СПОСОБ РАБОТЫ ТРЕХСТУПЕНЧАТОГО ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА
OPERATING METHOD OF THREE-STAGE PLANETARY REDUCTION GEAR

Настоящее изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве способа работы при реализации его в трехступенчатом планетарном редукторе.
Известен способ работы трехступенчатого планетарного редуктора, реализованный в трехступенчатом планетарном редукторе (Слюдиков М.Н., Бруевич Н.Г., Сергеев В.И. и др. Надежность и точность механизмов приводов систем управления летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1984, с. 74, рис. 4.6), включающий передачу крутящего момента от быстроходного вала к тихоходному посредством трех последовательно установленных планетарных рядов, взаимодействие между которыми осуществляют посредством зубчатых зацеплений, зубчатого взаимодействия солнечной шестерни с водилом, вращения водил промежуточного и быстроходного планетарных рядов в опорах.
Недостаток способа аналога заключается в том, что его реализация не обеспечивает достаточно высокие КПД, надежность работы редуктора и не обеспечивает улучшение его габаритно-массовых параметров. Причиной этому является то, что в нем отсутствует возможность независимой самоустановки центральных звеньев соседних планетарных рядов (водило планетарного ряда выполнено как единое целое с солнечной шестерней последующего планетарного ряда). Кроме того, расстояние между зубчатым венцом солнечной шестерни и щекой сопряженного водила выполнено относительно большим (для перебега долбяка или выхода фрезы, при изготовлении).
В качестве прототипа выбран способ, реализованный в электроприводе для создания крутящего момента (RU 2252347, МПК F16H 1/48, Н02K 7/116. Опубл. 20.10.2004), включающий передачу крутящего момента от быстроходного вала к тихоходному посредством трех последовательно установленных планетарных рядов, взаимодействие между которыми осуществляют посредством зубчатых зацеплений, зубчатого взаимодействия солнечной шестерни с водилом, вращения водил промежуточного и быстроходного планетарных рядов в опорах.
Недостатки способа-прототипа аналогичны недостаткам вышеуказанного аналога.
Задачами изобретения являются: повышение КПД и надежности работы устройства, уменьшение его габаритных размеров.
Задачи решены за счет того, что в предложенном способе работы трехступенчатого планетарного редуктора (включающем передачу крутящего момента от быстроходного вала к тихоходному посредством трех последовательно установленных планетарных рядов, взаимодействие между которыми осуществляют посредством зубчатых зацеплений, а вращение водил промежуточного и быстроходного планетарных рядов осуществляют в опорах) взаимодействие между быстроходным водилом с промежуточной солнечной шестерней и промежуточным водилом с тихоходной солнечной шестерней осуществляют с помощью муфт, с зубьями с бочкообразной формой, с центральными осесимметричными многогранными отверстиями, например шестигранными, в которые сопряженно устанавливают концы соответственно промежуточной и тихоходной солнечных шестерен; вращение водил промежуточного и быстроходного планетарных рядов осуществляют в шарикоподшипниках, внутренние кольца которых выполняют разъемными в соответствующих ортогональных плоскостях относительно осей вращения указанных подшипников, совпадающих с осью редуктора, причем указанные ортогональные плоскости проходят через центры шариков указанных шарикоподшипников, кроме того, одни части каждого разъемного кольца выполняют заодно с водилом, а другие части - в виде съемных колец, и закрепляют между собой, например посредством винтов.
Суть предложенного способа поясняется на примере его реализации в электроприводе с трехступенчатым планетарным редуктором, показанным на фиг.1-2. На фиг.1 представлен общий вид электропривода в разрезе. На фиг.2 представлены муфты солнечных шестерен, винты крепления съемных колец, установка короны и шарикоподшипники 46, 47.
Электропривод с трехступенчатым планетарным редуктором содержит плату 1 с корпусом 2, входной вал 3, связанный с электродвигателем 4 посредством предступени 5, быстроходный, промежуточный и тихоходный планетарные ряды 6, 7, 8, каждый из которых включает соответствующие солнечную шестерню 9, 10, 11, сателлиты 12, 13, 14, водило 15, 16, 17, корону 18, 19, 20, выходной вал 21, выполненный как единое целое с тихоходным водилом 17 и установленным на указанных радиальных шарикоподшипниках 22, 23, быстроходное водило 15, связанное с промежуточным водилом 16 и, соответственно, с промежуточной и тихоходной солнечными шестернями 10, 11; промежуточное водило 16, связанное с тихоходным водилом 17; связи между быстроходным водилом 15 с промежуточной солнечной шестерней 10 и промежуточным водилом 16 и тихоходной солнечной шестерней 11 выполнены в виде муфт 24, 25 с центральными осесимметричными многогранными отверстиями 26, 27, например шестигранными, в которые сопряженно установлены концы 28, 29 соответственно промежуточной и тихоходной солнечных шестерен 10, 11, каждая из которых выполнена с упором 30, 31 в муфты 24, 25 по периметру со стороны установки и канавками 32, 33 с обратной стороны муфт 24, 25 в выступах соответствующих солнечных шестерен 10, 11 для стопорных колец 34, 35 при фиксации муфт 24, 25 в осевом направлении, связи между быстроходным водилом 15 и муфтой 24 промежуточной солнечной шестерни 10 и между промежуточным водилом 16 и муфтой 25 тихоходной солнечной шестерней 11 выполнены в виде зацепления зубьев с бочкообразной формой, при этом муфты 24, 25 с соответствующими шестернями 10, 11 выполнены зафиксированными от осевого смещения посредством стопорных колец 36, 37, 38, 39 с обеих сторон муфт 24, 25, установленными в канавках 40, 41, 42, 43, выполненных в телах соответствующих водил 15, 16; внутренние кольца 44, 45 шарикоподшипников 46, 47 промежуточного и быстроходного водил 15, 16 выполнены разъемными в соответствующих ортогональных плоскостях относительно осей вращения указанных подшипников 46, 47, совпадающих с осью редуктора, указанные ортогональные плоскости проходят через центры шариков указанных шарикоподшипников 46, 47, причем одни части 48, 49 каждого разъемного кольца 44, 45 выполнены заодно с водилом 15, 16, а другие части 50, 51 - в виде съемных колец, указанные части 48, 49 и 50, 51 выполнены закрепленными между собой посредством винтов 52; короны 18, 19 промежуточного и быстроходного планетарных рядов 7, 6 выполнены с возможностью их установки с внутренней стороны корпуса 2 редуктора посредством равномерно выполненных по их наружным периметрам шлицов 53, 54.
Устройство работает следующим образом.
Вращающий момент от электродвигателя 4 передается входному валу (на чертеже не показано) предступени 5, выходной вал которой одновременно является входным валом 3 трехступенчатого планетарного редуктора. Предступень 5 представляет собой одноступенчатый планетарный редуктор, реализованный по схеме 2K-h. На входном валу 3 установлена быстроходная солнечная шестерня 9, посредством которой вращающий момент передается быстроходным сателлитам 12 и соответственно быстроходному водилу 15 и промежуточной солнечной шестерне 10, которая, в свою очередь, передает вращающий момент промежуточным сателлитам 13 и соответственно промежуточному водилу 16, а также тихоходной солнечной шестерне 11, которая, в свою очередь, передает вращающий момент тихоходным сателлитам 14 и соответственно тихоходному водилу 17 и выходному валу 23 редуктора.
За счет того, что в предложенном устройстве выполнены съемные муфты 24, 25 с бочкообразной формой зуба, стало возможным обеспечить самоустановку солнечной шестерни 10, 11 и снизить неравномерность распределения нагрузки между сателлитами 13, 14, что повысило КПД и надежность устройства. Кроме того, уменьшить габаритный размер устройства в осевом направлении за счет исключения технологического зазора (перебега долбяка) между зубчатым венцом солнечной шестерни 10, 11 и зубчатым венцом муфты 24, 25. За счет того, что в предложенном устройстве выполнены быстроходное и промежуточное водилы 15, 16 на радиальных шарикоподшипниках 46, 47 с внутренними кольцами 44, 45, выполненными разъемными, одна часть 48, 49 которых выполнена как единое целое с указанными водилами, снижены сопротивления вращению, и тем самым повышен КПД устройства, при одновременном уменьшении его габарита в осевом направлении.
Предложенное решение в настоящее время находится на этапе выпуска конструкторской документации для серийного производства с последующим применением на космических аппаратах.