIG. 13 is connected to the output shaft. This gearbox works similarly to the work of the David mechanism, if we assume in the David mechanism that Z4 = Z1. The gear ratio of this gearbox is calculated by the formula:
(Z3 / Zl + 1) * Z4 / (Z4 - Z3) = (89 / 29 + 1) * 84 / (84 - 89) = - 68,35862069  (Z3 / Zl + 1) * Z4 / (Z4 - Z3) = (89/29 + 1) * 84 / (84 - 89) = - 68.35862069
На Фиг. 13 показаны профили колес планетарного редуктора с Zl=31, Z2=29, Z3=89. Профиль центрального колеса внутреннего зацепления (Z3 = 89) состоит только из трохоидальных межзубовых впадин, потому, что работающую круговую головку при таком радиусе колеса получить невозможно. На увеличенном виде «А» (первая колонка) показаны два варианта зацепления первого и второго колес: вверху с е 1=3 мм, внизу с е1=4мм. На виде «В» (вторая колонка) показано, соответствующее этим вариантам, зацепление второго колеса с центральным колесом внутреннего зацепления. Из этих изображений видно, что если плавно изменять величину «el», можно плавно регулировать геометрические размеры зубьев. Можно добавить еще одну особенность: согласно второму независимому пункту формулы изобретения, третье колесо можно заменить на колеса с другим количеством зубьев: Z3=84 или Z3=94, не меняя первого центрального колеса и сателлитов. Образцы профилей этих колес показаны: (26) и (27) соответственно. In FIG. 13 shows the wheel profiles of the planetary gearbox with Zl = 31, Z2 = 29, Z3 = 89. The profile of the central internal gear wheel (Z3 = 89) consists only of trochoidal interdental cavities, because it is impossible to obtain a working circular head with such a radius of the wheel. The enlarged view “A” (first column) shows two options for engaging the first and second wheels: at the top with e 1 = 3 mm, at the bottom with e1 = 4 mm. On the view "B" (second column), corresponding to these options, the engagement of the second wheel with the Central wheel of the internal gearing is shown. From these images it can be seen that if you smoothly change the value of "el", you can smoothly adjust the geometric dimensions of the teeth. One more feature can be added: according to the second independent claim, the third wheel can be replaced with wheels with a different number of teeth: Z3 = 84 or Z3 = 94, without changing the first central wheel and satellites. Samples of the profiles of these wheels are shown: (26) and (27), respectively.
На Фиг. 14 слева сверху показана кинематическая схема планетарного  In FIG. 14 top left shows the kinematic diagram of the planetary
дифференциального редуктора (28) с одновенцовыми сателлитами (Z1) и равным числом зубьев на центральных колесах внешнего (Z2) и внутреннего (Z4) зацепления. Этот редуктор может быть использован, например, для привода двух соосных воздушных винтов с противовращением. В центре показан фрагмент (29) зацепления профилей сателлита (Z1) с центральными колесами (Z2) и (Z4). Профилирование зубчатых колес в этом примере выполнено следующим образом. Исходные данные для пары колес внешнего зацепления: Zl=10; Z2=80; AW=126MM; Г1=14ММ; е1=2мм; RHK1=16MM; differential gearbox (28) with single-pinion satellites (Z1) and an equal number of teeth on the central wheels of the external (Z2) and internal (Z4) gears. This gearbox can be used, for example, to drive two counter-rotation coaxial propellers. In the center is shown a fragment (29) of the engagement of the satellite profiles (Z1) with the central wheels (Z2) and (Z4). The profiling of the gears in this example is as follows. Initial data for a pair of wheels of external gearing: Zl = 10; Z2 = 80; AW = 126MM; G1 = 14MM; e1 = 2mm; RHK1 = 16MM;
г2=112мм; е2=3, 1626мм; Яцк2=115,1626мм; Яц1=2,3мм; Яц2=1, 97693мм; g2 = 112mm; e2 = 3, 1626mm; Yatsk2 = 115.1626mm; Yats1 = 2.3mm; Hats2 = 1, 97693mm;
k2=Aw/r 1=126/14=9; kl=Aw/r2=126/l 12=1,125. Исходные параметры для уравнений будут следующие - для эпитрохоиды ножки зуба второго колеса (Z2): { 126 - 16 - 9}, - для эпитрохоиды ножки зуба первого колеса (Z1): { 126 - 115,1626 - 1,125}. Для расчета профиля центрального колеса внутреннего зацепления (Z4) исходные данные следующие: Zl=10; Z4=80; AW=126MM; ЯЦК1=16ММ; рассчитываем rl = Aw * Zl / (Z4 - Zl) = 126* 10 / (80-10) =18мм; r2 =
Figure imgf000014_0001
k4=Aw/rl=126/18 = 7. Исходные параметры для уравнений гипотрохоиды колеса внутреннего зацепления (Z4): { 126 +/ - 16 - 7}. На фрагменте зацепления профилей (29) показаны полюсы зацепления (Р1) и (Р2).
k2 = Aw / r 1 = 126/14 = 9; kl = Aw / r2 = 126 / l 12 = 1.125. The initial parameters for the equations will be as follows - for the epitrochoid of the tooth leg of the second wheel (Z2): {126 - 16 - 9}, - for the epitrochoid of the tooth leg of the first wheel (Z1): {126 - 115.1626 - 1.125}. To calculate the profile of the central internal gear wheel (Z4), the initial data are as follows: Zl = 10; Z4 = 80; AW = 126MM; NCC1 = 16MM; calculate rl = Aw * Zl / (Z4 - Zl) = 126 * 10 / (80-10) = 18mm; r2 =
Figure imgf000014_0001
k4 = Aw / rl = 126/18 = 7. Initial parameters for the equations of the hypotrochoid of the internal gear wheel (Z4): {126 + / - 16 - 7}. The engagement poles of the profiles (29) show the engagement poles (P1) and (P2).
На Фиг. 14 слева внизу показана кинематическая схема (30) планетарного редуктора с четырьмя центральными колесами. В этом редукторе профили: центрального колеса внешнего зацепления (Z2), сателлитов (Z1) и колеса внутреннего зацепления (Z4) использованы те же что и в планетарном дифференциальном редукторе по схеме (28). Профили двух дополнительных зубчатых колес внутреннего зацепления (Z3 и Z5) построены таким же способом как и колесо (Z4). Количество зубьев в этих колесах: Z3 = 88; Z5 = 96. Фрагмент зацепления колес (Z1 и Z3) показан справа вверху (31), а фрагмент зацепления колес (Z1 и Z5) показан справа внизу (32). Передаточное отношение этого редуктора (30) рассчитывается по формуле:  In FIG. 14, the bottom left shows the kinematic diagram (30) of a planetary gearbox with four central wheels. In this gearbox, the profiles of the central external gear wheel (Z2), satellite (Z1) and internal gear wheel (Z4) used the same as in the planetary differential gear according to the scheme (28). The profiles of the two additional internal gears (Z3 and Z5) are constructed in the same way as the wheel (Z4). The number of teeth in these wheels: Z3 = 88; Z5 = 96. A fragment of the gearing of the wheels (Z1 and Z3) is shown at the top right (31), and a fragment of the gearing of the wheels (Z1 and Z5) is shown at the bottom right (32). The gear ratio of this gearbox (30) is calculated by the formula:
для колеса (Z5): (Z3/Z2+1)*Z5/(Z5-Z3) = (88/80+1)*96/(96-88) = 25,2  for the wheel (Z5): (Z3 / Z2 + 1) * Z5 / (Z5-Z3) = (88/80 + 1) * 96 / (96-88) = 25.2
для колеса (Z4): (Z3/Z2+1)*Z4/(Z4-Z3) = (88/80+1)^80/(80-88) = -21  for a wheel (Z4): (Z3 / Z2 + 1) * Z4 / (Z4-Z3) = (88/80 + 1) ^ 80 / (80-88) = -21
На Фиг. 15 показаны профили колес механизма переключения передач, который проектировался для велосипеда. Зацепление здесь одностороннее цевочно-циклоидальное (двухсторонне возможно сделать только для одного из колес). Заданные исходные данные: AW=60MM; RHK=80MM; RH=2MM; Z2=40; шесть колес с Zl = (13; 12; 11; 10; 9; 8).In FIG. 15 shows wheel profiles of a gear shift mechanism that was designed for a bicycle. The gearing here is one-sided chain-cycloidal (bilaterally possible to make only for one of the wheels). Preset Source data: AW = 60MM; RHK = 80MM; RH = 2MM; Z2 = 40; six wheels with Zl = (13; 12; 11; 10; 9; 8).
Коэффициент «k» для каждого колеса рассчитывается по формуле: k= Aw/r2=( Z2-Z1)/Z2. В результате расчетов получены шесть значений «к»: kl=0,6; к2=0,7; кЗ=0,725; к4=0,75; к5=0,775; к6=0,8. Исходные параметры для построения эпитрохоидального профиля каждого колеса можно выразить в следующем виде: { 60 - 80 - к }. При подстановке в уравнения для каждого колеса своего «к» мы получаем эпитрохоиду, на основе которой строится профиль зубьев этого колеса. На увеличенном виде «А» показан принцип образования профиля зуба колеса внешнего зацепления на основе эквидистанты участка укороченной эпитрохоиды. The coefficient "k" for each wheel is calculated by the formula: k = Aw / r2 = (Z2-Z1) / Z2. As a result of the calculations, six “k” values were obtained: kl = 0.6; k2 = 0.7; k3 = 0.725; k4 = 0.75; k5 = 0.775; k6 = 0.8. The initial parameters for constructing the epitrochoidal profile of each wheel can be expressed as follows: {60 - 80 - k}. Substituting the equations for each wheel of its “k”, we get an epitrochoid, on the basis of which the tooth profile of this wheel is built. The enlarged view “A” shows the principle of the formation of a tooth profile of an external gear wheel based on the equidistant of a section of a shortened epitrochoid.
Промышленная применимость  Industrial applicability
Приведенные выше примеры осуществления изобретения даны в большей степени для уяснения теории построения нового зубчатого зацепления, без оптимизации параметров зацепления. Ниже будут даны некоторые примеры практического применения изобретения.  The above examples of the invention are given to a greater extent to understand the theory of constructing a new gearing, without optimizing the gearing parameters. Below will be given some examples of the practical application of the invention.
На Фиг. 16 представлен профиль зубчатой передачи, полученный из профиля, такого как на Фиг. 8, путем удвоения количества зубьев и их обрезки по окружностям впадин и вершин. На виде «А» показаны две линии зацепления, коэффициент торцового перекрытия по линии меньшей длины равен 1,1.  In FIG. 16 shows a gear profile obtained from a profile such as in FIG. 8, by doubling the number of teeth and cutting them around the circumferences of the depressions and peaks. On the view "A" shows two lines of engagement, the coefficient of mechanical overlap along the line of shorter length is 1.1.
На Фиг. 17 представлена кинематическая схема и профили зубчатых колес в сборке редуктора с передаточным отношением 2, 18, спроектированным для конверсии  In FIG. 17 shows a kinematic diagram and gear profiles in a gear assembly with a gear ratio of 2, 18, designed for conversion
автомобильного двигателя в авиационный. automobile engine in aviation.
На Фиг. 18 представлены виды конструкции редуктора, собранного по  In FIG. 18 shows the types of construction of the gearbox assembled by
кинематической схеме и с профилями зубчатых колес на Фиг. 17. kinematic diagram and with gear profiles in FIG. 17.
На Фиг. 19 представлены виды конструкции редуктора, собранного по  In FIG. 19 shows the types of construction of the gearbox assembled by
кинематической схеме на Фиг. 17 с передаточным отношением 12,46. Такой редуктор может быть использован, например, в турбовинтовом авиационном двигателе. the kinematic diagram of FIG. 17 with a gear ratio of 12.46. Such a gearbox can be used, for example, in a turboprop aircraft engine.
На Фиг. 20 представлены виды конструкции редуктора, собранного по  In FIG. 20 shows the types of construction of the gearbox assembled by
кинематической схеме на Фиг. 12 слева вверху, с передаточным отношением 82 и числом зубьев первой пары Z1 = 40, Z2 = 45, второй пары Z3 = 41, Z4 = 36 (профиль этой второй пары представлен на Фиг.16). Такой редуктор может быть использован, например, в системе привода для изменения стреловидности крыла в самолетах с изменяемой геометрией крыла. the kinematic diagram of FIG. 12 at the top left, with a gear ratio of 82 and the number of teeth of the first pair Z1 = 40, Z2 = 45, the second pair Z3 = 41, Z4 = 36 (the profile of this second pair is shown in Fig. 16). Such a gearbox can be used, for example, in a drive system for changing the sweep of a wing in airplanes with variable wing geometry.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Двухстороннее цевочно-циклоидальное зацепление двух колес, содержащее первое колесо, имеющее множество цевок, равномерно распределенных по окружности, центр которой находится на оси вращения первого колеса, и второе колесо, входящее с первым колесом в зацепление, зубья которого выполнены в виде впадин, имеющих трохоидальные профили, сопряженные с круговыми профилями цевок первого колеса, отличающееся тем, что на первом колесе промежутки между двумя смежными цевками выполнены в виде впадин, имеющих трохоидальный профиль, который очерчен эквидистантой петли укороченной эпитрохоиды, боковые стороны которого проходят касательно к круговым профилям двух смежных цевок первого колеса, таким образом образуя трохоидальные профили ножек зубьев первого колеса, а оставшиеся после точек касания части круговых профилей цевок первого колеса образуют круговые профили головок зубьев первого колеса, а на втором колесе промежутки между смежными боковыми сторонами упомянутых впадин, имеющих трохоидальный профиль, выполнены в виде круговых головок зубьев второго колеса, круговой профиль которых является дугой окружности, касательно соединяющий упомянутые смежные боковые стороны, и центр которой расположен на таком расстоянии от оси вращения второго колеса, при котором трохоидальный профиль ножек зубьев первого колеса, сопряженный с  1. Two-sided gear-cycloidal gearing of two wheels, comprising a first wheel having a plurality of gears evenly distributed around a circle, the center of which is located on the axis of rotation of the first wheel, and a second wheel gearing with the first wheel, the teeth of which are made in the form of cavities, having trochoidal profiles, paired with circular profiles of the first wheel fores, characterized in that on the first wheel the gaps between two adjacent forends are made in the form of depressions having a trochoidal profile, which is outlined the equidistant loop of the shortened epitrochoid, the sides of which extend tangentially to the circular profiles of two adjacent sprockets of the first wheel, thus forming trochoidal profiles of the tooth legs of the first wheel, and the parts of the circular profiles of the sprockets of the first wheel remaining after the touch points form circular profiles of the teeth of the first wheel, and on the second wheel, the gaps between the adjacent lateral sides of the said depressions having a trochoidal profile are made in the form of circular heads of the teeth of the second wheel, circular ofil which is an arc of a circle tangent connecting said adjacent sides, and the center of which is located at a distance from the second wheel rotation axis, wherein the profile leg of the first trochoidal tooth wheel, coupled with
профилями головок зубьев второго колеса, проходит касательно к круговым профилям головок зубьев первого колеса. profiles of the heads of the teeth of the second wheel, runs tangentially to the circular profiles of the heads of the teeth of the first wheel.
2. Механизм с зубчатыми колесами, включающий, по крайней мере, три зубчатых колеса, в котором, по крайней мере, одно первое зубчатое колесо имеет одновременное или поочередное зацепление с, по меньшей мере, двумя остальными зубчатыми колесами, при этом все первые колеса одинаковы и межосевое расстояние каждого первого зубчатого колеса с каждым из остальных зубчатых колес имеет одну и ту же величину, отличающийся тем, что количество зубьев в каждом из остальных зубчатых колес может быть задано различным, любым выбранным из некоторого допустимого диапазона, зависящего от применяемых трохоидальных кривых, которые используются для профилирования зубьев остальных колес, начиная от максимально допустимых  2. A gear with gears, comprising at least three gears, in which at least one first gear has a simultaneous or alternate engagement with at least two other gears, all the first wheels being the same and the center distance of each first gear with each of the remaining gears has the same value, characterized in that the number of teeth in each of the remaining gears can be set different, any selected from a certain tolerance range depending on the applied trochoidal curves, which are used to profile the teeth of the remaining wheels, starting from the maximum allowable
укороченных трохоидальных кривых до максимально допустимых удлиненных, при этом профиль зубьев каждого из остальных зубчатых колес, содержащий трохоидальные участки, при различном количестве зубьев остается сопряженным с одним и тем же профилем зубьев первых колес, содержащим круговые участки. shortened trochoidal curves to the maximum allowable elongated, while the tooth profile of each of the remaining gears containing trochoidal sections, with a different number of teeth, remains paired with the same tooth profile of the first wheels containing circular sections.
3. Механизм по п. 2, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно первое зубчатое колесо имеет одновременное зацепление с двумя соосными остальными зубчатыми колесами, одно из которых колесо внешнего зацепления, а второе, колесо внутреннего зацепления, и количество зубьев в этих остальных колесах может быть задано равным. 3. The mechanism according to p. 2, characterized in that at least one first gear has simultaneous engagement with the other two coaxial gears, one of which is an external gear and the second is an internal gear and the number of teeth in these other wheels can be set equal.
4. Механизм по п. 3, выполненный в виде дифференциального планетарного редуктора, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно первое зубчатое колесо, является сателлитом и имеет одновременное зацепление с двумя центральными зубчатыми колесами, одно из которых колесо внешнего зацепления, а второе, колесо внутреннего зацепления, и количество зубьев в этих центральных колесах может быть задано равным.  4. The mechanism according to p. 3, made in the form of a differential planetary gearbox, characterized in that at least one first gear is a satellite and has simultaneous engagement with two central gears, one of which is an external gear and the second , the internal gear wheel, and the number of teeth in these central wheels can be set equal.
5. Механизм по п. 2, выполненный в виде планетарного редуктора, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно первое зубчатое колесо, являющееся сателлитом, имеет одновременное зацепление с тремя центральными зубчатыми колесами, одно из которых колесо внешнего зацепления, а два других - колеса внутреннего зацепления, эти колеса внутреннего зацепления имеют разное количество зубьев и зацепление каждого колеса внутреннего зацепления с первыми колесами происходит на своей части ширины зубчатых венцов первых колес, при этом колесо внешнего зацепления соединено с входным валом, первое колесо внутреннего зацепления закреплено неподвижно, а второе колесо внутреннего зацепления соединено с выходным валом.  5. The mechanism according to p. 2, made in the form of a planetary gear, characterized in that at least one first gear, which is a satellite, has simultaneous engagement with three central gears, one of which is an external gear and two others - internal gearing wheels, these internal gearing wheels have a different number of teeth, and the engagement of each internal gearing wheel with the first wheels occurs on its part of the width of the gear rims of the first wheels, while the external gear wheel prisoner is connected to the input shaft, a first internal gear wheel is fixedly secured, and the second internal gear wheel is connected to the output shaft.
6. Механизм по п. 2, выполненный в виде планетарного редуктора, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно первое зубчатое колесо, являющееся сателлитом, имеет одновременное зацепление с четырьмя центральными зубчатыми колесами, одно из которых колесо внешнего зацепления, а три других - колеса внутреннего зацепления, эти колеса внутреннего зацепления имеют разное количество зубьев и зацепление каждого колеса внутреннего зацепления с первыми колесами происходит на своей части ширины зубчатых венцов первых колес, при этом колесо внешнего зацепления соединено с входным валом, одно колесо внутреннего зацепления, имеющее среднее количество зубьев, закреплено неподвижно, а два других колеса внутреннего зацепления, имеющие, одно, большее количество зубьев, чем в неподвижно закрепленном колесе, а второе, меньшее количество зубьев, чем в неподвижно закрепленном колесе, соединены с двумя соосными выходными валами.  6. The mechanism according to p. 2, made in the form of a planetary gear, characterized in that at least one first gear, which is a satellite, has a simultaneous engagement with four central gears, one of which is an external gear and three others - internal gear wheels, these internal gear wheels have a different number of teeth, and the engagement of each internal gear wheel with the first wheels occurs on its part of the width of the gear rims of the first wheels, while the external wheel the clutch is connected to the input shaft, one internal gear wheel having an average number of teeths is fixed motionless, and the other two internal gear wheels having one, more teeth than the fixed wheel and the second, fewer teeth than the fixed fixed wheel connected to two coaxial output shafts.
7. Механизм по п. 2, отличающийся тем, что одно первое зубчатое колесо, соединенное с первым валом, имеет поочередное зацепление с каждым из остальных зубчатых колес, соединенных со вторым валом.  7. The mechanism according to p. 2, characterized in that one first gear connected to the first shaft has an alternate engagement with each of the remaining gears connected to the second shaft.
PCT/RU2016/050026 2015-08-14 2016-08-11 Bi-directional pin-cycloidal gearing of two wheels and a mechanism with gear wheels WO2017030471A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136203 2015-08-14
RU2015136203A RU2015136203A (en) 2015-08-14 2015-08-14 TWO-SIDED CHAIN-CYCLOIDAL CLUTCHING OF TWO WHEELS AND GEAR MECHANISM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017030471A1 true WO2017030471A1 (en) 2017-02-23

Family

ID=58051123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/050026 WO2017030471A1 (en) 2015-08-14 2016-08-11 Bi-directional pin-cycloidal gearing of two wheels and a mechanism with gear wheels

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2015136203A (en)
WO (1) WO2017030471A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020094937A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 Folly Abevi Planetary roller screw mechanism

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018236254A1 (en) * 2017-06-21 2018-12-27 Анатолий Степанович ТОКАРЬ Trochoidal toothed gearing and planetary gear set
RU2673574C1 (en) * 2017-06-21 2018-11-28 Анатолий Степанович Токарь Trochoidal gearing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707310A (en) * 1994-03-08 1998-01-13 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Internal planetary gear device
US6540637B2 (en) * 1999-05-18 2003-04-01 Gkn Sinter Metals Gmbh Toothed rotor set
US7086304B2 (en) * 2002-04-11 2006-08-08 Ballard Richard N Roller cam assembly
US20130112028A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Yamada Manufacturing Co., Ltd. Pump rotor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707310A (en) * 1994-03-08 1998-01-13 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Internal planetary gear device
US6540637B2 (en) * 1999-05-18 2003-04-01 Gkn Sinter Metals Gmbh Toothed rotor set
US7086304B2 (en) * 2002-04-11 2006-08-08 Ballard Richard N Roller cam assembly
US20130112028A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Yamada Manufacturing Co., Ltd. Pump rotor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020094937A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 Folly Abevi Planetary roller screw mechanism
FR3088398A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-15 Folly Abevi SATELLITE ROLLER SCREW MECHANISM
CN113167367A (en) * 2018-11-08 2021-07-23 福利·阿伯维 Planetary roller screw mechanism
US11940036B2 (en) 2018-11-08 2024-03-26 Alt Bearings Planetary roller screw mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015136203A (en) 2017-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0286760B1 (en) Cycloidal equidistant curved gear transmission mechanism and its device
JP4429390B2 (en) Gear system
JP6568233B2 (en) Drive device with partial cycloidal tooth profile
US4155686A (en) Hydrostatic intermeshing gear machine with substantially trochoidal tooth profile and one contact zone
WO2017030471A1 (en) Bi-directional pin-cycloidal gearing of two wheels and a mechanism with gear wheels
JP2007032836A (en) Gear using arc tooth profile, internal gear pump, gear transmission and gear manufacturing method
EA015293B1 (en) Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants)
US20030195076A1 (en) Roller cam assembly
RU2338105C1 (en) Curved-tooth gear engagement (versions) and planetary transmission incorporating it
EP3306132B1 (en) Strain wave gearing device with compound meshing that involves congruity of tooth surfaces
CN109084006B (en) Trigonometric function shape modifying method for cycloid gear and cycloid pin gear speed reducer
WO2017064549A2 (en) Internally meshed transmission mechanism
KR20080020923A (en) Tooth profile of internal gear
JP4618566B2 (en) A gear having an arc tooth profile and a gear transmission using the gear.
WO2006038901A1 (en) Planetary gear transmission
RU133578U1 (en) TRANSMISSION SIDE-CONICAL PLANETARY
RU2336449C1 (en) Orbit reduction gearbos (versions)
US6212967B1 (en) Variable gear assembly and method
US5135373A (en) Spur gear with epi-cycloidal and hypo-cycloidal tooth shapes
JPH05332404A (en) Flexure mesh type gear meshing structure
RU184504U1 (en) GEAR WHEEL WITH HARMONIOUS TEETH PROFILE
CN207750456U (en) One kind thickens joint of robot drive mechanism
CN101925803B (en) Positive displacement flowmeter
RU2386065C1 (en) Planetary reducer (versions)
KR102150763B1 (en) Complex rotating shaft cycloid reducer

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16837393

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16837393

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1