РЕДУКТОР С ВНУТРЕННИМ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ КОЛЕС
GEAR WITH INTERNAL ENGAGEMENT OF WHEELS

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к зубчатым передачам и может быть использовано во всех областях народного хозяйства.
Известен редуктор с внутренним зацеплением колес (SU 1805246 A1, МПК F16H 1/10, опубл. 30.03.1993), содержащий корпус, крышку, ведущую шестерню с внешними зубьями, установленную на подшипниковые опоры, расположенные в крышке по обе стороны шестерни, ведомое колесо с внутренними зубьями, опирающееся на установленный в корпусе и посаженный на выходной вал подшипник, а также на дополнительные подшипниковые опоры, установленные с внешней стороны ведомого колеса в корпусе редуктора [1].
Недостатком его является большой радиальный размер из-за наличия дополнительных подшипниковых опор ведомого колеса, установленных с внешней его стороны в корпусе редуктора.
Известен редуктор с внутренним зацеплением колес (SU 731144 A1, МПК F16H 1/10, опубл. 30.04.1980), содержащий корпус, крышку с кронштейном, ведущую шестерню с внешними зубьями и опорами, расположенными в крышке и на кронштейне по разные стороны зубчатого венца, ведомое колесо с внутренними зубьями, выполненное в виде зубчатого кольца, соединенного диском со ступицей и опирающегося консолями выходного вала на подшипники, расположенные в крышке и корпусе [2].
Недостатком указанной конструкции является большой ее осевой размер; это связано с тем, что подшипники опор ведущей шестерни и ведомого колеса расположены в трех плоскостях, так как один из подшипников ведомого колеса установлен в корпусе передачи и плоскость его расположения не совпадает с плоскостью расположения подшипника ведущей шестерни.
Наиболее близким к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признан редуктор с внутренним зацеплением колес (RU 2659359 C1, МПК F16H 1/10, опубл. 29.06.2018). Редуктор содержит корпус, крышку с кронштейном, в котором выполнены отверстия под опорные подшипники, ведущую шестерню с внешними зубьями, колесо с внутренними зубьями и подшипники колес, расположенные в отверстиях крышки и кронштейна по разные стороны их зубчатых венцов [3].
Недостатком этой конструкции является низкое передаточное отношение, так как в редукторе содержится одна пара зацепляющихся колес.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение передаточного отношения редуктора с внутренним зацеплением колес без увеличения его размеров.
Для решения поставленной задачи редуктор с внутренним зацеплением колес, содержащий корпус, крышку, выполненную за одно целое с кронштейном, содержащим отверстия под опорные подшипники, ведущую шестерню с внешними зубьями, колесо с внутренними зубьями и подшипники колес, расположенные в отверстиях корпуса и кронштейна по разные стороны их зубчатых венцов, выполнен с дополнительной парой зубчатых колес внешнего зацепления, расположенных в колесе с внутренними зубьями, одно из которых является ведущим колесом пары, имеет меньшее число зубьев и жестко связано с колесом с внутренними зубьями, второе является ведомым колесом, имеет большее число зубьев и жестко соединено с ведомым валом, причем сумма межосевого расстояния дополнительной пары зубчатых колес и радиуса окружности вершин зубьев ведомого колеса пары меньше радиуса окружности вершин зубьев колеса с внутренними зубьями.
Повышение передаточного отношения редуктора с внутренним зацеплением колес при заданных его размерах обеспечивается выполнением его с дополнительной парой зубчатых колес внешнего зацепления, расположенной внутри колеса с внутренними зубьями, параметры которой обеспечивают наличие зазора между вершинами зубьев ведомого колеса дополнительной зубчатой пары и колеса с внутренними зубьями, а следовательно, отсутствие заклинивания.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид редуктора с внутренним зацеплением колес в разрезе, на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид по Б-Б на фиг. 1.
Редуктор с внутренним зацеплением колес содержит ведущую шестерню с внешними зубьями 1, колесо с внутренними зубьями 2, крышку 3 с кронштейном 4, ведущее колесо дополнительной пары зубчатых колес 5, ведомое колесо дополнительной пары зубчатых колес 6, опорные подшипники ведущей шестерни с внешними зубьями 7 и 8, опорные подшипники колеса с внутренними зубьями и ведущего колеса дополнительной пары зубчатых колес 9, 10, опорные подшипники ведомого колеса дополнительной пары зубчатых колес 11, 12, стопорные кольца опорных подшипников 13, 14, 15, ведомый вал 16, корпус 17.
5
6
Ведущая шестерня с внешними зубьями 1 выполнена за одно целое с ведущим валом. Крышка 3 выполнена за одно целое с кронштейном 4. В диске колеса с внутренними зубьями 2 выполнено, как минимум, одно отверстие, диаметр которого не меньше внешнего диаметра подшипника 8 ведущей шестерни с внешними зубьями. Кронштейн 4 выполнен с пазами и отверстиями для расположения в них ведущей шестерни с внешними зубьями 1, дополнительной пары зубчатых колес 5, 6 и опорных подшипников 8, 10, 12. Число зубьев ведущего колеса 5 дополнительной пары зубчатых колес Z принято меньшим числа зубьев ведомого колеса 6 пары Z. Параметры дополнительной пары зубчатых колес 5 и 6 подобраны так, что сумма межосевого расстояния дополнительной пары и радиуса окружности вершин зубьев ведомого колеса пары 6 меньше радиуса окружности вершин зубьев колеса с внутренними зубьями 2. Посадочные отверстия в кронштейне 4 и соответствующие им наружные диаметры опорных подшипников 8 и 10 превышают диаметры окружностей вершин зубьев ведущей шестерни с внешними зубьями 1 и ведущего колеса 5 дополнительной пары зубчатых колес, причем посадочное отверстие в кронштейне 4 под опорный подшипник 10 выполнено так, что выходит за пределы цилиндрической поверхности кронштейна, образуя на ней вырез.
Ведущая шестерня с внешними зубьями 1 установлена на опорные подшипники 7, 8 и зацепляется с колесом с внутренними зубьями 2. Колеса 5 и 6 дополнительной пары зубчатых колес зацепляются друг с другом и установлены на опорные подшипники 9, 10и 11, 12. Опорные подшипники 9 и 10 являются одновременно опорными подшипниками колеса с внутренними зубьями 2.
Сборка редуктора с внутренним зацеплением колес осуществляется в следующей последовательности.
Опорные подшипники 7, 9, 11 устанавливаются в крышке 3 редуктора. Ведущая шестерня с внешними зубьями 1 вводится в отверстие кронштейна 4 до установки ее на опорный подшипник 7. Ведущее колесо 5 дополнительной пары зубчатых колес вводится в центральное отверстие кронштейна 4 и устанавливается в опорном подшипнике 9, а ведомое колесо 6 дополнительной пары колес вводится в паз кронштейна 4 до вхождения его в зацепление с ведущим колесом пары 5, после чего в отверстие ведомого колеса 6 и одновременно в кольцо опорного подшипника 11 сажается ведомый вал 16. В посадочные отверстия кронштейна 4 и одновременно на валы ведущего 5 и ведомого 6 колес дополнительной пары зубчатых колес сажаются опорные подшипники 10,12 и фиксируются стопорными кольцами 13, 15. Колесо с внутренними зубьями 2 осевым перемещением вводится в зацепление с ведущей шестерней с внешними зубьями 1 и одновременно сажается на вал ведущего колеса 5 дополнительной пары зубчатых колес и фиксируется на нем. После этого опорный подшипник 8 сажается через отверстие в диске колеса с внутренними зубьями 2 на вал ведущей шестерни с внешними зубьями 1 и одновременно в посадочное отверстие кронштейна 4 и фиксируется стопорным кольцом 14. Собранный таким образом блок деталей вводится в корпус редуктора 17, к которому крепится крышка 3.
Редуктор с внутренним зацеплением колес работает следующим образом.
Вращательное движение передается от ведущей шестерни с внешними зубьями 1 колесу с внутренними зубьями 2 и жестко связанному с ним ведущему колесу 5 дополнительной пары зубчатых колес, а от колеса 5 - ведомому колесу 6 дополнительной пары колес и жестко связанному с ним ведомому валу 16.
5
6
6
5
Благодаря тому, что редуктор с внутренним зацеплением колес выполнен с дополнительной парой колес 5 и 6, числа зубьев которых равны Z и Z, передаточное отношение редуктора увеличивается в Z/Z раз.
При этом увеличения размеров редуктора не происходит, так как дополнительная пара зубчатых колес 5, 6 располагается внутри колеса с внутренними зубьями 2.
Список использованных источников
1. А.с. SU 1805246 A1 СССР, МПК F16H 1/10. Редуктор с внутренним зацеплением зубьев / А.И. Митяев; заявитель: Производственное объединение «Алтайский тракторный завод». №4817406; заявл. 15.03.1990; опубл. 30.03.1993, Бюл. №12.
2. А.с. SU 731144 A1 СССР, МПК F16H 1/10. Несоосный редуктор / Б.А. Буров, Е.И. Романов, Ц.С. Хайтович; заявитель: Специальное конструкторское бюро «Газстроймашина». №2122716; заявл. 11.04.1975; опубл. 30.04.1980, Бюл. №16).
3. Пат. RU 2659359 C2 Российская Федерация, МПК F16H 1/10. Передача с внутренним зацеплением колес / Ф.И. Плеханов, В.П. Грахов, Г.Н. Первушин, В.Б. Федоров.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова». №2017117774; заявл. 22.05.2017; опуб. 29.06.2018, Бюл. №19. 9 с.; 2 ил.