ПЛАНЕТАРНЫЙ ЗУБЧАТЫЙ РЕДУКТОР

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к планетарным зубчатым передачам и может быть использована в зубчатых редукторах общего или специального назначения.
Известен планетарный редуктор (пат РФ №54123, МПК F16H 1/46, опубл. 10.06.2006 г.), содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, размещенные на опорах качения приводной вал с приводной шестерней, группу промежуточных приводных шестерен, тихоходный вал с водилом, центральное большое зубчатое колесо, выполненное с внутренними зубьями, центральное малое зубчатое колесо, выполненное с наружными зубьями, и группу сателлитов. Центральное малое зубчатое колесо выполнено двухрядным и установлено на тихоходном валу, который выполнен заодно целое с водилом, между рядами центрального малого зубчатого колеса установлено центральное большое зубчатое колесо, выполненное с двумя внутренними зубчатыми венцами, взаимодействующими со стороны водила с группой сателлитов, а с другой стороны - с группой промежуточных приводных шестерен, установленных в торцевой крышке, внутренний зубчатый венец центрального большого зубчатого колеса со стороны водила выполнен с большим диаметром и с большим числом зубьев по сравнению с внутренним зубчатым венцом центрального большого зубчатого колеса с другой стороны.
Признаки, общие с заявляемым планетарным зубчатым редуктором следующие:
- корпус, центральные колеса, водило.
Недостатком известного планетарного редуктора является невысокие надежность и долговечность, обусловленные высоким уровнем биений вращающихся частей и вибрациями.
Известна принятая за прототип планетарная передача (пат. РФ №39371, МПК F16H 1/32, опубл. 27.07.2004 г.), содержащая три центральных колеса, одно из которых неподвижное, два других соединены соответственно с ведущим и ведомым валами, сателлиты и водило, поддерживающее сателлиты, водило выполнено составным, состоящим из двух одинаковых щек и перемычек, размещенных внутри сателлитов, а опоры водила установлены в упругих втулках, в качестве которых использованы резиновые кольца.
Однако указанная планетарная передача обладает невысокой надежностью и долговечностью, обусловленной тем, что одним из элементов передачи являются упругие втулки, выполненные в виде резиновых колец, на которые устанавливаются опоры водила. С одной стороны это упрощает изготовление деталей редуктора, т.к. допущенные неточности в изготовлении компенсируются эластичностью резины. Однако данная конструкция является недолговечной. Все неточности изготовления деталей (несимметричность относительно оси, биение радиусов сателлитов, валов и колес, непараллельность базовых поверхностей корпуса) приводят к повышению вибрации во время работы, увеличению уровня шума. Резиновые кольца достаточно хорошо компенсируют все недостатки, но по своим свойствам резина быстро изнашивается, после чего биение и вибрация передаются на металлические части конструкции, которые в свою очередь практически сразу выходят из строя, приводя в негодность и неремонтоспособность всю конструкцию.
Другим фактором, снижающим надежность планетарной передачи, является низкая устойчивость подшипниковой опоры ведомого вала к воздействию осевых нагрузок со стороны механизма, соединенного с ведомым валом.
Признаки, общие с прототипом, у заявляемого планетарного зубчатого редуктора следующие:
- корпус, три центральных колеса, одно из которых неподвижное, два других соединены соответственно с ведущим и ведомым валами, сателлиты и водило, поддерживающее сателлиты, выполненное составным, состоящим из двух одинаковых щек и перемычек, расположенных между сателлитами, опоры водила.
Основной задачей заявляемой полезной модели является создание планетарного зубчатого редуктора, обладающего высокой надежностью и долговечностью.
Технический результат заключается в уменьшении вибраций и повышении нагрузочных возможностей опор за счет выполнения их жесткими, а также уменьшения воздействия осевых усилий.
Технический результат достигается тем, что в планетарном зубчатом редукторе, содержащем корпус, крышку корпуса, три центральных колеса, одно из которых неподвижное, два других соединены соответственно с ведущим и ведомым валами, сателлиты и водило, поддерживающее сателлиты, выполненное составным, состоящим из двух одинаковых щек и перемычек, расположенных между сателлитами, опоры водила, ведущий вал и одно из центральных колес объединены и выполнены в виде единого ведущего вала-шестерни, на корпус со стороны ведомого вала установлен стакан, а в каждой торцевой части стакана выполнены кольцевые полости, в которые установлены опоры, посаженные на ведомый вал.
Рационально в планетарном зубчатом редукторе в торцевой части стакана выполнять фланец для крепления к корпусу.
Целесообразно в кольцевых полостях стакана планетарного зубчатого редуктора устанавливать радиально-упорные подшипники, воспринимающие осевые усилия в обоих направлениях.
Рекомендуется в планетарном зубчатом редукторе крышку корпуса со стороны ведущего вала корпус снабжать фланцем.
Рационально в планетарном зубчатом редукторе опоры водила выполнять преимущественно в виде подшипников.
Выполнение ведущего вала и одного из центральных колес в виде единого целого-ведущего вала-шестерни, выполнение опор водила жесткими, установка на корпус со стороны ведомого вала стакана, в торцевых частях которого выполнены кольцевые полости, с опорами, выполненными в одном из вариантов реализации в виде подшипников, посаженных на ведомый вал, приводит к значительному уменьшению биений и вибраций, оказывающих разрушительное воздействие на элементы конструкции, и, в конечном счете, обеспечивают повышение надежности и долговечности предлагаемого планетарного зубчатого редуктора.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен планетарный зубчатый редуктор в разрезе.
Планетарный зубчатый редуктор содержит корпус 1 и крышку корпуса 2, соединенные болтами 3, три центральных колеса, в том числе неподвижное центральное колесо 4, ведущий вал-шестерня 5 и подвижное центральное колесо 6, соединенное с ведомым валом 7 при помощи болтов 8. Сателлиты 9 установлены на водило 10, выполненное составным, состоящим из двух одинаковых щек и перемычек, выполненных в виде распорных втулок 11, расположенных между сателлитами 9 и стянутых болтами 12. Сателлиты 9 своими цапфами жестко установлены на опоры сателлитов 13, расположенные в расточках щек (на чертеже не показаны) водила 10. Водило 10 своими цапфами опирается на опоры водила, выполненные в виде подшипников 14, которые в свою очередь жестко установлены на входной ведущий вал-шестерню 5.
На корпус 1 со стороны ведомого вала 7 установлен стакан 15, а в каждой торцевой части стакана 15 выполнены кольцевые полости 20, в которые встречно установлены радиально-упорные подшипники 16, 17, воспринимающие осевые усилия в обоих направлениях. Подшипники 16, 17 посажены на ведомый вал 7.
В торцевой части стакана 15 выполнен фланец 18 для крепления к корпусу 1 болтами 18. Со стороны ведущего вала-шестерни 5 крышка корпуса 2 снабжена фланцем 19.
Планетарный зубчатый редуктор работает следующим образом.
Вращение от ведущего вала-шестерни 5 передается находящимся с ним в зацеплении сателлитам 9 и приводит их во вращение. Благодаря выполнению ведущего вала и одного из центральных колес в виде единого целого-ведущего вала-шестерни 5, значительно уменьшаются биения и вызванные ими вибрации. Сателлиты 9, обкатывая находящееся с ними в зацеплении неподвижное центральное колесо 4, совершают планетарное движение вместе с водилом 10 и приводят в движение подвижное центральное колесо 6 с внутренними зубьями, вращение от которого передается на ведомый вал 7. При этом происходит уменьшение скорости вращения и увеличение вращающего момента Подшипники 14, на которые опирается водило 10, жестко установлены на входной ведущий вал-шестерню 5. При этом значительно уменьшаются вибрации и исключается их разрушительное воздействие на элементы конструкции. Радиально-упорные подшипники 16, 17, установленные встречно в кольцевые полости, воспринимают осевые усилия в обоих направлениях и уменьшают биения вращающихся частей и вибрации элементов конструкции редуктора.
Заявляемый планетарный зубчатый редуктор может найти широкое применение, в связи с его повышенной надежностью и долговечностью, основанных на том, что все элементы установлены на одной оси и жестко связаны между собой и с входным валом подшипниковыми опорами. Все элементы редуктора, включая корпус, жестко опираются на единую базу. В конструкции полностью отсутствуют упругие элементы.
Заявляемое техническое решение было реализовано в качестве опытного образца - планетарного зубчатого редуктора привода машины для безогневой резки труб. Техническая характеристика передачи: скорость вращения ведущего вала nвх=2800 об/мин, номинальный момент на выходном валу T=490 Нм, передаточное отношение U=58,5. Испытания показали высокую надежность, работоспособность и технологичность опытного образца.
Планетарный зубчатый редуктор может быть рекомендован для использования в приводах машин, используемых при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов.