Альтеризм Венчур Кэпитал

Телефон: +79272710717
E-mail: info@alterism.ru


Планетарный редуктор

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции безводильных планетарных редукторов с зубчатым зацеплением и может быть использовано в силовых приводах машин и механизмов для обеспечения больших передаточных чисел при высоком КПД и надежности.

Известен безводильный планетарный редуктор, содержащий солнечную шестерню ведущего вала расположенную в центре неподвижного и подвижного коронного зубчатого колеса, связанного с ведомым валом. Подвижное и неподвижное коронное колесо имеют одинаковый диаметр делительной окружности, но количество их зубьев различается, по меньшей мере, на единицу. Между солнечной шестерней и коронными колесами размещена, по меньшей мере, одна свободная планетарная шестерня с двумя диаметрально расположенными опорными сателлитами, которые компенсируют радиальную компоненту нагрузки зубчатого зацепления.

Однако такой редуктор при большом передаточном отношении имеет малую передаваемую мощность и мелкий модуль зубьев, т.к. число свободных планетарных шестерен, передающих эту мощность и входящих в зацепление с обеими коронными колесами, должно равняться разнице числа их зубьев, что снижает КПД, быстроходность и долговечность зубчатого зацепления, воспринимающего кроме полезной тангенциальной компоненты вращающего момента ещё и паразитную радиальную компоненту, которая обуславливает его дополнительный износ.

Наиболее близким по технической сущности заявленному решению является безводильная планетарная передача с двухвенцовой солнечной шестерней ведущего вала, взаимодействующей с крайними шестернями сателитных блоков, у которых оси контактируют со свободно плавающими опорными кольцами, а рабочие венцы – с неподвижной и подвижной коронной шестерней ведомого вала.

Существенными недостатками такой передачи является сложная конструкция сателитных блоков с четырьмя зубчатыми венцами и парой опорных колец, а также ограниченная величина передаточного отношения, обусловленная разным количеством зубьев у рабочих венцов сателитных блоков, входящих в зацепление с коронными шестернями.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и противоречий, т.е. упрощение конструкции планетарной передачи и обеспечение большого передаточного отношения, модуля зубьев и КПД.

Для решения поставленной задачи предлагается безводильная планетарная передача с произвольной разницей зубьев между двумя коронными шестернями и трехвенцовым сателлитными блоками, у которых крайние венцы взаимодействуют с двухвенцовой солнечной шестерней, а средние венцы, входящие в зацепление только с неподвижной коронной шестерней, имеют такое же количество однотипных зубьев, как и крайние венцы, но смещены по своей начальной окружности относительно них на величину кратную отношению произведения шага зубьев на разницу количества зубьев коронных шестерен к числу сателитных блоков, снабженных внутренними шлицами и установленными на шлицевых осях с плавающими опорным и упругим кольцами.

Предлагаемая передача содержит расположенные в двух параллельных плоскостях подвижную и неподвижную коронные шестерни с различным количеством зубьев, откорригированных до одинаковой начальных окружностей и входящие в зацепление с соответствующими венцами сателитных блоков, которые контактируют с плавающими опорным и упругими кольцами, и установленным концентрично с приводной двухвенцовой солнечной шестерней взаимодействующей с крайними венцами сателитных блоков.

При этом один из крайних венцов каждого сателлитного блока входит в зацепление и с подвижной коронной шестерней, а их средние венцы, входящие в зацепление только с неподвижной коронной шестерней, имеют такое же количество однотипных зубьев, как и крайние венцы, но смещены каждый по своей начальной окружности относительно них на величину кратную отношению произведения шага зубьев на разницу количества зубьев коронных шестерен к числу сателитных блоков.

Все венцы сателитных блоков снабжены внутренними шлицами и установлены на сопряженных шлицевых осях, содержащих наружных шлицов, в которых выполнены кольцевые проточки до основания шлицов в местах контактирования опорного и упругого колец. Осевое смещение шлицевых осей блокируется торцевыми крышками коронных шестерен, снабженных крепежными отверстиями и болтами. Для облегчения вращения наиболее ответственных деталей планетарной передачи в ней могут быть установлены подшипники качения, два из которых размещены на приводном валу солнечной шестерни и контактирует с ее венцами через дистанционные шайбы.

За счет относительного подбора толщины этих шайб задается осевое положение венцов солнечных шестерни, один из которых, расположенный со стороны упругого кольца, выполнен в виде конической шестерни малой конусности (1:10 … 1:100). При этом само упругое кольцо может быть выполнено в виде 2-3 витков цилиндрической пружины из сталистой проволоки круглого сечения со шлифованными торцами. Тогда как опорное плавающее кольцо, расположенное внутри проточки шлицов осей сателитных блоков между венцами, входящими в зацепление с коронными шестернями, изготовлено из материала с максимальной жесткостью и твердостью.

Работает предлагаемая передача следующим образом. Вращающий момент высокооборотного привода, например, электродвигателя, передается через приводной вал двум венцам солнечной шестерни, которые вращают крайние венцы сателитных блоков, что обуславливает обкат верхних сателитных венцов по внутреннему зубчатому зацеплению подвижной коронной шестерни и синхронное обкатывание средних венцов по неподвижной коронной шестерни. Поскольку коронные шестерни имеют различное количество зубьев, а все венцы сателлитов одинаковое, то для синхронного обкатывания средние венцы сателлитов должны иметь фазовое смещение по своей начальной окружности относительно зубьев крайних сателлитов.

Тогда передаточное отношение Р всего устройства будет равно довольно большой величине которая не зависит от количества зубьев сателитных блоков, но очень чувствительна к разнице зубьев коронных шестерен. Однако от количества сателлитов напрямую зависит выходной момент силовой нагрузки всей передачи, который ограничивается известным условием соосности и сборки планетарных передач, которое требует, чтобы сумма и разность зубьев коронных шестерен передачи были кратны числу сателлитов. В частности, при четырех сателлитах классический метод проектирования планетарных передач требует, чтобы разница зубьев коротких шестерен была не менее четырех.

Тогда как в предлагаемой передачи даже при "1" число сателлитов может быть любым и ограничивается лишь условием соседства сателлитов, что значительно расширяет возможности проектирования и применения планетарных передач такого типа.

Высокие тактико-экономические показатели предлагаемой передачи подтверждаются испытаниями опытного образца, изготовленного с посадочными размерами и габаритами планетарного редуктора RG 350 L, немецкой фирмы ZF Friedrichshafen AG, который по сравнению с этим базовым вариантом, имел в несколько раз более высокую редукцию и модуль зуба, не говоря уже об отсутствии водила, что, безусловно, позволит использовать такую передачу в машиностроении и освоить её выпуск на стандартном зуборезном оборудовании.

Внимание!!! Все материалы и цены, размещенные на сайте, носят справочный характер и не являются публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации.