ПЛАНЕТАРНЫЙ ЗУБЧАТЫЙ РЕДУКТОР
PLANETARY GEAR REDUCER

Изобретение относится к зубчатым передачам и может найти применение в силовых приводах технологических машин, к которым предъявляются требования большого передаточного отношения, и повышенной частоте вращения входного вала, например, таких как автоматические тележки, приводы систем управления технологическими процессами и др.
Известен планетарный редуктор по кинематической схеме 3k, содержащий центральный входной вал с солнечным зубчатым колесом, сателлиты, водило и консольный центральный выходной вал, позволяющий получать большие передаточные отношения (Планетарные передачи. Справочник. / Под ред. В.Н. Кудрявцева и Ю.Н. Кирдяшева - Л.: Машиностроение, 1977 - С.9-15, Табл.1.1).
Недостатком указанного редуктора является наличие центробежных сил из-за планетарной подвижности сателлитов, водила, осей, получающих вращение от центрального входного (быстроходного) вала, причем, чем выше частота вращения входного вала (приводного двигателя), тем больше центробежные силы.
Известен планетарный редуктор по кинематической схеме, описанной в патенте на изобретение RU 2311573 С23, содержащий не менее трех периферийных валов, кинематически связанных с входным валом и несущих цилиндрические шестерни, зубчатую муфту и конический дифференциал, в состав которого входят сателлиты и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, который является центральным валом конического дифференциала, при этом конический дифференциал расположен внутри зубчатой муфты, один венец которой образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями периферийных валов, находящимися в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с одним коническим колесом дифференциала, второй венец зубчатой муфты образует зубчатое соединение с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с другим коническим колесом дифференциала, оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее.
Недостатками указанного редуктора является: во-первых - наличие конического дифференциала, существенно увеличивающего осевые габариты редуктора, требующего регулировки зацепления, а так же снижающего его нагрузочную способность по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами; во-вторых - одновременное зацепление цилиндрических шестерен на периферийном валу с одним из венцов комбинированной зубчатой муфты и с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с одним коническим колесом дифференциала, существенно снижает ряд допустимых чисел зубьев зубчатых колес из-за необходимости выполнения условия сборки.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является, снижение осевых габаритов планетарного зубчатого редуктора, а так же увеличения ряда допустимых значений чисел зубьев зубчатых колес, удовлетворяющих условиям сборки, соосности и соседства при сохранении таких преимуществ, как исключение центробежных сил, получение любого значения передаточного отношения редуктора и уменьшение его габаритов за счет введения звена внутренней обратной связи в устройство редуктора.
Технический результат достигается тем, что планетарный зубчатый редуктор, содержащий входной вал с шестерней, сателлиты, водило и центральный выходной вал, отличающийся тем, что содержит не менее трех периферийных валов, кинематически связанных с входным валом и несущих цилиндрические шестерни, комбинированное колесо внутреннего зацепления и дифференциал, в состав которого входят сателлиты и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, при этом дифференциал расположен внутри комбинированного колеса, один венец которого образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями периферийных валов, второй венец образует внутреннее зацепление с сателлитами дифференциала, оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее, а шестерни периферийных валов находятся в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с цилиндрическим колесом дифференциала. Изобретение поясняется чертежами:
Фиг.1 - кинематическая схема планетарного зубчатого редуктора;
Фиг.2 - вид А.
Планетарный зубчатый редуктор содержит входной вал (1) с шестерней (2), три периферийных вала (6, 7, 8), несущих цилиндрические шестерни (9, 10, 11 и 15, 16, 17), комбинированное колесо внутреннего зацепления (14) и цилиндрический дифференциал, который расположен внутри комбинированного колеса (14). Венец (12) комбинированного колеса внутреннего зацепления (14) образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями (9, 10, 11), а цилиндрические шестерни (15, 16, 17) образуют внешнее зацепление с цилиндрическим зубчатым колесом (18), имеющим общую ступицу с цилиндрическим колесом (19) дифференциала. Венец (13) комбинированного колеса внутреннего зацепления (14) образует внутреннее зацепление с сателлитами дифференциала (20, 21, 22). Водило (23) дифференциала жестко связано с центральным выходным валом (24). Оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала (24) и равноудалены от нее. Изобретение позволяет исключить центробежные силы, получить любое значение передаточного отношения редуктора и уменьшить его габариты.
Планетарный зубчатый редуктор работает следующим образом.
Вращение от входного вала 1 через сменные зубчатые колеса 3, 4, 5 параллельными потоками передается на цилиндрические шестерни 9, 10, 11 и 15, 16, 17. Поскольку они находятся в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом 18 и с венцом 12 комбинированного колеса внутреннего зацепления, то вращение передается и на центральное колесо 19, имеющее общую ступицу с цилиндрическим колесом 18, и на сателлиты 20, 21, 22 дифференциала, имеющие зубчатое зацепление с венцом 13 комбинированного колеса, но с разными передаточными числами (частотами вращения). От водила 23 дифференциала вращение передается на центральный выходной вал 24 редуктора.
В связи с присутствием положительной обратной связи на цилиндрических шестернях 9, 10, 11 и 15, 16, 17 происходит суммирование вращающих моментов периферийных валов 6, 7, 8 и момента комбинированного колеса внутреннего зацепления 14, поэтому одновременно с редукцией частоты вращения соответственно возрастает вращающий момент на центральном выходном валу 24 редуктора.
Сменные зубчатые колеса 3, 4, 5 служат для повышения или корректировки общего передаточного отношения.
Планетарный зубчатый редуктор за счет использования внутренней обратной связи позволяет исключить существенное влияние центробежных сил, открывает возможность создания скоростной, динамически сбалансированной конструкции, уменьшает ее габариты при большом передаточном отношении, расширяет эксплуатационные возможности за счет включения в схему привода высокоскоростных двигателей.