ФРИКЦИОННЫЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ РЕДУКТОР

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к фрикционным передачам, и может быть использована в авиационной, транспортной промышленности, подъемной технике и других областях народного хозяйства.
Из известного уровня техники наибольшее распространение в машиностроении получили зубчатые передачи. Изготовление качественных зубчатых колес требует специальных станков и высококвалифицированного персонала, что обусловливает их высокую стоимость. К недостаткам зубчатых колес также можно отнести высокий уровень шума и вибраций при больших оборотах.
Зубчатые передачи редукторов можно заменить фрикционными передачами с постоянным передаточным числом, обеспечив необходимое усилие прижатия фрикционных колес друг к другу, для передачи заданного крутящего момента. Фрикционные передачи намного проще зубчатых в изготовлении, малошумны, имеют высокий КПД, а также могут выступать предохранительными элементами при перегрузках, когда при недостаточности сил трения начнется проскальзывание катков.
Недостатком фрикционных передач является необходимость обеспечения высокого прижимного усилия катков, что ведет к увеличению нагрузки на опоры. Наилучшим вариантом является использование фрикционных передач в планетарных редукторах, где с помощью симметричной конструкции силы сжатия катков уравновешиваются, а опоры остаются ненагруженными. В таких фрикционных планетарных редукторах возникает вопрос о конструктивном исполнении прижимного устройства.
Общеизвестным техническим решением является фрикционная планетарная передача (см. В.А. Чесноков. "Фрикционные передачи", труды Военно-воздушной инженерной академии имени Н.Е. Жуковского, выпуск 501, издание академии, 1954 г., стр. 8, рис. 2). Данная конструкция передачи состоит из корпуса, неподвижного охватывающего колеса, выполненного разрезным, сателлитов, вращающихся на пальцах водила, и вращающегося центрального колеса. Вращающееся центральное колесо контактирует с сателлитами, которые обкатываются по неподвижному охватывающему колесу. Для выборки зазоров и создания усилия прижатия предусмотрен силовой механизм, состоящий из нажимной втулки с внутренним коническим отверстием и ввернутых в резьбовые отверстия корпуса винтов, которые упираются в торец указанной втулки. Кроме того, охватывающее колесо имеет наружную коническую поверхность, которая контактирует с внутренним коническим отверстием нажимной втулки. При приложении на нажимную втулку осевого усилия со стороны винтов охватывающее колесо деформируется в радиальном направлении. За счет этого создаются усилия прижатия между охватывающим колесом и сателлитами и между сателлитами и центральным колесом.
Известен фрикционный планетарный редуктор с регулируемым прижатием (патент РФ 2617009 С1 F16H 13/06, F16D 41/20), включающий в себя корпус с расположенным внутри центральным вращающимся колесом, установленным на входном валу, и неподвижным центральным колесом, а также установленным внутри неподвижного колеса водилом, включающим диски, удерживающие сателлиты, одновременно соприкасающиеся с центральным вращающимся колесом и с центральным неподвижным колесом. Центральной неподвижное колесо выполнено с косым разрезом и снаружи охвачено пружиной, один конец которой закреплен в корпусе.
Достоинством данной конструкции заявляется способность саморегулирования силы прижатия катков в зависимости от передаваемого крутящего момента.
К существенным недостаткам следует отнести невозможность осуществления реверсивного вращения, периодический контакт сателлитов с разрезом на кольце, а также неравномерность распределения сил сжатия, ввиду особенностей сжатия разрезного кольца, что негативно сказывается на долговечности и плавности работы редуктора.
Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является Power transmitting device устройство передачи энергии (патент US 4,648,288 F16H 13/06, F16H 13/08, F16H 13/10). Редуктор содержит солнечный вал, планетарные колеса, вращающиеся относительно оси, консольно закрепленной на водиле, и неподвижное охватывающее колесо, установленное в корпусе. Корпус имеет специальные фланцы, размещенные по цилиндрической поверхности, стягивание фланцев болтами вызывает деформации корпуса и охватывающего колеса, что обеспечивает необходимую силу прижатия сателлитов к солнцу и охватывающему колесу.
Недостатками данной конструкции является неравномерность создания деформаций охватывающего колеса фланцевыми нажимными устройствами, необходимость подтяжки болтов для обеспечения требуемой силы прижатия катков вследствие их износа, отсутствие возможности радиального перемещения осей сателлитов в водиле.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение равномерного поджатия колес передачи, повышение плавности и долговечности работы.
Данная задача решается за счет того, что фрикционный планетарный редуктор, включающий корпус с расположенным внутри центральным вращающимся колесом, установленным на входном валу, неподвижным центральным охватывающим кольцом, имеющим возможность деформироваться под нагрузкой, и, размещенным между ними, множеством сателлитов, оси которых размещены в радиальных пазах водила, установленного на выходном валу, неподвижное центральное охватывающее кольцо обжато множеством конусных секторов, взаимодействующих с центральным конусным кольцом, которое закреплено на корпусе через пружинные элементы.
Техническим результатом, обеспеченным приведенной совокупностью признаков, является обеспечение равномерного поджатия колес передачи, повышение плавности и долговечности работы, за счет применения конусных секторов, которые при взаимодействии с центральным коническим кольцом обеспечивают равномерное сжатие центрального неподвижного охватывающего колеса, применение которого исключает контакт сателлитов с ребрами конусных секторов. Ослабление сил поджатия колес ввиду их износа компенсируется пружинными элементами.
Сущность полезной модели представлена на чертежах (Фиг. 1, Фиг. 2), где изображен вариант конструктивного исполнения заявляемого фрикционного планетарного редуктора. Редуктор состоит из корпусных деталей 1, 3, 5, подпружиненных винтов 2, центрального конусного кольца 4, трех секторов с наружной конусной поверхностью 6, неподвижного центрального охватывающего кольца 7, сателлитов 11, водила 9 и центрального вращающегося колеса 10.
Принцип работы заявляемого фрикционного планетарного редуктора заключается в следующем. Крутящий момент передается от центрального вращающегося колеса 10 сателлитам 11, которые обкатываясь по неподвижному центральному охватывающему кольцу 7 передают момент на водило 9, в котором установлены оси сателлитов 8. Необходимое усилие прижатия колес друг к другу для передачи заданного крутящего момента достигается путем создания винтами 2 осевого воздействия на центральное конусное кольцо 4 в сторону детали корпуса 1, вследствие чего конусные сектора 6 обжимают центральное неподвижное охватывающее кольцо 7, чем создают прижимное усилие между центральным вращающимся колесом 10, сателлитами 11 и центральным неподвижным охватывающим кольцом 7. Величина создаваемого усилия прижатия колес регулируется затяжкой подпружиненных винтов 2, расслабление затяжки ввиду износа колес компенсируется пружинными элементами (в данном случае тарельчатыми пружинами).