Планетарный зубчатый редуктор преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к преобразователям вращательного движения в возвратно-вращательное и наоборот.
Планетарный зубчатый редуктор преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное, содержит два центральных зубчатых колеса, ось первого из которых установлена в корпусе неподвижно, а ось второго установлена в корпусе подвижно и блок сателлитов, состоящий из двух зубчатых сателлитов, жестко сидящих на одной общей оси, которая установлена подвижно на водиле, ось которого в свою очередь установлена подвижно в корпусе соосно с первым центральным зубчатым колесом, первое центральное зубчатое колесо входит в зацепление с первым зубчатым сателлитом, образуя первую ступень зубчатого зацепления, а второе центральное зубчатое колесо входит в зацепление со вторым зубчатым сателлитом, образуя вторую ступень зубчатого зацепления соответственно, модули зубчатых колес обоих ступеней могут быть равными или отличаться друг от друга. Центральные зубчатые колеса выполнены, либо оба одновременно, либо каждое по отдельности, в виде эллиптических зубчатых колес внутреннего или внешнего зацепления, и при этом установлены соосно относительно своего геометрического центра, а зубчатые сателлиты выполнены в виде круглых зубчатых колес внешнего зацепления и установлены эксцентрично относительно своего геометрического, центра и величина эксцентриситета при этом может быть равной или отличаться друг от друга. При этом блок сателлитов может быть уравновешен на водиле противовесом, выполненным либо в виде массивной болванки, либо в виде одного или нескольких таких же блоков сателлитов.
Известны аналоги заявляемой полезной модели. Одним из них является зубчатый преобразователь вращательного движения в возвратно-вращательное по патенту на полезную модель №2528493 РФ, МПК (2016) F16H 19/08, заявл. 16.08.2012, опубл. 27.02.2014, бюл. №6. Данный зубчатый преобразователь вращательного движения в возвратно-вращательное содержит два центральных зубчатых колеса, ось первого из которых установлена в корпусе неподвижно, а ось второго установлена в корпусе подвижно и блок сателлитов, состоящий из двух зубчатых сателлитов, жестко сидящих на одной общей оси, которая установлена подвижно на водиле, ось которого в свою очередь установлена подвижно в корпусе соосно с первым центральным зубчатым колесом, при этом первое центральное зубчатое колесо входит в зацепление с первым зубчатым сателлитом, образуя первую ступень зубчатого зацепления, а второе центральное зубчатое колесо входит в зацепление со вторым зубчатым сателлитом, образуя вторую ступень зубчатого зацепления соответственно, модули зубчатых колес обоих ступеней могут быть равными или отличаться друг от друга, при этом центральное зубчатое колесо и зубчатый сателлит первой ступени выполнены в виде круглых зубчатых колес с равными радиусами начальных окружностей, установленных соосно относительно своего геометрического центра, а центральное зубчатое колесо и зубчатый сателлит второй ступени выполнены в виде эллиптических зубчатых колес, установленных на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса.
Недостатком аналога является необходимость увеличения габаритов устройства для получения больших значений угла поворота выходного вала, а так же большая неуравновешенность механизма вследствие несимметричной установки эллиптических колес относительно своего геометрического центра и отсутствия уравновешивания подвижного блока сателлитов, которые как в совокупности, так и по отдельности, вызывают возникновение дополнительных нагрузок в кинематических парах механизма и как следствие ухудшают условия их работы, что снижает надежность и долговечность работы механизма в целом.
В качестве прототипа принят планетарный механизм преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное по патенту на полезную модель №2616457 РФ, МПК (2016) F16H 19/08, F16H 3/44, заявл. 24.03.2016, опубл. 17.04.2017, бюл. №11. Данный планетарный механизм преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное содержит два центральных зубчатых колеса, ось первого из которых установлена в корпусе неподвижно, а ось второго установлена в корпусе подвижно и блок сателлитов, состоящий из двух зубчатых сателлитов, жестко сидящих на одной общей оси, которая установлена подвижно на водиле, ось которого в свою очередь установлена подвижно в корпусе соосно с первым центральным зубчатым колесом, при этом первое центральное зубчатое колесо входит в зацепление с первым зубчатым сателлитом, образуя первую ступень зубчатого зацепления, а второе центральное зубчатое колесо входит в зацепление со вторым зубчатым сателлитом, образуя вторую ступень зубчатого зацепления соответственно, модули зубчатых колес обоих ступеней могут быть равными или отличаться друг от друга, и при этом оба центральных зубчатых колеса и оба зубчатых сателлита выполнены в виде эллиптических зубчатых колес, установленных на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса.
Недостатком аналога является низкая технологичность его конструкции вследствие того, что все зубчатые колеса выполнены в виде эллиптических зубчатых колес, что требует для их изготовления наличия уникального специального технологического оборудования. Кроме того, большая неуравновешенность механизма вследствие несимметричной установки эллиптических колес относительно своего геометрического центра и отсутствия уравновешивания подвижного блока сателлитов, что как в совокупности, так и по отдельности, вызывает дополнительные нагрузки в кинематических парах механизма и, как следствие, ухудшает условия их работы, что снижает надежность и долговечность работы механизма в целом.
Задачей настоящей полезной модели является создание планетарного зубчатого редуктора преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное путем выполнения центральных зубчатых колес в виде эллиптических зубчатых колес выполненных либо одновременно, либо по отдельности вешнего или внутреннего зацепления, и при этом установки их соосно относительно своего геометрического центра, а зубчатых сателлитов -в виде круглых зубчатых колес внешнего зацепления и установки их эксцентрично относительно своего геометрического, центра, причем величина эксцентриситета может быть равной или отличаться друг от друга. При этом блок сателлитов может быть уравновешен на водиле противовесом, выполненным либо в виде массивной болванки, либо в виде одного или нескольких таких же блоков сателлитов. Это позволяет достичь следующих результатов:
- замена эллиптических зубчатых колес круглыми позволяет повысить технологичность конструкции, т.к. для изготовления этих колес не требуется уникального специального технологического оборудования,
- установка центральных зубчатых колес эллиптической формы соосно относительно своего геометрического центра, позволяет достичь совпадения оси их вращения с одной из их главных центральных осей инерции (т.е. обеспечить их балансировку), что ведет к повышению степени уравновешенности механизма в целом, а, следовательно, к снижению нагрузок в кинематических парах механизма и повышению надежности и долговечности его работы в целом,
- уравновешивание на водиле подвижного блока сателлитов путем установки противовеса, выполненным либо в виде массивной болванки, либо в виде одного или нескольких таких же блоков сателлитов позволяет так же повысить степень уравновешенности механизма в целом и так же ведет к снижению нагрузок в кинематических парах механизма и повышению надежности и долговечности его работы в целом.
Поставленная задача решена нижеследующим образом. Планетарный зубчатый редуктор преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное, варианты которого представлены на фиг. 1 (а, б), фиг. 2 (а, б), фиг. 3 (а, б) и фиг. 4 (а, б), содержит два центральных зубчатых колеса 1 и 2, ось первого из которых установлена в корпусе 3 неподвижно, а ось 4 второго центрального зубчатого колеса 2 установлена в корпусе 3 подвижно и блок сателлитов, состоящий из двух зубчатых сателлитов 5 и 6, жестко сидящих на одной общей оси 7, которая установлена подвижно на водиле 8, ось 9 которого в свою очередь установлена подвижно в корпусе 3 соосно с первым центральным зубчатым колесом 1, при этом первое центральное зубчатое колесо 1 входит в зацепление с первым зубчатым сателлитом 5, образуя первую ступень зубчатого зацепления, а второе центральное зубчатое колесо 2 входит в зацепление со вторым зубчатым сателлитом 6, образуя вторую ступень зубчатого зацепления соответственно, модули зубчатых колес обоих ступеней могут быть равными или отличаться друг от друга. Центральные зубчатые колеса 1 и 2 выполнены, либо оба одновременно в виде эллиптических зубчатых колес внешнего (см. фиг 1 а, б) или внутреннего (см. фиг 2 а, б) зацепления, либо каждое по отдельности в виде эллиптических зубчатых колес внутреннего или внешнего зацепления (см. фиг 3 а, б и фиг 4 а, б), при этом центральные зубчатые колеса установлены соосно относительно своего геометрического центра, а зубчатые сателлиты выполнены в виде круглых зубчатых колес внешнего зацепления и установлены эксцентрично относительно своего геометрического центра, (см. фиг 1 а, б; фиг 2 а, б; фиг 3 а, б; фиг 4 а, б), причем величина эксцентриситета этих колес может быть равной (см. фиг 1 б, фиг 2 б, фиг 3 б, фиг 4 б), или отличаться друг от друга (см. фиг 1 а, фиг 2 а, фиг 3 а, фиг 4 а,). При этом блок сателлитов может быть уравновешен на водиле противовесом, выполненным в виде массивной болванки (на рисунке не показано) или в виде одного или нескольких таких же блоков сателлитов (показано пунктиром на фиг 1 а, б; фиг 2 а, б; фиг 3 а, б и фиг 4 а, б).
Существенность отличий заявляемой полезной модели от прототипа заключается в том, что:
а) часть зубчатых колес планетарного зубчатого редуктора преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное выполнены эллиптическими, установленными соосно относительно своего геометрического центра, а другая часть зубчатых колес выполнена круглыми, установленными эксцентрично относительно своего геометрического центра,
б) блок сателлитов уравновешен на водиле противовесом, выполненным либо в виде массивной болванки, либо в виде одного или нескольких таких же блоков сателлитов.
Это позволяет:
1. Изготавливать круглые зубчатые колеса на стандартных зуборезных станках без использования специальных технологических приспособлений и оборудования и таким образом повышает технологичность конструкции редуктора в целом.
2. Установка части колес соосно относительно своего геометрического цента, которая позволяет достичь совпадения оси их вращения с одной из их главных центральных осей инерции (т.е. обеспечить их балансировку), а так же уравновешивание подвижного блока сателлитов путем установки противовеса или нескольких таких же блоков сателлитов, позволяют повысить степень уравновешенности механизма в целом, и позволяют, каждая в отдельности, и обе вместе, снизить величину нагрузок в кинематических парах механизма и, как следствие, повысить надежность и долговечность его работы в целом.