Самоустанавливающаяся пятисателлитная планетарная передача
SELF-SETTING FIVE-SATELLITE PLANETARY GEAR

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к планетарным передачам.
Известна так называемая одноступенчатая планетарная передача [1, стр. 162, рис. 7.23], так называемый «планетарный механизм Джеймса». Он содержит в своем составе неподвижное колесо, центральное ведущее колесо, сателлит и водило. Недостатком такого механизма является то обстоятельство, что вся мощность двигателя передается через один сателлит.
Как следует из работы [2, стр. 564, §52], при постановке нескольких сателлитов передача вращательного момента делится между ними и «нагрузка на зубья уменьшается, а редуктор получает меньшие габаритные размеры». Однако при этом возникает проблема с подвижностью механизмов и передачей нагрузки, т.к. «весьма трудно добиться равномерного распределения нагрузки на сателлиты», что требует постановки «уравнительных механизмов». В [2, стр. 546, фиг. 702] приводятся две схемы (a и b) создания уравнительных механизмов. Оказалось, что уже при двух сателлитах необходимо вводить дополнительно от трех до пяти звеньев. Такие решения не получили в технике применения.
Наиболее близким к предлагаемому является механизм по патенту (РФ №2342573 от 11.07.2007), где достигается возможность передачи движения от центрального колеса к водилу через три сателлита. Недостатком такого механизма является то обстоятельство, что при увеличении в нем числа сателлитов более трех он перестает быть самоустанавливающимся.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение определенности движения и передачи мощности от входного звена к водилу через все пять сателлитов.
Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемой пятисателлитной планетарной передаче, состоящей из центрального ведущего зубчатого колеса, пяти сателлитов, неподвижного зубчатого колеса с внутренним зацеплением и водила, первый и второй сателлиты передачи связаны между собой через шарниры первым трехпарным шатуном, шарнирно соединенным со вторым трехпарным шатуном, входящим в шарнир с третьим сателлитом и третьим трехпарным шатуном, который вторым своим шарниром соединяется с четвертым трехпарным шатуном, связанным в шарнире с четвертым и пятым сателлитами, а третьим шарниром - с водилом передачи.
Предлагаемая пятисателлитная планетарная передача показана на чертеже, где обозначены: неподвижная стойка О, относительно которой осуществляется движение, центральное ведущее зубчатое колесо 1, неподвижное зубчатое колесо 12, первый сателлит 2, второй сателлит 3, третий сателлит 4, четвертый сателлит 5, пятый сателлит 6, первый трехпарный шатун 7, второй трехпарный шатун 8, третий трехпарный шатун 9, четвертый трехпарный шатун 10, водило 11.
5
4
5
4
Звенья между собой соединены в кинематические пары: одноподвижные пятого класса p (шарниры): I - первый сателлит 2 с первым трехпарным шатуном 7, II - второй сателлит 3 с первым трехпарным шатуном 7, III - первый трехпарный шатун 7 со вторым трехпарным шатуном 8, IV - третий сателлит 4 со вторым трехпарным шатуном 8, V - второй трехпарный шатун 8 с третьим трехпарным шатуном 9, VI - четвертый сателлит 5 с четвертым трехпарным шатуном 10, VII - пятый сателлит 6 с четвертым трехпарным шатуном 10, VIII - третий трехпарный шатун 9 с четвертым трехпарным шатуном 10, VIIII - третий трехпарный шатун 9 с водилом 11, X - водило 11 со стойкой О, и двухподвижные пары четвертого класса р (пары зацепления) - по две пары каждого из сателлитов соответственно с центральным колесом 1 и с неподвижным зубчатым колесом 12. Таким образом, всего в механизме используется кинематических пар р=11, кинематических пар р=10, а общее число подвижных звеньев 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, n=11.
5
4
Известно [1, стр. 38, формула 2, 5], что подвижность плоских механизмов с парами р и р определяется структурной формулой Чебышева П.Л., имеющей вид:
5
4
W=3n-2р-р,
5
4
где n - число подвижных звеньев, р и р - числа кинематических пар пятого и четвертого классов.
5
4
Как показано выше, в предлагаемой пятисателлитной передаче n = 11, р=11, р=10. Подставляя эти значения в формулу Чебышева, получим, что W=33-22-10=1, т.е. предлагаемая планетарная передача вполне работоспособна.
Работает предлагаемая пятисателлитная планетарная передача следующим образом, при задании движения центральному колесу 1 движение от него передается на сателлиты 2, 3, 4, 5, 6 равномерно через четыре трехпарных шатуна 7, 8, 9, 10, соединенных с входным звеном через водило 11. Таким образом, крутящий момент от центрального колеса 1 равномерно передается на все пять сателлитов, что и является достоинством предлагаемой планетарной передачи.
Источники информации
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Изд. 4-е. «Наука», Москва, 1988 г.
2. Руденко Н.Ф. Планетарные передачи. Гос. Науч. Тех. Издательство Машиностроительная литература, Москва, 1947 г.