ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА
PLANETARY GEAR

Изобретение относится к механическим передачам и предназначено для передачи вращательного движения и энергии от входного выходному звену с широким диапазоном передаточных отношений и может найти применение в самых различных отраслях техники и промышленности.
Из патентной документации и научно-технической литературы известно значительное количество планетарных передач внутреннего зацепления с малой разницей чисел зубьев колес, в которых используются различные конструкции механизмов параллельных кривошипов в качестве узла восприятия моментов.
Так, например, известна планетарно-цевочная передача по патенту RU 2313707. Передача содержит неподвижное солнечное колесо с цевками, установленными в углублениях; водило-эксцентричный вал с двумя эксцентриками, повернутыми друг относительно друга на 180°; два сателлита, установленные на водило-эксцентричном валу; механизм параллельных кривошипов, представляющий единый поворотный узел совместно с сателлитами, содержащий два фланца, связанные между собой с помощью перемычек и пальцев, проходящих через сквозные отверстия на сателлитах. В приведенном устройстве вращательное движение водило-эксцентричного вала преобразуется в поступательное и вращательное движения сателлитов. Затем вращательные движения сателлитов передаются через пальцы к фланцам поворотного устройства, которые служат единым выходным звеном.
Известна также планетарная передача внутреннего зацепления, описанная в работе [1]. Эта передача является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения, вследствие чего она принята нами за прототип. Передача содержит неподвижное солнечное колесо; водило-эксцентричный вал с двумя эксцентриками, повернутыми друг относительно друга на 180°; два сателлита, установленные с опорными подшипниками на водило-эксцентричном валу; механизм параллельных кривошипов, представляющий единый поворотный узел совместно с сателлитами, содержащий два фланца и диск, связанные между собой с помощью болтов-перемычек с дистанционными втулками, проходящих через сквозные отверстия на сателлитах, при этом пальцы механизма параллельных кривошипов выполнены в виде катков, с возможностями перекатывания в отверстиях сателлитов, фланцев и диска. В рассмотренном устройстве согласование несоосных вращательных движений сателлитов, фланцев и диска осуществляется с помощью катков, перекатывающихся без скольжения в отверстиях сателлитов, фланцев и диска.
Недостатком известных конструкций является то, что вследствие изменения плеч сил, действующих между пальцами, сателлитами и фланцами, от нулевого значения до наибольшего, а затем вновь до нулевого, имеет место значительная неравномерность распределения усилий по деталям планетарной передачи. Это ведет к снижению надежности и ресурса передачи.
Поставлена задача - разработать планетарную передачу внутреннего зацепления, лишенную указанного выше недостатка.
Задача решена следующим образом. Планетарная передача с внутренним зацеплением содержит солнечное колесо с опорными подшипниками, в которых установлены поворотные фланцы; водило-эксцентричный вал, установленный в подшипниковых опорах фланцев; сателлиты, установленные с опорными подшипниками на водило-эксцентричном валу, при этом фланцы жестко связаны между собой посредством болтов-перемычек, проходящих через отверстия сателлитов.
Отличительной особенностью данного изобретения в сравнении с прототипом является то, что согласование несоосных вращательных движений сателлитов и фланцев осуществляется с помощью зубчатых передач внутреннего зацепления с одинаковыми числами зубьев колес, причем с сателлитами связаны жестко и соосно с двух сторон два колеса, находящихся в зацеплений с сопряженными колесами, которые связаны соосно и жестко с фланцами.
Данное изобретение позволяет существенно уменьшить неравномерность усилий, действующих на детали передачи. А при использовании зубчатых передач с эвольвентным зацеплением, то неравномерность вовсе отсутствует.
Далее суть изобретения поясняется чертежами, фиг.1-3, на которых изображено:
- на фиг.1 - продольный разрез планетарной передачи (см. фиг.2, разрез по В-В);
- на фиг.2 - поперечный разрез планетарной передачи (см. фиг.1, разрез по А-А);
- на фиг.3 - поперечный разрез планетарной передачи (см. фиг.1, разрез по Б-Б). Планетарная передача с внутренним зацеплением содержит солнечное колесо 1 (фиг.1-3) с опорными подшипниками 2 (фиг.1), в которых установлены поворотные фланцы 3 (фиг.1); водило-эксцентричный вал 4 (фиг.1-3), установленный в подшипниковых опорах 5 (фиг.1) фланцев 3; сателлиты 6 (фиг.1-3), совмещенные соосно с двумя колесами с внутренними зубьями 7 (фиг.1, 2) и установленные с опорными подшипниками 8 (фиг.1-3) на водило-эксцентричном валу 4; колеса с внешними зубьями 9 (фиг.1, 2), находящихся в зацеплении с колесами 7 и связанные соосно и жестко с фланцами 2 посредством болтов-перемычек 10 (фиг.1-3), проходящих через отверстия 11 (фиг.1, 3) сателлитов 9. Для беспрепятственного движения сателлитов относительно сопряженных звеньев предусмотрены дистанционные втулки 12 (фиг.1, 3).
В данной конструкции разница между числами зубьев солнечного колеса 1 и сателлита 6 равна единице. Зубья сопряженных колес 7 и 9 выполнены эвольвентными и их числа равны, а коэффициент перекрытия равен 2,05. Межосевое расстояние между солнечным колесом 1 и сателлитом 6 равно межосевому расстоянию колес 7 и 9.
Планетарная передача работает следующим образом.
При сообщении движения водило-эксцентричному валу 4 сателлиты 6, обкатываясь по солнечному колесу 1, приобретают два движения: поступательное и вращательное. Далее вращательные движения сателлитов передаются дискам 3, являющимся выходными звеньями, через зацепления колес 7 и 9 без изменения величины и направления.
Предложенное изобретение позволит увеличить надежность и долговечность планетарных редукторов за счет уменьшения неравномерности усилий, действующих на детали передачи.
Источник информации
1. Плеханов Ф.И., Овсянников А.В. Исследование распределения нагрузки по длине ролика зубчато-роликовой планетарной передачи// Вестник машиностроения. 2011. №3. С.12-14, рис.1.