МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ
DEVICE FOR TRANSFORMATION OF ROTARY MOTION INTO PROGRESSIVE

Область техники
Настоящее изобретение относится к механизму преобразования вращательного/поступательного движения для преобразования вращательного движения в поступательное движение.
Уровень техники
В качестве механизма преобразования вращательного движения в поступательное движение, например, был предложен механизм преобразования, раскрытый в публикации WO 2004/094870 (далее - Документ 1). Механизм преобразования включает в себя кольцевой вал, который имеет пространство, проходящее в нем в осевом направлении, солнечный вал, который расположен внутри кольцевого вала, и планетарные валы, которые расположены вокруг солнечного вала. Кроме того, наружные резьбовые участки, сформированные на внешней окружности планетарных валов, зацепляются с внутренними резьбовыми участками, сформированными на внутренней окружности кольцевого вала, и наружными резьбовыми участками, сформированными на внешней окружности солнечного вала. Таким образом, усилие передается между этими компонентами. Планетарное движение планетарных валов, которое получается, когда вращается кольцевой вал, заставляет солнечный вал поступательно двигаться вдоль осевого направления кольцевого вала. То есть механизм преобразования преобразует вращательное движение, подаваемое на кольцевой вал, в поступательное движение солнечного вала.
В вышеупомянутом механизме преобразования предусмотрены две зубчатые передачи, из условия чтобы усилие передавалось зацеплением зубчатых передач в дополнение к зацеплению резьбовых участков между кольцевым валом и планетарными валами. То есть упомянутый механизм преобразования включает в себя зубчатую передачу, которая образована первой кольцевой шестерней, предусмотренной на одном конце кольцевого вала, и первой планетарной шестерней, предусмотренной на одном конце планетарного вала, с тем чтобы зацепляться с первой кольцевой шестерней, и зубчатую передачу, которая образована второй кольцевой шестерней, предусмотренной на другом конце кольцевого вала, и второй планетарной шестерней, предусмотренной на другом конце планетарного вала, с тем чтобы зацепляться со второй кольцевой шестерней.
В механизме преобразования согласно Документу 1, когда фаза вращения первой кольцевой шестерни отличается от фазы вращения второго кольцевого вала-шестерни, планетарные валы расположены между кольцевым валом и солнечным валом в наклонном состоянии относительно исходного положения (положения, в котором центральные линии планетарных валов параллельны центральной линии солнечного вала). Таким образом, зацепление резьбовых участков между кольцевым валом, планетарными валами и солнечным валом становится неравномерным. Это повышает локальный износ, соответственно уменьшая эффективность преобразования вращательного движения в поступательное движение. Такая проблема происходит не только в вышеприведенном механизме преобразования, а в любом механизме преобразования, включающем в себя зубчатые передачи, образованные шестернями планетарных валов и шестерней, по меньшей мере, одного из кольцевого вала и солнечного вала.
Краткое описание изобретения
Соответственно цель настоящего изобретения заключается в создании механизма преобразования вращательного/поступательного движения, который подавляет наклон планетарных валов, вызванный зацеплением планетарных валов и шестерни, по меньшей мере, одного из кольцевого вала и солнечного вала.
Для достижения указанной цели первый аспект настоящего изобретения предлагает механизм преобразования вращательного/поступательного движения, который включает в себя кольцевой вал, солнечный вал, планетарный вал, а также первую зубчатую передачу и вторую зубчатую передачу. Кольцевой вал снабжен пространством, проходящим в нем в осевом направлении. Солнечный вал расположен внутри кольцевого вала. Планетарный вал расположен вокруг солнечного вала. Первая зубчатая передача и вторая зубчатая передача передают усилие между кольцевым валом и планетарным валом. Механизм преобразования преобразует вращательное движение одного из кольцевого вала и солнечного вала в поступательное движение и вдоль осевого направления другого одного из кольцевого вала и солнечного вала благодаря планетарному движению планетарного вала. Планетарный вал включает в себя первую планетарную шестерню, которая конфигурирует часть первой зубчатой передачи, и вторую шестерню, которая конфигурирует часть второй зубчатой передачи. Планетарный вал образован, чтобы давать возможность относительного вращения между первой планетарной шестерней и второй планетарной шестерней.
Второй аспект настоящего изобретения предлагает механизм преобразования вращательного/поступательного движения, который включает в себя кольцевой вал, солнечный вал, планетарный вал, а также первую зубчатую передачу и вторую зубчатую передачу. Кольцевой вал снабжен пространством, проходящим в нем в осевом направлении. Солнечный вал расположен внутри кольцевого вала. Планетарный вал расположен вокруг солнечного вала. Первая зубчатая передача и вторая зубчатая передача передают усилие между планетарным валом и солнечным валом. Механизм преобразования преобразует вращательное движение одного из планетарного вала и солнечного вала в поступательное движение и, вдоль осевого направления, другого одного из планетарного вала и солнечного вала благодаря планетарному движению планетарного вала. Планетарный вал включает в себя первую планетарную шестерню, которая образует часть первой зубчатой передачи, и вторую шестерню, которая образует часть второй зубчатой передачи. Планетарный вал образован, чтобы обеспечивать возможность относительного вращения между первой планетарной шестерней и второй планетарной шестерней.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в перспективе, иллюстрирующий механизм преобразования в механизме для преобразования вращательного движения в поступательное движение согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - вид в перспективе, иллюстрирующий внутреннее строение механизма преобразования по фиг.1;
фиг.3(A) - вид в разрезе, иллюстрирующий коронный вал механизма преобразования по фиг.1;
фиг.3(B) - вид в разрезе, иллюстрирующий состояние, в котором часть коронного вала по фиг.1 разобрана;
фиг.4(A) - вид спереди, иллюстрирующий солнечный вал механизма преобразования по фиг.1;
фиг.4(B) - вид спереди, иллюстрирующий состояние, в котором часть солнечного вала по фиг.4(A) разобрана;
фиг.5(A) - вид спереди, иллюстрирующий планетарный вал механизма преобразования по фиг.1;
фиг.5(B) - вид спереди, иллюстрирующий состояние, в котором часть по фиг.5(A) разобрана;
фиг.5(C) - вид в разрезе, взятый вдоль центральной линии задней планетарной шестерни по фиг.5(A);
фиг.6 - вид в разрезе, взятый вдоль центральной линии механизма преобразования по фиг.1;
фиг.7 - вид в разрезе по линии 7-7 с фиг.6, иллюстрирующий механизм преобразования по фиг.1;
фиг.8 - вид в разрезе по линии 8-8 с фиг.6, иллюстрирующий механизм преобразования по фиг.1; и
фиг.9 - вид в разрезе по линии 9-9 с фиг.6, иллюстрирующий механизм преобразования по фиг.1.
Наилучший способ осуществления изобретения
Далее будет описан первый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.1-9. В дальнейшем конфигурация механизма 1 преобразования вращательного/поступательного движения согласно первому варианту осуществления, способ работы механизма 1 преобразования и принцип работы механизма 1 преобразования будут описаны в этом порядке.
Со ссылкой на фиг.1 и 2 будет кратко описана конфигурация механизма 1 преобразования.
Механизм 1 преобразования образован комбинацией коронного вала 2, который имеет пространство, тянущееся в нем в осевом направлении, солнечного вала, который расположен внутри коронного вала 2, и планетарных валов 4, которые расположены вокруг солнечного вала 3. Коронный вал 2 и солнечный вал 3 расположены в состоянии, в котором центральные линии совмещены или по существу совмещены друг с другом. Солнечный вал 3 и планетарные валы 4 расположены в состоянии, в котором центральные линии параллельны или по существу параллельны друг другу. Кроме того, планетарные валы 4 расположены вокруг солнечного вала 3 на равных интервалах.
В первом варианте осуществления положение, в котором центральные линии компонентов механизма 1 преобразования совмещены или по существу совмещены с центральной линией солнечного вала 2, будет указываться как сцентрированное положение. Кроме того, положение, в котором центральные линии компонентов параллельны или по существу параллельны центральной линии солнечного вала 3, будет указываться как параллельное положение. То есть коронный вал 2 удерживается в сцентрированном положении. Кроме того, планетарные валы 4 удерживаются в параллельном положении.
В механизме 1 преобразования резьбовые участки и шестерня, предусмотренные на коронном валу 2, зацепляются с резьбовым участком и шестерней, предусмотренными на каждом из планетарных валов 4, так что усилие передается с одного компонента на другой между коронным валом 2 и планетарными валами 4. Кроме того, резьбовой участок и шестерня, предусмотренные на солнечном валу 3, зацепляются с резьбовым участком и шестерней, предусмотренными на каждом из планетарных валов 4, так что усилие передается с одного компонента на другой между солнечным валом 3 и планетарными валами 4.
Механизм 1 преобразования действует, как описано ниже, на основании комбинации таких компонентов. Когда один из компонентов, включающих в себя коронный вал 2 и солнечный вал 3, вращается с использованием центральной линией коронного вала 2 (солнечного вала 3) в качестве оси вращения, планетарные валы 4 выполняют планетарное движение вокруг солнечного вала 3 благодаря усилию, передаваемому с одного из компонентов. Соответственно благодаря усилию, передаваемому с планетарных валов на коронный вал 2 и солнечный вал 3, коронный вал 2 и солнечный вал 3 движутся относительно планетарных валов 4 параллельно центральной линии коронного вала 2 (солнечного вала 3).
Таким образом, механизм 1 преобразования преобразует вращательное движение одного из коронного вала и солнечного вала 3 в поступательного движение другого одного из коронного вала 2 и солнечного вала 3. В первом варианте осуществления направление, в котором солнечный вал 3 выталкивается из коронного вала 2 вдоль осевого направления солнечного вала 3, указывается как переднее направление FR, а направление, в котором солнечный вал 3 проходит в коронный вал 2, указывается как заднее направление RR. Кроме того, когда заданное положение механизма 1 преобразования взято за исходную точку, область в переднем направлении FR от исходного положения указывается как передняя сторона, а область в заднем направлении RR от исходного положения указывается как задняя сторона.
Передняя обойма 51 и задняя обойма 52, которые поддерживают солнечный вал 3, прикреплены к коронному валу 2. Коронный вал 2, передняя обойма 51 и задняя обойма 52 двигаются как целая часть. У коронного вала 2 открытый участок передней стороны закрыт передней обоймой 51. Кроме того, открытый участок задней стороны закрыт задней обоймой 52.
Солнечный вал 3 поддерживается подшипником 51A передней обоймы 51 и подшипником 52A задней обоймы 52. Планетарные валы 4 не поддерживаются ни передней обоймой 51, ни задней обоймой 52. То есть в механизме 1 преобразования, в то время как радиальное положение солнечного вала 3 ограничено зацеплением резьбовых участков и шестерен, передней обоймой 51 и задней обоймой 52, радиальное положение планетарных валов 4 ограничено только зацеплением резьбовых участков и шестерен.
Механизм 1 преобразования применяет следующую конфигурацию для смазывания внутренности коронного вала 2 (местоположений, в которых резьбовые участки и шестерни коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 зацепляются друг с другом) надлежащим образом. Смазочные отверстия 51H для подачи смазки в коронный вал 2 сформированы в передней обойме 51. Кроме того, уплотнительное кольцо 53 для герметизации внутренности коронного вала 2 установлено на каждой из передней обоймы 51 и задней обоймы 52. Передняя обойма 51 и задняя обойма 52 соответствуют подшипниковым элементам.
Конфигурация коронного вала 2 будет описана со ссылкой на фиг.3. Коронный вал 2 образован комбинацией основного корпуса 21 коронного вала (основного корпуса кольцевого вала), передней коронной шестерни 22 (первой кольцевой шестерни) и задней коронной шестерни 23 (второй кольцевой шестерни). У коронного вала 2 центральная линия (ось) основного корпуса 21 коронного вала соответствует центральной линии (оси) коронного вала 2. Поэтому, когда центральная линия основного корпуса 21 коронного вала совмещена или по существу совмещена с центральной линией солнечного вала 3, коронный вал 2 находится в сцентрированном положении. Передняя коронная шестерня 22 и задняя коронная шестерня каждая соответствует кольцевой шестерне с зубьями внутреннего зацепления.
Основной корпус 21 коронного вала включает в себя резьбовой участок 21A основного корпуса, который снабжен внутренним резьбовым участком 24, сформированным на внутренней круговой поверхности, участок 21B шестерни основного корпуса, на который установлена передняя коронная шестерня, и участок 21C шестерни основного корпуса, на который установлена задняя коронная шестерня 23.
Передняя коронная шестерня 22 сформирована в качестве зубчатого колеса внутреннего зацепления с косым зубом отдельно от основного корпуса 21 коронного вала. Кроме того, передняя коронная шестерня 22 образована, из условия чтобы ее центральная линия была совмещена с центральной линией основного корпуса 21 коронного вала, когда установлена на основном корпусе 21 коронного вала. Что касается способа установки передней коронной шестерни 22 в основной корпус 21 коронного вала, передняя коронная шестерня 22 прикреплена к основному корпусу 21 коронного вала прессовой посадкой в первом варианте осуществления. Передняя коронная шестерня 22 может быть прикреплена к основному корпусу 21 коронного вала способом, иным, чем прессовая посадка.
Задняя коронная шестерня 23 сформирована в качестве зубчатого колеса внутреннего зацепления с косым зубом отдельно от основного корпуса 21 коронного вала. Кроме того, задняя коронная шестерня 23 образована из условия, чтобы ее центральная линия была совмещена с центральной линией основного корпуса 21 коронного вала, когда установлена на основном корпусе 21 коронного вала. Что касается способа установки задней коронной шестерни 23 в основной корпус 21 коронного вала, задняя коронная шестерня 23 прикреплена к основному корпусу 21 коронного вала прессовой посадкой в первом варианте осуществления. Задняя коронная шестерня 23 может быть прикреплена к основному корпусу 21 коронного вала способом, иным, чем прессовая посадка.
В коронном валу 2 передняя коронная шестерня 22 и задняя коронная шестерня 23 образованы в качестве шестерен, имеющих одинаковые формы. То есть технические условия (такие как опорный делительный диаметр и количество зубьев) передней коронной шестерни 22 и задней коронной шестерни 23 установлены в одинаковые значения.
Солнечный вал 3 образован комбинацией основного корпуса 31 солнечного вала (основного корпуса солнечного вала) и задней солнечной шестерни 33. У солнечного вала 3 центральная линия (ось) основного корпуса 31 солнечного вала соответствует центральной линии (оси) солнечного вала 3.
Основной корпус 31 солнечного вала образован резьбовым участком 31A основного корпуса, который имеет наружный резьбовой участок 34, сформированный на его внешней круговой поверхности, участком 31B шестерни основного корпуса, на котором сформирована передняя солнечная шестерня 32 (первая солнечная шестерня), служащая в качестве зубчатого колеса внешнего зацепления с косым зубом, и участком 31C шестерни основного корпуса, на котором установлена задняя солнечная шестерня (вторая солнечная шестерня). Передняя солнечная шестерня 32 и задняя солнечная шестерня каждая соответствует солнечной шестерне с зубьями внешнего зацепления.
Задняя солнечная шестерня 33 сформирована в качестве зубчатого колеса внешнего зацепления с косым зубом отдельно от основного корпуса 31 солнечного вала. Кроме того, задняя солнечная шестерня 33 образована из условия, чтобы ее центральная линия была совмещена с центральной линией основного корпуса 31 солнечного вала, когда установлена на основном корпусе 31 солнечного вала. Что касается способа установки задней солнечной шестерни 33 на основной корпус 31 солнечного вала, задняя солнечная шестерня 33 прикреплена к основному корпусу 31 солнечного вала прессовой посадкой в первом варианте осуществления. Задняя солнечная шестерня 33 может быть прикреплена к основному корпусу 31 солнечного вала способом, иным, чем прессовая посадка.
На солнечном валу 3 передняя солнечная шестерня 32 и задняя солнечная шестерня 33 образованы в качестве шестерен, имеющих одинаковую форму. То есть технические условия (такие как опорный делительный диаметр и количество зубьев) передней солнечной шестерни 32 и задней солнечной шестерни 33 установлены в одинаковые значения.
Конфигурация планетарных валов 4 будет описана со ссылкой на фиг.5. Каждый планетарный вал 4 образован комбинацией основного корпуса 41 планетарного вала (основного корпуса планетарного вала) и задней планетарной шестерни 43. У планетарного вала 4 центральная линия (ось) основного корпуса 41 планетарного вала соответствует центральной линии (оси) планетарного вала 4. Поэтому, когда центральная линия основного корпуса 41 планетарного вала параллельна или по существу параллельна центральной линии солнечного вала 3, планетарный вал 4 находится в параллельном положении.
Основной корпус 41 планетарного вала образован резьбовым участком 41A основного корпуса, который снабжен наружным резьбовым участком 44, сформированным на его внешней круговой поверхности, участком 41B шестерни основного корпуса, на котором сформирована передняя планетарная шестерня 42 (первая планетарная шестерня), служащая в качестве зубчатого колеса внешнего зацепления с косым зубом, задним валом 41R, на котором установлена задняя планетарная шестерня 43 (вторая планетарная шестерня) и передним валом 41F, который вставляется в оправку во время последовательности операций сборки механизма 1 преобразования. Кроме того, передняя планетарная шестерня 42 и задняя планетарная шестерня 43 каждая соответствует планетарной шестерне с зубьями внешнего зацепления.
Задняя планетарная шестерня 43 сформирована в качестве зубчатого колеса внешнего зацепления с косым зубом отдельно от основного корпуса 41 планетарного вала. Кроме того, посредством вставки заднего вала 41R основного корпуса 41 планетарного вала в отверстие 43H подшипника задняя планетарная шестерня 43 устанавливается на основном корпусе 41 планетарного вала. Кроме того, задняя планетарная шестерня 43 образована из условия, чтобы ее центральная линия совмещалась с центральной линией основного корпуса 41 планетарного вала, когда устанавливается на основном корпусе 41 планетарного вала.
Что касается способа установки задней планетарной шестерни 43 на основной корпус 41 планетарного вала, свободная посадка применяется в первом варианте осуществления, так что задняя планетарная шестерня является вращаемой относительно основного корпуса 41 планетарного вала. Что касается способа установки для позволения основному корпусу 41 планетарного вала и задней планетарной шестерне 43 вращаться относительно друг друга, может применяться способ установки, иной, чем свободная посадка.
На планетарном валу 4 передняя планетарная шестерня 42 и задняя планетарная шестерня 43 образованы в качестве шестерен, имеющих одинаковую форму. То есть технические условия (такие как опорный делительный диаметр и количество зубьев) передней планетарной шестерни 42 и задней планетарной шестерни 43 установлены в одинаковые значения.
Со ссылкой на фиг.6-9 будет описано соотношение между компонентами механизма 1 преобразования. В этом описании изобретения в качестве примера приведен механизм 1 преобразования, оснащенный девятью планетарными валами 4, хотя количество планетарных валов 4 может быть изменено по требованию.
В механизме 1 преобразования, действие компонентов допускается или ограничивается, как упомянуто ниже в (a)-(c).
(a) Что касается коронного вала 2, основной корпус 21 коронного вала, передняя коронная шестерня 22 и задняя коронная шестерня 23 предохранены от вращения относительно друг друга. Кроме того, основной корпус 21 коронного вала, передняя обойма 51 и задняя обойма 52 предохранены от вращения относительно друг друга.
(b) Что касается солнечного вала 3, основной корпус 31 солнечного вала и задняя солнечная шестерня 33 предохранены от вращения относительно друг друга.
(c) Что касается планетарного вала 4, основному корпусу 41 планетарного вала и задней планетарной шестерне 43 позволено вращаться относительно друг друга.
В механизме 1 преобразования, солнечном валу 3 и планетарных валах 4 усилие передается между компонентами, как описано ниже, благодаря зацеплению резьбовых участков и шестерен коронного вала 2.
Что касается коронного вала 2 и планетарных валов 4 внутренний резьбовой участок 24 основного корпуса 21 коронного вала и наружный резьбовой участок 44 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацепляются друг с другом. Кроме того, передняя коронная шестерня 22 основного корпуса 21 коронного вала и передняя планетарная шестерня 42 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацеплены друг с другом. Кроме того, задняя коронная шестерня 23 основного корпуса 21 коронного вала и задняя планетарная шестерня 43 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацеплены друг с другом.
Таким образом, когда вращательное движение подается на коронный вал 2 или планетарные валы 4, усилие передается на другой один из коронного вала 2 и планетарных валов 4 через зацепление внутреннего резьбового участка 24 и наружных резьбовых участков 44, зацепление передней коронной шестерни 22 и передних планетарных шестерен 42, зацепление задней коронной шестерни 23 и задних планетарных шестерен 43.
У солнечного вала 3 и планетарных валов 4 наружный резьбовой участок 34 основного корпуса 31 солнечного вала и наружный резьбовой участок 44 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацепляются друг с другом. Кроме того, передняя солнечная шестерня 32 основного корпуса 31 солнечного вала и передняя планетарная шестерня 42 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацеплены друг с другом. Кроме того, задняя солнечная шестерня 33 основного корпуса 31 солнечного вала и задняя планетарная шестерня 43 каждого основного корпуса 41 планетарного вала зацеплены друг с другом.
Таким образом, когда вращательное движение подается на солнечный вал 3 или планетарные валы 4, усилие передается на другой один из солнечного вала 3 и планетарных валов 4 через зацепление наружного резьбового участка 34 и наружных резьбовых участков 44, зацепление передней солнечной шестерни 32 и передних планетарных шестерен 42, зацепление задней солнечной шестерни 33 и задних планетарных шестерен 43.
Как описано выше, механизм 1 преобразования включает в себя механизм замедления, образованный внутренним резьбовым участком 24 коронного вала 2, наружным резьбовым участком 24 коронного вала 2, наружным резьбовым участком 34 солнечного вала 3 и наружными резьбовыми участками 44 планетарных валов 4, механизм замедления (первую зубчатую передачу), образованный передней коронной шестерней 22, передней солнечной шестерней 32 и передними планетарными шестернями 42, и механизм замедления (вторую зубчатую передачу), образованный задней коронной шестерней 23, задней солнечной шестерней 33 и задними планетарными шестернями 43.
В механизме 1 преобразования, по резьбам каждого резьбового участка, режим работы (режим преобразования движения) для преобразования вращательного движения в поступательное движение определяется на основании количества и способа установки количества зубьев каждой шестерни. То есть в качестве режима преобразования движения выбирается либо режим перемещения солнечного вала, в котором солнечный вал 3 поступательно двигается благодаря вращательному движению коронного вала, либо режим перемещения кольцевого вала, в котором коронный вал 2 поступательно двигается благодаря вращательному движению солнечного вала 3. В дальнейшем будет описан способ работы механизма 1 преобразования в каждом режиме преобразования движения.
(A) Когда режим перемещения солнечного вала применяется в качестве режима преобразования движения, вращательное движение преобразуется в поступательное движение, как описано ниже. Когда вращательное движение подается на коронный вал 2, усилие передается с коронного вала 2 на планетарные валы 4 через зацепление передней коронной шестерни 22 и передних планетарных шестерен 42, зацепление задней коронной шестерни 23 и задних планетарных шестерен 43, зацепление внутреннего резьбового участка 24 и наружных резьбовых участков 44. Таким образом, планетарные валы 4 вращаются, со своими центральными осями, служащими в качестве центров вращения, вокруг солнечного вала 3 и оборачиваются вокруг солнечного вала 3, с центральной осью солнечного вала 3, служащей в качестве центра вращения. Сопутствуя планетарному движению планетарных валов 4, усилие передается с планетарных валов 4 на солнечный вал 3 через зацепление передних планетарных шестерен 42 и передней солнечной шестерни 32, зацепление задних планетарных шестерен 43 и задней солнечной шестерни 33, зацепление наружных резьбовых участков 44 и наружного резьбового участка 34. Соответственно солнечный вал 3 смещается в осевом направлении.
(B) Когда режим перемещения кольцевого вала применяется в качестве режима преобразования движения, вращательное движение преобразуется в поступательное движение, как описано ниже. Когда вращательное движение подается на солнечный вал 3, усилие передается с солнечного вала 3 на планетарные валы 4 через зацепление передней солнечной шестерни 32 и передних планетарных шестерен 42, зацепление задней солнечной шестерни 33 и задних планетарных шестерен 43, зацепление наружного резьбового участка 34 и наружных резьбовых участков 44. Таким образом, планетарные валы 4 вращаются, со своими центральными осями, служащими в качестве центров вращения, вокруг солнечного вала 3 и оборачиваются вокруг солнечного вала 3, с центральной осью солнечного вала 3, служащей в качестве центра вращения. Сопутствуя планетарному движению планетарных валов 4, усилие передается с планетарных валов 4 на коронный вал 2 через зацепление передних планетарных шестерен 42 и передней коронной шестерни 22, зацепление задних планетарных шестерен 43 и задней коронной шестерни 23, зацепление наружных резьбовых участков 44 и внутреннего резьбового участка 24. Соответственно коронный вал 2 смещается в осевом направлении.
Теперь будет описан принцип работы механизма 1 преобразования. В дальнейшем опорный делительный диаметр и количество зубьев шестерен коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 выражаются, как показано в последующем с (A) по (F). Кроме того, опорный делительный диаметр и число витков резьбы резьбовых участков коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 выражаются, как показано в последующем с (a) по (f).
«Опорный делительный диаметр и количество зубьев шестерен»
(A) Эффективный диаметр кольцевой шестерни, DGr: опорный делительный диаметр коронных шестерен 22, 23.
(B) Эффективный диаметр солнечной шестерни, DGs: опорный делительный диаметр солнечных шестерен 32, 33.
(C) Эффективный диаметр планетарной шестерни, DGp: опорный делительный диаметр планетарных шестерен 42, 43.
(D) Количество зубьев кольцевой шестерни, ZGr: количество зубьев коронных шестерен 22, 23.
(E) Количество зубьев солнечной шестерни, ZGs: количество зубьев солнечных шестерен 32, 33.
(F) Количество зубьев планетарной шестерни, ZGp: количество зубьев планетарных шестерен 42, 43.
«Опорный делительный диаметр и число витков резьбы резьбовых участков»
(a) Эффективный диаметр кольцевого резьбового участка, DSr: опорный делительный диаметр внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2.
(b) Эффективный диаметр солнечного резьбового участка, DSs: опорный делительный диаметр наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3.
(c) Эффективный диаметр планетарного резьбового участка DSp: опорный делительный диаметр наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4.
(d) Число витков резьбы кольцевого резьбового участка, ZSr: число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2.
(e) Число витков резьбы солнечного резьбового участка, ZSs: число витков резьбы наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3.
(f) Число витков резьбы планетарного резьбового участка, ZSp: число витков резьбы наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4.
В механизме 1 преобразования, когда солнечный вал 3 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении, отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp (отношение ZSA чисел витков резьбы солнечных к планетарным) отличается от отношения количества зубьев солнечной шестерни ZGs к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp (отношения ZGA количеств зубьев солнечных к планетарным). Отношение числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp (отношение ZSB чисел витков резьбы кольцевых к планетарным) равно отношению количества зубьев кольцевой шестерни ZGr к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp (отношению ZGB количеств зубьев кольцевых к планетарным). То есть удовлетворены следующие [выражение 11] и [выражение 12].
ZSs/ZSp≠ZGs/ZGp
[выражение 11]
ZSr/ZSp=ZGr/ZGp
[выражение 12]
В механизме 1 преобразования, когда коронный вал 2 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении, отношение числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp (отношение ZSB чисел витков резьбы солнечных к планетарным) отличается от отношения количества зубьев кольцевой шестерни ZGr к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp (отношения ZGB количеств зубьев кольцевых к планетарным). Отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp (отношение ZSA чисел витков резьбы солнечных к планетарным) равно отношению количества зубьев солнечной шестерни ZGs к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp (отношению ZGA количеств зубьев солнечных к планетарным). То есть удовлетворены следующие [выражение 21] и [выражение 22].
ZSr/ZSp≠ZGr/ZGp
[выражение 21]
ZSs/ZSp=ZGs/ZGp
[выражение 22]
Здесь механизм замедления, образованный внутренним резьбовым участком 24, наружным резьбовым участком 34 и наружными резьбовыми участками 44, будет указываться ссылкой как первый планетарный механизм замедления, а механизм замедления, образованный коронными шестернями 22, 23, солнечными шестернями 32, 33 и планетарными шестернями 42, 43, будет указываться как второй планетарный механизм замедления.
Когда солнечный вал 3 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении, отношение ZSA чисел витков резьбы солнечных к планетарным первого планетарного механизма замедления отличается от отношения ZGA количеств зубьев солнечных к планетарным второго планетарного механизма замедления, как показано [выражением 11] и [выражением 12]. Когда коронный вал 2 смещается относительно планетарных валов 4 в направлении вдоль осевого направления коронного вала 2, отношение ZSB чисел витков резьбы кольцевых к планетарным первого планетарного механизма замедления отличается от отношения ZGB количеств зубьев кольцевых к планетарным второго планетарного механизма замедления, как показано [выражением 21] и [выражением 22].
Как результат, в любом из вышеприведенных случаев, между первым планетарным механизмом замедления и вторым планетарным механизмом замедления действует сила для формирования разницы в угле поворота на величину, соответствующую разнице между отношением чисел витков резьбы и отношением количеств зубьев. Однако, поскольку резьбовые участки первого планетарного механизма замедления и шестерни второго планетарного механизма замедления образованы как целая часть, разница в угле поворота не может формироваться между первым планетарным механизмом замедления и вторым планетарным механизмом замедления. Таким образом, солнечный вал 3 или коронный вал 2 перемещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении, чтобы поглотить разницу в угле поворота. В это время компонент, который смещается в осевом направлении (солнечный вал 3 или коронный вал 2), определяется, как описано ниже.
(a) Когда отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp отличается от отношения количества зубьев солнечной шестерни ZGs к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp, солнечный вал 3 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении.
(b) Когда отношение числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr к числу витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp отличается от отношения количества зубьев кольцевой шестерни ZGr к количеству зубьев планетарной шестерни ZGp, коронный вал 2 смещается относительно планетарных валов 4 в осевом направлении.
Таким образом, механизм 1 преобразования использует разницу в угле поворота, формируемую в соответствии с разницей отношения чисел витков резьбы и отношения количества зубьев солнечного вала или коронного вала относительно планетарных валов 4 между двумя видами планетарных механизмов замедления, и получает смещение в осевом направлении, соответствующее разнице в угле поворота, по резьбовым участкам, тем самым преобразуя вращательное движение в поступательное движение.
В механизме 1 преобразования посредством установки, по меньшей мере, одного из «количества действующих зубьев» и «числа действующих витков резьбы», описанных ниже, в значение, иное, чем «0», для коронного вала 2 либо солнечного вала 3, получается поступательное движение солнечного вала 3, основанное на соотношении между отношением ZSA чисел витков резьбы солнечных к планетарным и отношением ZGA количеств зубьев солнечных к планетарным, или поступательное движение коронного вала 2, основанное на соотношении между отношением ZSB чисел витков резьбы кольцевого к планетарным и отношением ZGB количеств зубьев кольцевых к планетарным.
[1] «Установка количества действующих зубьев»
В типичном планетарном механизме замедления (механизме замедления типа с планетарной зубчатой передачей), образованном коронной шестерней, солнечной шестерней и планетарными шестернями, то есть в механизме замедления типа с планетарной зубчатой передачей, который замедляет вращение благодаря зацеплению шестерен, удовлетворяется соотношение, представленное следующими с [выражения 31] по [выражение 33]. [Выражение 31] представляет соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами коронной шестерни, солнечной шестерни и планетарных шестерен. [Выражение 32] представляет соотношение, установленное между количествами зубьев коронной шестерни, солнечной шестерни и планетарных шестерен. [Выражение 33] представляет соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами и количествами зубьев коронной шестерни, солнечной шестерни и планетарной шестерни.
DAr=DAs+2×DAp
[выражение 31]
ZAr=ZAs+2×ZAp
[выражение 32]
DAr/ZAr=DAs/ZAs=DAp/ZAp
[выражение 33]
DAr: опорный делительный диаметр коронной шестерни
DAs: опорный делительный диаметр солнечной шестерни
DAp: опорный делительный диаметр планетарной шестерни
ZAr: количество зубьев коронной шестерни
ZAs: количество зубьев солнечной шестерни
ZAp: количество зубьев планетарной шестерни
В механизме 1 преобразования по первому варианту осуществления, при условии, что второй планетарный механизм замедления, то есть механизм замедления, образованный коронными шестернями 22, 23, солнечными шестернями 32, 33 и планетарными шестернями 42, 43, имеет такую же конфигурацию, как вышеупомянутый механизм замедления типа с планетарной зубчатой передачей, соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами шестерен, соотношение, установленное между количеством зубьев шестерен, и соотношение, установленное между опорным делительным диаметром и количеством зубьев шестерен, представлено следующими с [выражения 41] по [выражение 43].
DGr=DGs+2×DGp
[выражение 41]
ZGr=ZGs+2×ZGp
[выражение 42]
DGr/ZGr=DGs/ZGs=DGp/ZGp
[выражение 43]
В случае, когда количество зубьев коронных шестерен 22, 23, солнечных шестерен 32, 33 и планетарных шестерен 42, 43, когда удовлетворены соотношения, представленные с [выражения 41] по [выражение 43], указывается как опорное количество зубьев, «количество действующих зубьев» выражено в качестве разницы между количеством зубьев и опорным количеством зубьев каждой шестерни. В механизме 1 преобразования, посредством установки количества действующих зубьев одного из коронного вала 2 и солнечного вала 3 в значение, иное, чем «0», коронный вал 2 или солнечный вал 3 может поступательно двигаться. То есть, когда опорное количество зубьев коронных шестерен 22, 23 представлено опорным количеством кольцевых зубьев, ZGR, а опорное количество зубьев солнечных шестерен 32, 33 представлено опорным количеством солнечных зубьев, ZGS, посредством установки количества зубьев коронных шестерен 22, 23 или солнечных шестерен 32, 33, из условия, чтобы удовлетворялось одно из следующих [выражения 44] и [выражения 45], коронный вал 2 или солнечный вал 3 могут поступательно двигаться.
ZGr-ZGR≠0
[выражение 44]
ZGs-ZGS≠0
[выражение 45]
Когда удовлетворено [выражение 44], поступательно двигается коронный вал 2. Когда удовлетворено [выражение 45], поступательно двигается солнечный вал 3. Отдельный способ настройки показан в «Отдельном примере способа установки количества зубьев и числа витков резьбы».
[2] «Установка числа действующих витков резьбы»
В планетарном механизме замедления (механизм замедления типа с планетарной резьбовой передачей), который идентичен вышеупомянутому механизму замедления типа с планетарной зубчатой передачей и образован кольцевым резьбовым участком, соответствующим коронной шестерне, солнечным резьбовым участком, соответствующим солнечной шестерне, и планетарными резьбовыми участками, соответствующими планетарным шестерням, то есть в механизме замедления типа с планетарной резьбовой передачей, который замедляет вращение, подобно вышеупомянутому механизму замедления типа с планетарной передачей, только благодаря зацеплению резьбовых участков, удовлетворены соотношения, представленные следующими с [выражения 51] по [выражение 53]. [Выражение 51] представляет соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами кольцевого резьбового участка, солнечного резьбового участка и планетарных резьбовых участков. [Выражение 52] представляет соотношение, установленное между количеством зубьев кольцевого резьбового участка, солнечного резьбового участка и планетарных резьбовых участков. [Выражение 53] представляет соотношение, установленное между опорным делительным диаметром и количеством зубьев кольцевого резьбового участка, солнечного резьбового участка и планетарных резьбовых участков.
DBr=DBs+2×DBp
[выражение 51]
ZBr=ZBs+2×ZBp
[выражение 52]
DBr/ZBr=DBs/ZBs=DBp/ZBp
[выражение 53]
DBr: опорный делительный диаметр кольцевого резьбового участка
DBs: опорный делительный диаметр солнечного резьбового участка
DBp: опорный делительный диаметр планетарного резьбового участка
ZBr: число витков резьбы кольцевого резьбового участка
ZBs: число витков резьбы солнечного резьбового участка
ZBp: число витков резьбы планетарного резьбового участка
В механизме 1 преобразования согласно первому варианту осуществления, при условии, что первый планетарный механизм замедления имеет такую же конфигурацию, как вышеупомянутый механизм замедления типа с планетарной резьбовой передачей, соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами резьбовых участков, соотношение, установленное между числом витков резьбы резьбовых участков, и соотношение, установленное между опорными делительными диаметрами и числами витков резьбы резьбовых участков, выражены следующими с [выражения 61] по [выражение 63].
DGr=DGs+2×DGp
[выражение 61]
ZGr=ZGs+2×ZGp
[выражение 62]
DGr/ZGr=DGs/ZGs=DGp/ZGp
[выражение 63]
В случае, когда число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2, наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4, когда удовлетворены соотношения вышеприведенных с [выражения 61] по [выражение 63], указывается как опорное число витков резьбы, «число действующих витков резьбы» представлено в качестве разницы между числом витков резьбы каждого резьбового участка и опорным числом витков резьбы. В механизме 1 преобразования посредством установки числа действующих витков резьбы одного из коронного вала 2 и солнечного вала 3 в значение, иное, чем «0», коронный вал 2 или солнечный вал 3 поступательно двигаются. То есть, когда опорное число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2 представлено опорным числом кольцевых витков резьбы ZSR, а опорное число витков резьбы наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 представлено опорным числом солнечных витков резьбы ZSS, коронный вал 2 или солнечный вал 3 поступательно двигается посредством установки числа витков резьбы из условия, чтобы было удовлетворено одно из следующих [выражения 64] и [выражения 65].
ZSr-ZSR≠0
[выражение 64]
ZSs-ZSS≠0
[выражение 65]
Когда удовлетворено [выражение 64], поступательно двигается коронный вал 2. Когда удовлетворено [выражение 65], поступательно двигается солнечный вал 3. Отдельный способ настройки показан в «Отдельном примере способа установки количества зубьев и числа витков резьбы».
В типичном механизме замедления типа с планетарной зубчатой передачей количество планетарных шестерен является делителем суммы количества зубьев солнечной шестерни и количества зубьев кольцевой шестерни. Таким образом, количество планетарных валов 4 (планетарное число Np) в механизме 1 преобразования является общим делителем у «делителей суммы числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs и числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr» и «делителей суммы количества зубьев солнечной шестерни ZGs и количества зубьев кольцевой шестерни ZGr».
В механизме 1 преобразования резьбовые участки и шестерни одновременно зацепляются посредством установки количества зубьев кольцевой шестерни ZGr, количества зубьев солнечной шестерни ZGs и количества зубьев планетарной шестерни ZGp (полного отношения количества зубьев ZGT), равным отношению эффективного диаметра кольцевой шестерни DGr, эффективного диаметра солнечной шестерни DGs и эффективного диаметра планетарной шестерни DGp (полному отношению эффективных диаметров, ZST). То есть посредством установки количества зубьев шестерен и числа витков резьбы резьбовых участков из условия, чтобы удовлетворялось соотношение следующего [выражения 71], резьбовые участки и шестерни зацепляются одновременно.
ZGr:ZGs:ZGp=DGr:DGs:DGp
[выражение 71]
Однако в этом случае, поскольку фазы вращения планетарных валов 4 одинаковы, начало и окончание зацепления планетарных шестерен 42, 43, коронных шестерен 22, 23 и солнечных шестерен 32, 33, сопровождающие вращение, совпадают. Это вызывает пульсации вращающего момента, обусловленные зацеплением шестерен, которые могут увеличивать рабочие шумы и снижать ресурс прочности шестерен.
Таким образом, в механизме 1 преобразования полное отношение количеств зубьев ZGT и полное отношение эффективных диаметров ZST установлены в разные значения в пределах диапазона, в котором удовлетворены следующие условия (A)-(C). Полное отношение количеств зубьев ZGT и полное отношение эффективных диаметров ZST могут быть установлены в разные значения в пределах диапазона, в котором удовлетворено, по меньшей мере, одно из условий (A)-(C).
(A) В случае, когда количество зубьев солнечной шестерни, ZGs, если удовлетворено соотношение по [выражению 71], указывается как опорное количество солнечных зубьев ZGSD, фактическое количество зубьев солнечной шестерни ZGs отличается от опорного количества солнечных зубьев ZGSD.
(B) В случае, когда количество зубьев кольцевой шестерни, ZGr, если удовлетворено соотношение по [выражению 71], указывается как опорное количество кольцевых зубьев ZGRD, фактическое количество зубьев кольцевой шестерни ZGr отличается от опорного количества кольцевых зубьев ZGRD.
(C) Планетарное число Np отличается от делителя количества зубьев планетарной шестерни ZGp, то есть планетарное число Np и количество зубьев планетарной шестерни ZGp не имеет делителя, отличного от «1».
Поскольку этим добивается способ работы, при котором резьбовые участки и шестерни зацепляются одновременно, и способ работы, при котором фазы вращения планетарных валов 4 отличаются друг от друга, пульсации вращающего момента, вызываемые зацеплением шестерен, подавляются.
Основные пункты, представляющие технические условия механизма 1 преобразования, приведены в последующих пунктах (A)-(I), заключающих в себе число действующих витков резьбы и количество действующих зубьев.
(A) Режим преобразования движения
(B) Соотношение солнечного/планетарных резьбовых участков
(C) Количество планетарных валов
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков
(E) Отношение количеств зубьев шестерен
(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков
(G) Отношение эффективных диаметров шестерен
(H) Число действующих витков резьбы
(I) Количество действующих зубьев
Подробности вышеприведенных пунктов будут описаны ниже.
«Режим преобразования движения» по (A) представляет режим работы для преобразования вращательного движения в поступательное движение. То есть при поступательном движении солнечного вала 3 посредством вращательного движения коронного вала 2 режим преобразования движения находится в «режиме перемещения солнечного вала». При поступательном движении коронного вала 2 посредством вращательного движения солнечного вала 3 режим преобразования движения находится в «режиме перемещения кольцевого вала».
«Соотношение солнечного/планетарных резьбовых участков» по (B) представляет соотношение направления скручивания между наружным резьбовым участком 34 солнечного вала 3 и наружными резьбовыми участками 44 планетарных валов 4. То есть, когда направление скручивания наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и направление скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4 противоположны друг другу, соотношением солнечного/планетарных резьбовых участков является «обратное направление». Кроме того, когда направление скручивания наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и направление скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4 являются такими же, как каждое другое, соотношением солнечного/планетарных резьбовых участков является «прямое направление».
«Количество планетарных валов» по (C) представляет количество планетарных валов 4, расположенных вокруг солнечного вала 3.
«Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков» по (D) представляет отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs, числа витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp и числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr. То есть «отношением чисел витков резьбы резьбовых участков» является «ZSs:ZSp:ZSr».
«Отношение количеств зубьев шестерен» по (E) представляет отношение количества зубьев солнечной шестерни ZGs, количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев кольцевой шестерни ZGr. То есть отношением количеств зубьев шестерен является ZGs:ZGp:ZGr.
«Отношение эффективных диаметров резьбовых участков» по (F) представляет отношение эффективного диаметра солнечного резьбового участка DSs, эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра кольцевого резьбового участка DSr. То есть отношением эффективных диаметров резьбовых участков является DSs:DSp:DSr.
«Отношение эффективных диаметров шестерен» по (G) представляет отношение эффективного диаметра солнечной шестерни DGs, эффективного диаметра планетарной шестерни DGp и эффективного диаметра кольцевой шестерни DGr. То есть, отношением эффективных диаметров шестерен является DGs:DGp:DGr.
«Число действующих витков резьбы» по (H) представляет разность между фактическим числом витков резьбы резьбового участка (числом витков резьбы по (D)) и опорным числом витков резьбы. То есть, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения солнечного вала, число действующих витков резьбы является значением, полученным вычитанием опорного числа солнечных витков резьбы ZSS из числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs по (D). Когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения кольцевого вала, число действующих витков резьбы является значением, полученным вычитанием опорного числа кольцевых витков резьбы ZSR из числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr по (D).
«Количество действующих зубьев» по (I) представляет разность между фактическим количеством зубьев шестерни (количеством зубьев по (E)) и опорным количеством зубьев. То есть, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения солнечного вала, количество действующих зубьев является значением, полученным вычитанием опорного количества солнечных зубьев ZGS из количества зубьев солнечной шестерни ZGs по (E). Кроме того, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения кольцевого вала, количество действующих зубьев является значением, полученным вычитанием опорного количества кольцевых зубьев ZGR из количества зубьев кольцевой шестерни ZGr по (E).
Теперь будет проиллюстрирован отдельный способ установки для вышеупомянутых пунктов.
Пример 1 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»
(C) Количество планетарных валов: «4»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «3:1:5»
(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «31:9:45»
(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»
(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3,44:1:5»
(H) Число действующих витков резьбы: «0»
(I) Количество действующих зубьев: «4»
Пример 2 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»
(C) Количество планетарных валов: «9»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «4:1:5»
(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «31:10:50»
(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»
(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3,1:1:5»
(H) Число действующих витков резьбы: «1»
(I) Количество действующих зубьев: «1»
Пример 3 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «прямое направление»
(C) Количество планетарных валов: «9»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «-5:1:5»
(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «31:10:50»
(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»
(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3.1:1:5»
(H) Число действующих витков резьбы: «-8»
(I) Количество действующих зубьев: «1»
Пример 4 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»
(C) Количество планетарных валов: «11»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «5:1:6»
(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «39:10:60»
(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «4:1:6»
(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3,9:1:6»
(H) Число действующих витков резьбы: «1»
(I) Количество действующих зубьев: «-1»
Пример 5 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»
(C) Количество планетарных валов: «7»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «2:1:5»
(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «25:9:45»
(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»
(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «2,78:1:5»
(H) Число действующих витков резьбы: «-1»
(I) Количество действующих зубьев: «-2»
Пример 6 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»
(C) Количество планетарных валов: «5»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «11:2:14»
(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «58:11:77»
(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «6:1:8»
(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «5,8:1.1:7,7»
(H) Число действующих витков резьбы: «1»
(I) Количество действующих зубьев: «3»
Пример 7 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения кольцевого вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»
(C) Количество планетарных валов: «9»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «3:1:6»
(E) Отношение количеств зубьев шестерен: «30:10:51»
(F) Отношение эффективных диаметров резьбовых участков: «3:1:5»
(G) Отношение эффективных диаметров шестерен: «3:1:5,1»
(H) Число действующих витков резьбы: «1»
(I) Количество действующих зубьев: «1»
Как описано выше, первый вариант осуществления обладает следующими преимуществами.
(1) Действия и преимущества механизма 1 преобразования согласно первому варианту осуществления далее будут описаны на основании сравнения с механизмом преобразования вращательного/поступательного движения (базовым механизмом преобразования движения), оснащенным планетарными валами, в которых передняя планетарная шестерня и задняя планетарная шестерня сформированы как целая часть с основным корпусом вала.
В вышеупомянутом базовом механизме преобразования движения, если есть смещение фазы вращения между передней коронной шестерней и задней коронной шестерней, планетарные валы компонуются между коронным валом и солнечным валом в наклонном состоянии относительно центральной оси солнечного вала (коронного вала) в соответствии со смещением фаз. Таким образом, зацепление резьбовых участков между коронным валом, солнечным валом и планетарными валами 4 становится неравномерным, каковое локально увеличивает давление между резьбовыми участками и шестернями. Как результат, вызывается локальный износ, соответственно снижая срок службы механизма преобразования и уменьшая эффективность преобразования из вращательного движения в поступательное движение вследствие увеличения износа.
В противоположность, в механизме 1 преобразования согласно первому варианту осуществления планетарные валы 4 образованы, чтобы позволять передней планетарной шестерне 42 и задней планетарной шестерне 43 вращаться относительно друг друга. Таким образом, поглощается смещение фазы вращения между передней коронной шестерней 22 и задней коронной шестерней 23. То есть, когда вызывается смещение фаз вращения между передней коронной шестерней 22 и задней коронной шестерней 23, смещение фаз вращения поглощается благодаря повороту каждой задней планетарной шестерни 43 относительно ассоциативно связанного основного корпуса 41 вала (относительному вращению передней планетарной шестерни 42 и задней планетарной шестерни 43). Это подавляет наклон планетарных валов 4, вызванный смещением между фазой вращения передней коронной шестерни 22 и фазой вращения задней коронной шестерни 23. Таким образом, достигается равномерное зацепление резьбовых участков и равномерное зацепление шестерен между коронным валом 2, солнечным валом 3 и планетарными валами 4. Как результат, срок службы механизма 1 преобразования и эффективность преобразования движения улучшаются.
(2) Для подавления наклона планетарных валов 4, например, механизм 1 преобразования изготавливается, как описано ниже. То есть в процессе производства механизма 1 преобразования смещение между фазой вращения передней коронной шестерни 22 и фазой вращения задней коронной шестерни 23 снижается комбинированием компонентов наряду с регулировкой фаз вращения передней кольцевой шестерни и задней кольцевой шестерни 23. Однако в этом случае, поскольку фазы вращения шестерен должны строго регулироваться, производительность снижается. Более того, смещение фаз не могло бы достаточно снижаться несмотря на то, что регулируются фазы вращения шестерен. Поэтому эта мера противодействия не является предпочтительной.
В противоположность, механизм 1 преобразования по первому варианту осуществления использует конфигурацию, в которой смещение фаз вращения поглощается благодаря относительному движению передней планетарной шестерни 42 и задней планетарной шестерни 43, как описано выше. Поэтому производительность улучшается, а наклон планетарных валов 4 подавляется более подходящим образом.
(3) В каждом из планетарных валов 4 механизма преобразования по первому варианту осуществления передняя планетарная шестерня 42 и наружный резьбовой участок 44 сформированы как целая часть с основным корпусом 41 вала. Как результат, во время производства планетарных валов 4, передняя планетарная шестерня 42 и наружный резьбовой участок 44 могут прокатываться одновременно, что улучшает производительность.
(4) В механизме 1 преобразования по первому варианту осуществления радиальное положение солнечного вала 3 ограничено зацеплением резьбовых участков и зацеплением шестерен, передней обоймой 51 и задней обоймой 52. Радиальное положение планетарных валов 4 ограничивается зацеплением резьбовых участков и зацеплением шестерен. Как результат, поскольку механизм 1 преобразования образован минимальным количеством компонентов для ограничения планетарных валов 4, планетарные валы 4 сдерживаются от наклона относительно осевого направления солнечного вала 3 надлежащим образом.
(5) В механизме 1 преобразования по первому варианту осуществления передняя обойма 51 снабжена смазочными отверстиями 51H. Таким образом, поскольку смазка может подаваться на участок зацепления резьбовых участков и шестерен через смазочные отверстия 51H, срок службы резьбовых участков и шестерен улучшается. Кроме того, поскольку инородные объекты в механизме 1 преобразования выбрасываются наружу по мере того, как смазка подается через смазочные отверстия 51H, подавляется снижение эффективности преобразования и неисправность, обусловленные инородными объектами.
(6) В механизме 1 преобразования по первому варианту осуществления полное отношение количества зубьев ZGT и полное отношение эффективных диаметров ZST установлены в разные значения в пределах диапазона, в котором удовлетворены условия (A)-(C). Этим достигается способ работы, при котором зацепление резьбовых участков и зацепление шестерен получается одновременно, и способ работы, при котором фазы вращения планетарных валов 4 отличаются друг от друга. Таким образом, подавляются пульсации вращающего момента, вызванные зацеплением шестерен. Кроме того, снижаются рабочие шумы, и соответственно улучшается ресурс прочности.
Первый вариант осуществления может быть модифицирован следующим образом.
В качестве конфигурации для обеспечения возможности передней планетарной шестерне 42 и задней планетарной шестерне 43 вращаться относительно друг друга, первый вариант осуществления применяет конфигурацию, в которой основной корпус 41 вала и задняя планетарная шестерня 43 сформированы отдельно. Однако это может быть модифицировано, как описано ниже. Основной корпус 41 вала, передняя планетарная шестерня 42 и задняя планетарная шестерня 43 формируются отдельно и соединяются так, что эти компоненты вращаются относительно друг друга. Это дает передней планетарной шестерне 42 и задней планетарной шестерне 43 возможность вращаться относительно друг друга.
Механизм 1 преобразования по первому варианту осуществления является механизмом преобразования, который работает на основании следующих принципов работы. То есть вращательное движение преобразуется в поступательное движение благодаря разнице между углами поворота, сформированными в соответствии с разницей между отношением количеств зубьев и отношением чисел витков резьбы солнечного вала 3 или коронного вала 2 к планетарным валам 4 в двух типах планетарных механизмов замедления. В противоположность, механизм преобразования по варианту осуществления, описанному ниже, является механизмом преобразования, который работает на основании следующих принципов работы. Механизм преобразования по второму варианту осуществления отличается от механизма 1 преобразования по первому варианту осуществления по той причине, что применяется конфигурация, описанная ниже, но прочая конфигурация является такой же, как у механизма 1 преобразования по первому варианту осуществления.
Когда механизм замедления типа с планетарной зубчатой передачей образован солнечными шестернями, вследствие соотношения направления вращения шестерен, линия наклона зуба солнечной шестерни и линия наклона зуба планетарной шестерни установлены в противоположные направления друг от друга, и углы скручивания шестерен установлены в одну и ту же величину. Кроме того, в качестве коронной шестерни применяется шестерня, имеющая угол скручивания, который находится в таком же направлении, как планетарная шестерня.
Поэтому, чтобы сконфигурировать механизм замедления (механизм замедления типа с планетарной резьбовой передачей), который является таким же, как механизм замедления типа с планетарной зубчатой передачей, зацеплением резьбовых участков, начальный угол подъема линии витка солнечного резьбового участка, соответствующего солнечной шестерне, планетарного резьбового участка, соответствующего планетарной шестерне, и кольцевого резьбового участка, соответствующего коронной шестерне, устанавливаются в одну и ту же величину, и солнечный резьбовой участок имеет резьбовой участок в противоположном направлении. В таком механизме замедления планетарной резьбовой передачи ни один из компонентов не смещается в осевом направлении относительно другого компонента. Однако при условии, что такое состояние, где относительное перемещение в осевом направлении не происходит, указывается ссылкой как опорное состояние, солнечный резьбовой участок или кольцевой резьбовой участок могут смещаться в осевом направлении посредством изменения угла опережения солнечного резьбового участка или кольцевого резьбового участка из опорного состояния наряду с выполнением зацепления резьбовых участков.
Вообще, для полного зацепления двух резьбовых участков шагам резьб необходимо быть установленными в одинаковый размер. Кроме того, в механизме замедления типа с планетарной резьбовой передачей, чтобы выровнять все углы опережения солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка, отношение опорного делительного диаметра солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка необходимо приводить в соответствие с отношением чисел витков резьбы солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка.
Поэтому в механизме замедления типа планетарной резьбовой передачи условиями, в которых ни один из компонентов не перемещается в осевом направлении, являются следующие условия (1)-(3):
(1) Соотношение, в котором только солнечный резьбовой участок является обратной резьбой среди солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка.
(2) Шаги резьб солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка являются одним и тем же размером.
(3) Отношение опорного делительного диаметра солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка является такой же величиной, как отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка, планетарных резьбовых участков и кольцевого резьбового участка.
В противоположность, когда число витков резьбы солнечного резьбового участка или кольцевого резьбового участка увеличивается от числа витков резьбы вышеприведенного (2) на целое число витков резьбы, солнечный резьбовой участок или кольцевой резьбовой участок перемещаются в осевом направлении относительно других резьбовых участков. Таким образом, второй вариант осуществления отражает вышеприведенную идею в конфигурации механизма 1 преобразования. Это позволяет механизму 1 преобразования преобразовывать вращательное движение в поступательное движение.
Когда применяется режим перемещения солнечного вала, механизм 1 преобразования конфигурируется, чтобы удовлетворять следующим условиям (A)-(D). Когда применяется режим перемещения кольцевого вала, механизм 1 преобразования конфигурируется, чтобы удовлетворять следующим условиям (A)-(C) и (E):
(A) Направление скручивания наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 противоположно направлению скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4.
(B) Направление скручивания внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2 является таким же, как направление скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4.
(C) Шаги резьбы коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 идентичны.
(D) Что касается соотношения между опорным делительным диаметром и числом витков резьбы резьбовых участков коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4, при условии, что соотношение, когда ни один из коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 не подвергается относительному смещению в осевом направлении, указывается как опорное соотношение, число витков резьбы наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 является большим или меньшим, чем число витков резьбы в опорном соотношении на целое число.
(E) Что касается соотношения между опорным делительным диаметром и числом витков резьбы резьбовых участков коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4, при условии, что соотношение, когда ни один из коронного вала 2, солнечного вала 3 и планетарных валов 4 не подвергается относительному смещению в осевом направлении, указывается как опорное соотношение, число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2 является большим или меньшим, чем число витков резьбы в опорном соотношении на целое число.
В механизме 1 преобразования, при условии, что нет никакого относительного смещения в осевом направлении между кольцевым валом 2, солнечным валом 3 и планетарными валами 4, соотношение, представленное [выражением 81], установлено между опорным делительным диаметром и числом витков резьбы резьбовых участков.
DSr:DSs:DSp=ZSr:ZSs:ZSp
[выражение 81]
В случае, где число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2, наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4, когда удовлетворено соотношение по [выражению 81], предполагается «опорным числом витков резьбы», а разница между числом витков резьбы резьбовых участков и опорным числом витков резьбы предполагается «числом действующих витков резьбы», коронный вал 2 или солнечный вал 3 могут поступательно двигаться в механизме 1 преобразования посредством установки «числа действующих витков резьбы» одного из коронного вала 2 и солнечного вала 3 в значение, отличное от «0». То есть, когда опорное число витков резьбы внутреннего резьбового участка 24 коронного вала 2 указывается, как опорное число кольцевых витков резьбы ZSR, а опорное число витков резьбы наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 указывается как опорное число солнечных витков резьбы ZSS, коронный вал 2 или солнечный вал 3 поступательно двигается посредством установки числа витков резьбы из условия, чтобы было удовлетворено одно из следующих [выражения 82] и [выражения 83].
ZSr-ZGR≠0
[выражение 82]
ZSs-ZGS≠0
[выражение 83]
Отдельный способ настройки будет приведен в «Отдельных примерах способа установки числа витков резьбы».
Основные пункты, представляющие технические условия механизма 1 преобразования по второму варианту осуществления, включают в себя следующие пункты (A)-(E), включающие в себя отношение опорного делительного диаметра и отношение количества зубьев.
(A) Режим преобразования движения
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков
(C) Количество планетарных валов
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков
(E) Число действующих витков резьбы
Подробности вышеупомянутых пунктов будут описаны далее.
«Режим преобразования движения» по (A) представляет режим работы для преобразования вращательного движения в поступательное движение. То есть при поступательном движении солнечного вала 3 посредством вращательного движения коронного вала 2, режим преобразования движения находится в «режиме перемещения солнечного вала». Кроме того, при поступательном движении коронного вала 2 посредством вращательного движения солнечного вала 3 режим преобразования движения находится в «режиме перемещения кольцевого вала».
«Соотношение солнечного/планетарных резьбовых участков» по (B) представляет соотношение направления скручивания между наружным резьбовым участком 34 солнечного вала 3 и наружными резьбовыми участками 44 планетарных валов 4. То есть, когда направление скручивания наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и направление скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4 противоположны друг другу, соотношением солнечного/планетарных резьбовых участков является «обратное направление». Кроме того, когда направление скручивания наружного резьбового участка 34 солнечного вала 3 и направление скручивания наружных резьбовых участков 44 планетарных валов 4 являются такими же, как каждое другое, соотношением солнечного/планетарных резьбовых участков является «прямое направление».
«Количество планетарных валов» по (C) представляет количество планетарных валов 4, расположенных вокруг солнечного вала 3.
«Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков» по (D) представляет отношение числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs, числа витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp и числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr. То есть отношением чисел витков резьбы резьбовых участков является ZSs:ZSp:ZSr.
«Число действующих витков резьбы» по (E) представляет разность между фактическим числом витков резьбы резьбового участка (числа витков резьбы по (D)) и опорным числом витков резьбы. То есть, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения солнечного вала, число действующих витков резьбы является значением, полученным вычитанием опорного числа солнечных витков резьбы ZSS из числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs по (D). Кроме того, когда режим преобразования движения находится в режиме перемещения кольцевого вала, число действующих витков резьбы является значением, полученным вычитанием опорного числа кольцевых витков резьбы, ZSR, из числа витков резьбы кольцевого резьбового участка, ZSr, по (D).
Далее будет проиллюстрирован отдельный способ установки в соответствии с указанными пунктами.
Пример 1 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения солнечного вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»
(C) Количество планетарных валов: «9»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: "4:1:5"
(F) Число действующих витков резьбы: «1»
Пример 2 установки
(A) Режим преобразования движения: «режим перемещения кольцевого вала»
(B) Соотношение солнечных/планетарных резьбовых участков: «обратное направление»
(C) Количество планетарных валов: «9»
(D) Отношение чисел витков резьбы резьбовых участков: «3:1:6»
(E) Число действующих витков резьбы: «1»
Механизм 1 преобразования по второму варианту осуществления дополнительно использует следующий способ настройки для количества зубьев и опорного делительного диаметра шестерен и числа витков резьбы и опорного делительного диаметра резьбовых участков.
[A] Эффективный диаметр планетарного резьбового участка DSp и эффективный диаметр планетарной шестерни DGp устанавливаются в один и тот же размер. Кроме того, отношение количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев кольцевой шестерни ZGr устанавливаются в такой же размер, как отношение эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра кольцевого резьбового участка DSr. Таким образом, отношение количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев кольцевой шестерни ZGr равно отношению числа витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp и числа витков резьбы кольцевого резьбового участка ZSr. Таким образом, соотношение количества вращения коронного вала 2 и планетарных валов 4 точно ограничено отношением количества зубьев коронных шестерен 22, 23 и планетарных шестерен 42, 43. Кроме того, отношение эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра кольцевого резьбового участка DSr поддерживается в отношении эффективного диаметра, которое должно устанавливаться изначально.
[B] Эффективный диаметр планетарного резьбового участка DSp и эффективный диаметр планетарной шестерни DGp устанавливаются в один и тот же размер. Кроме того, отношение количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев солнечной шестерни ZGs устанавливаются в такой же размер, как отношение эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра солнечного резьбового участка DSs. Таким образом, отношение количества зубьев планетарной шестерни ZGp и количества зубьев солнечной шестерни ZGs равно отношению числа витков резьбы планетарного резьбового участка ZSp и числа витков резьбы солнечного резьбового участка ZSs. Таким образом, соотношение количества вращения солнечного вала 3 и планетарных валов 4 точно ограничено отношением количества зубьев солнечных шестерен 32, 33 и планетарных шестерен 42, 43. Кроме того, отношение эффективного диаметра планетарного резьбового участка DSp и эффективного диаметра солнечного резьбового участка DSs поддерживается на отношении эффективного диаметра, которое должно устанавливаться изначально.
Как описано выше, механизм 1 преобразования согласно второму варианту осуществления обладает преимуществами, которые являются такими же, как преимущества (1)-(4) и (5) первого варианта осуществления изобретения.
Второй вариант осуществления может быть модифицирован, как будет описано далее.
Во втором варианте осуществления можно не использовать переднюю короную шестерню 22 и/или заднюю коронную шестерню 23. То есть конфигурация может быть модифицирована из условия, чтобы передняя планетарная шестерня 42 и/или задняя планетарная шестерня 43 не зацеплялась с коронным валом 2.
Во втором варианте осуществления можно не использовать переднюю солнечную шестерню 32 и/или заднюю солнечную шестерню 33. То есть конфигурация может быть модифицирована из условия, чтобы передняя планетарная шестерня 42 и/или задняя планетарная шестерня 43 не зацеплялась с солнечным валом 3.