ЗУБЧАТАЯ ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА
PLANETARY GEARING

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к высокоточным зубчатым передачам, и может быть использовано в робототехнике и других мехатронных системах.
Известна зубчатая планетарная передача, содержащая эксцентриковый вал; два сателлита; неподвижное центральное колесо; диски, жестко связанные между собой и с выходным валом; ролики, расположенные свободно в отверстиях сателлитов и дисков (пат. №2531430 РФ, МПК F16H 1/32. Планетарная передача / Плеханов Ф.И., Монаков А.В., Санников И.В. Опубл. 20.10.2014, Бюл. №29).
Недостатком ее является наличие люфта, обусловленного зазорами в зацеплениях колес и в сопряжениях роликов с сателлитами и дисками.
Известна зубчатая планетарная передача, содержащая эксцентриковый вал; два сателлита; неподвижное центральное колесо; диски, жестко связанные между собой и с выходным валом; ролики, расположенные свободно в отверстиях сателлитов и дисков, в которой эксцентриковый вал выполнен сборным, состоящим из цилиндрического вала с диаметрально противоположно расположенными лысками в местах установки подшипников сателлитов; сегментов с цилиндрической поверхностью, соответствующей поверхности внутреннего кольца подшипника сателлита; клиньев, расположенных на лысках вала, и регулировочных гаек (пат. №2493453 РФ, МПК F16H 1/32. Планетарная передача / Плеханов Ф.И., Овсянников А.В., Веретенников Н.Д., Максимов А.Н. Опубл. 20.09.2013, Бюл. №26).
Эта конструкция также не позволяет полностью избавиться от люфта, что связано с наличием зазоров в сопряжениях ролик-сателлит и ролик-диск.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является зубчатая планетарная передача, содержащая эксцентриковый вал; два конических сателлита и два конических центральных колеса, установленных в корпусе на шариках и поджатых к сателлитам упругими элементами; диски, связанные между собой и с выходным валом стяжками, и ролики, расположенные в отверстиях сателлитов и дисков (пат. №2550598 РФ, МПК F16H 1/32. Планетарная передача / Плеханов Ф.И., Лопатин Б.А. Опубл. 10.05.2015, Бюл. №13).
Недостатком прототипа так же, как и рассмотренных выше конструкций планетарной передачи, является наличие люфта, связанного с наличием зазоров в сопряжениях ролик-сателлит и ролик-диск. Причем по мере износа этих деталей зазоры и люфт возрастают.
Задачей заявленного изобретения является устранение люфта зубчатой планетарной передачи.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в зубчатой планетарной передаче, содержащей эксцентриковый вал; два конических сателлита и два конических центральных колеса, установленные в корпусе на шариках и поджатые к сателлитам упругими элементами; диски, связанные между собой и с выходным валом стяжками, и ролики, расположенные в отверстиях сателлитов и дисков, ролики и диски выполнены с коническими поверхностями в местах их сопряжения, а стяжки установлены в одном из дисков по скользящей посадке и снабжены упругими элементами для поджатия диска к роликам, а роликов к сателлитам.
Устранение люфта в зубчатой планетарной передаче обеспечивается выполнением роликов и дисков с коническими поверхностями в местах их сопряжения и расположением на стяжках упругих элементов для поджатия диска к роликам, а роликов к сателлитам.
Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид зубчатой планетарной передачи в разрезе, на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид по Б-Б на фиг. 2.
Зубчатая планетарная передача содержит эксцентриковый вал 1, два конических сателлита 2, два конических центральных колеса 3, выходной вал 4, диски 5 и 6, стяжки 7, ролики 8, подшипники эксцентрикового вала 9 и 10, подшипники конических сателлитов 11, подшипники выходного вала 12, упругие элементы конических центральных колес 13 и 14, упругие элементы стяжек 15, шарики 16, стержни 17, корпус 18, крышку 19, упорное кольцо 20, гайки 21.
Диск 5 выполнен за одно целое с выходным валом 4. Ролики 8 и диски 5, 6 выполнены с коническими поверхностями в местах их сопряжения. Диаметры роликов 8 в местах их сопряжения с коническими сателлитами 2 и дисками 5, 6 меньше диаметров соответствующих им отверстий на величину межосевого расстояния передачи, а в местах свободного их расположения в конических сателлитах 2 меньше диаметра отверстий не менее чем на три межосевых расстояния. Диаметры стяжек 7 в местах их расположения в конических сателлитах 2 меньше диаметра соответствующих им отверстий не менее чем на два межосевых расстояния передачи. Конические центральные колеса 3 и корпус 19 выполнены с цилиндрическими пазами, радиус которых равен радиусу шариков 16, но несколько больше радиуса стержней 17.
Стяжки 7 запрессованы в диск 5 и установлены по скользящей посадке в диске 6. Конические центральные колеса 3 поджаты посредством их упругих элементов 13 и 14 к коническим сателлитам 2. Диск 6 поджат посредством упругих элементов стяжек 15 к роликам 8, а ролики 8 - к коническим сателлитам 2. Конические сателлиты 2 установлены посредством их подшипников 11 на эксцентриковом валу 1 и зацепляются с коническими центральными колесами 3, которые расположены в корпусе 18 на шариках 16, расположенных в свою очередь в пазах конического центрального колеса 3 и корпуса 18 без зазора. Между коническими сателлитами 2 установлено упорное кольцо 20. Ролики 8 расположены в отверстиях конических сателлитов 2 и дисков 5, 6 так, что половина их сопрягается с одним коническим сателлитом 2, половина - с другим.
Сборка зубчатой планетарной передачи осуществляется в следующей последовательности.
В корпусе 18 устанавливаются упругий элемент 14 и посредством шариков 16 левое коническое центральное колесо 3. В диск 5 запрессовываются стяжки 7, торцы их развальцовываются. На эксцентриковом валу 1 устанавливаются упорное кольцо 20, левый конический сателлит 2 с его подшипником 11 и затем подшипник эксцентрикового вала 9. В отверстиях левого конического сателлита 2 устанавливаются ролики 8. Собранный таким образом блок деталей соединяется с диском 5 так, что подшипник эксцентрикового вала 9 сажается в отверстие диска 5, стяжки 7 входят в отверстия конического сателлита 2, а ролики 8 сопрягаются с коническими поверхностями диска 5. После этого правый конический сателлит 2 сажается отверстиями на стяжки 7 и ролики 8, а его подшипник 11 устанавливается одновременно на эксцентриковый вал 1 и в посадочное отверстие правого конического сателлита 2. Диск 6 сажается на ролики 8 и стяжки 7, затем на стяжки 7 надеваются упругие элементы 15, и с помощью гаек 21 диск 6 поджимается к роликам 8. Полученная сборочная единица располагается в корпусе 18 так, что выходной вал 4 вставляется в его подшипники 12, а левый конический сателлит 2 входит в зацепление с левым коническим центральным колесом 3. Правое коническое центральное колесо 3 устанавливается в корпусе 18 посредством шариков 16 и вводится в зацепление с правым коническим сателлитом 2, после чего в корпус 18 вводится упругий элемент 13 и поджимается крышкой 19, которая сажается одновременно в корпус 18 и на эксцентриковый вал 1 через его подшипник 10.
Зубчатая планетарная передача работает следующим образом.
Вращательное движение передается от эксцентрикового вала 1 через сателлиты 2 и ролики 8 дискам 5, 6 и выходному валу 4. При этом правое коническое центральное колесо 3 под действием упругого элемента 13 смещается в осевом направлении на шариках 16, смещая в то же время конические сателлиты 2 и выбирая зазоры в зацеплениях, а диск 6 поджимается упругими элементами 15 к роликам 8, которые при этом поджимаются к сателлитам 2.
Люфт в предлагаемой зубчатой планетарной передаче близок к нулю, что достигается выбором зазоров как в ее зацеплениях, так и в сопряжениях роликов 8 с коническими сателлитами 2 и дисками 5, 6.
Источники информации
1. Пат. №2531430 РФ, МПК F16H 1/32. Планетарная передача / Плеханов Ф.И., Монаков А.В., Санников И.В. Опубл. 20.10.2014, Бюл. №29.
2. Пат. №2493453 РФ, МПК F16H 1/32. Планетарная передача / Плеханов Ф.И., Овсянников А.В., Веретенников Н.Д., Максимов А.Н. Опубл. 20.09.2013, Бюл. №26.
3. Пат. №2550598 РФ, МПК F16H 1/32. Планетарная передача / Плеханов Ф.И., Лопатин Б.А. Опубл. 10.05.2015, Бюл. №13 (прототип).