ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА
PLANETARY GEAR

Изобретение относится к зубчатым передачам для сообщения вращательного движения с зубчатыми колесами, совершающими планетарное движение с центральной осью передачи, лежащей внутри основной окружности планетарного колеса, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства.
Из уровня техники известна планетарная передача, содержащая водило, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, сателлиты, каждый из которых установлен на один сферический подшипник, и самоустанавливающуюся солнечную шестерню, механизм самоустановки которой выполнен в виде двойной зубчатой муфты [1].
Недостатком передачи является большой радиальный размер, так как при небольшом радиальном размере один сферический подшипник сателлита не обеспечивает требуемой нагрузочной способности механизма.
Известна конструкция планетарной передачи Д.И. Шаткуса, содержащая установленное на шлицевой вал самоустанавливающееся водило, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, солнечную шестерню и сателлиты, выполненные со сферической внутренней поверхностью и установленные на сферические опоры [2].
Ее недостатком является низкая технологичность из-за наличия сложных в изготовлении внутренней сферической поверхности на сателлите и внешней сферической поверхности на кольце подшипника сателлита.
Наиболее близкой к заявленному изобретению конструкцией планетарной передачи принятой в качестве прототипа признана планетарная передача, использующаяся в составе мотор-редуктора (Зубчатые и червячные передачи. Некоторые вопросы кинематики, динамики, расчета и производства. Под ред. д-ра техн. наук Н.И. Колчина. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1974, 352 с., с. 154, рис. 75), содержащая центральное колесо с внутренними зубьями, водило, сателлиты, посаженные посредством подшипников на оси, которые консольно установлены в водиле, и солнечную шестерню, соединенную с быстроходным валом посредством механизма самоустановки, выполненного в виде зубчатой муфты [3].
Недостатком передачи является ее низкая нагрузочная способность в результате неравномерного распределения нагрузки в зацеплениях колес из-за деформации кручения солнечной шестерни и прогиба консольных осей сателлитов.
Технической задачей изобретения, совпадающей с положительным результатом от его применения, является повышение нагрузочной способности планетарной передачи. Повышение нагрузочной способности планетарной передачи достигается за счет выполнения центрального колеса с внутренними зубьями с кольцевыми канавками на внешней поверхности обода, а механизма самоустановки солнечной шестерни - в виде коротких роликов, расположенных одновременно в цилиндрических пазах быстроходного вала и солнечной шестерни у ее торца, что обеспечивает компенсацию прогиба осей сателлитов деформацией солнечной шестерни и центрального колеса с внутренними зубьям, а следовательно, близкое к равномерному распределение нагрузки в зацеплениях колес.
Планетарная передача содержит центральное колесо с внутренними зубьями, водило, сателлиты, посаженные посредством подшипников на оси, которые консольно установлены в водиле, солнечную шестерню, соединенную с быстроходным валом посредством механизма самоустановки. Отличает передачу от известных то, что центральное колесо с внутренними зубьями выполнено с кольцевыми канавками на внешней поверхности обода глубиной, равной толщине обода, а механизм самоустановки солнечной шестерни выполнен в виде коротких роликов, расположенных с зазором одновременно в цилиндрических пазах быстроходного вала и солнечной шестерни у ее торца, и деформируемых центрирующих роликов, расположенных в цилиндрических пазах быстроходного вала и сопрягаемых с внутренней цилиндрической поверхностью солнечной шестерни. При этом деформируемые центрирующие ролики могут быть выполнены из любого податливого материала, например, из резины или силикона.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид планетарной передачи в разрезе, на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1, на фиг 3 - вид по Б-Б на фиг. 1 солнечной шестерни в сборе с быстроходным валом.
Планетарная передача имеет следующую конструкцию.
Планетарная передача содержит центральное колесо с внутренними зубьями 1, водило 2, сателлиты 3, подшипники сателлитов 4, оси сателлитов 5, солнечную шестерню 6, быстроходный вал 7, короткие ролики 8, деформируемые центрирующие ролики 9, корпус 10 и ступицу центрального колеса с внутренними зубьями 11.
Центральное колесо с внутренними зубьями 1 выполнено с кольцевыми канавками на внешней поверхности обода глубиной, равной толщине обода. Быстроходный вал 7 имеет цилиндрические пазы длиной, равной суммарной длине короткого ролика 8 и деформируемого центрирующего ролика 9, причем радиус пазов больше радиуса коротких роликов 8, но равен радиусу деформируемых центрирующих роликов 9. Солнечная шестерня 6 выполнена с аналогичными цилиндрическими пазами у торца, длина которых равна длине короткого ролика 8, и с внутренней цилиндрической поверхностью на остальной ее части. Водило 2 выполнено за одно целое с крышкой корпуса 10.
Сателлиты 3 посажены посредством подшипников 4 на оси сателлитов 5, которые консольно установлены в водиле 2. Короткие ролики 8 установлены с зазором в цилиндрические пазы быстроходного вала 7 и солнечной шестерни 6, а деформируемые центрирующие ролики 9 - в цилиндрические пазы быстроходного вала 7. Сателлиты 3 зацепляются с центральным колесом с внутренними зубьями 1 и солнечной шестерней 6.
Сборка планетарной передачи осуществляется в следующей последовательности.
Центральное колесо с внутренними зубьями 1 устанавливается посредством подшипников в корпусе передачи 10. В цилиндрические пазы быстроходного вала 7 устанавливаются короткие ролики 8 и деформируемые центрирующие ролики 9, после чего на них сажается солнечная шестерня 6. Собранный таким образом блок деталей осевым перемещением вводится в центральное колесо с внутренними зубьями 1 до установки быстроходного вала 7 посредством подшипника в ступицу центрального колеса с внутренними зубьями 11. Оси сателлитов 5 запрессовываются в отверстия водила 2 и фиксируются в нем. На оси сателлитов 5 сажаются сателлиты 3 в сборе с подшипниками 4 и фиксируются на них. Собранный блок деталей осевым перемещением сажается посредством подшипника на быстроходный вал 7 и вводится в корпус планетарной передачи 10 до вхождения в зацепление сателлитов 3 с центральным колесом с внутренними зубьями 1 и солнечной шестерней 6.
Планетарная передача работает следующим образом.
Вращательное движение передается от быстроходного вала 7 и солнечной шестерни 6 через сателлиты 3, опирающиеся через подшипники сателлитов 4 на оси сателлитов 5, центральному колесу с внутренними зубьями 1. При этом прогиб осей сателлитов 5, приводящий к неравномерному распределению нагрузки по длине зубьев колес, компенсируется деформациями кручения солнечной шестерни 6 и центрального колеса с внутренними зубьями 1. Зазоры между короткими роликами 8 и цилиндрическими поверхностями солнечной шестерни 6 и быстроходного вала 7 позволяют солнечной шестерне 6 самоустанавливаться, снижая неравномерность распределения нагрузки по сателлитам 3. В моменты пуска планетарной передачи ударная нагрузка в сопряжениях зубьев колес демпфируется центрирующими деформируемыми роликами 9. При остановленном центральном колесе с внутренними зубьями 1 движение от быстроходного вала 7 и солнечной шестерни 6 передается водилу 2 и жестко связанному с ним корпусу 10, который может быть использован в качестве барабана грузоподъемного механизма.
Таким образом, снижение неравномерности распределения нагрузки в зацеплениях колес за счет компенсации прогиба осей сателлитов 5 деформациями кручения солнечной шестерни 6 и центрального колеса с внутренними зубьями 1, а также самоустановки солнечной шестерни 6 позволяет повысить нагрузочную способность планетарной передачи. Повышению нагрузочной способности способствует также демпфирование ударных нагрузок центрирующими деформируемыми роликами 9.
Источники информации
1. Детали машин и основы конструирования / Под редакцией М.Н. Ерохина. - М.: КолосС, 2005, с. 75, рис. 5.20.
2. Пивоваров А.О., Шевчук В.П. Совершенствование планетарной передачи механизма поворота сельскохозяйственного трактора Четра-6 // Электронный научный журнал «Международный студенческий научный вестник». - 2014. - №4, рис. 2.5.
3. Зубчатые и червячные передачи. Некоторые вопросы кинематики, динамики, расчета и производства. Под ред. д-ра техн. наук Н.И. Колчина. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1974, 352 с.