ПЛАНЕТАРНО-ЦЕВОЧНАЯ ПЕРЕДАЧА САМОТОРМОЖЕНИЕМ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к приводной технике и грузоподъемному оборудованию.
Известна планетарная передача, имеющая два центральных колеса и водило с внутренним зацеплением [Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. - МАШГИЗ, 1960 (стр. 11, фиг 4.б).
Это широко применяемая схема передачи, одним из достоинств которой является возможность получения самоторможения, т.е. отсутствие проворачивания выходного вала при внешней нагрузке на него, а недостатком являются большие габаритные размеры, по сравнению с цевочной передачей.
Известна эксцентриковая планетарная передача (патент RU №2360160 F16H 1/32), содержащая центральное колесо внутреннего зацепления с зубьями в виде цевок и планетарный блок, посаженный с возможностью вращения на эксцентрик входного вала и имеющий зубья циклоидальной формы, зацепляющиеся с цевками, а также механизм параллельных кривошипов, образованный центральным диском с пальцами, взаимодействующими с открытыми вырезами в форме дуги окружности на периферии планетарного блока, отличающаяся тем, что планетарный блок выполнен с одним венцом сложной формы, имеющим с одной стороны циклоидальный профиль зуба, а с другой стороны блока зуб имеет профиль, составленный из дуг окружности, образующих открытый вырез, число зубьев циклоидального профиля равно или кратно числу зубьев, образованных дугами окружностей, и оба профиля очерчены такими кривыми, что при совмещении в одной плоскости они лежат одна внутри другой без пересечений.
Недостатком данного изобретения является отсутствие эффекта самоторможения механической передачи: при воздействии внешней нагрузки на выходной вал, происходит его проворачивание, приводящее, например, к самопроизвольному изменению положению арматурной задвижки (грузоподъемного механизма) и, как следствие, изменению параметров среды (расход, давление) на выходе арматурной задвижки или самопроизвольному перемещению поднимаемого груза, что может привести к аварийной ситуации с непредсказуемыми последствиями.
Обычно для предотвращения проворачивания выходного вала редуктора применяют червячную передачу или муфту одностороннего действия (управляемая обгонная муфта). Червячная передача не всегда подходит с точки зрения компоновочных решений, а редуктор с обгонной муфтой является, с одной стороны, менее надежным решением, чем редуктор с самоторможением, а с другой стороны, приводит к увеличению габаритных размеров конструкции в целом и, соответственно, к ее удорожанию.
Известна эксцентриковая планетарная передача с самоторможением (патент RU №2292501 F16H 1/32), содержащая корпус, в котором на подшипниках установлен входной вал, планетарный блок, посаженный с возможностью вращения на эксцентрик входного вала, и выходной вал с диском, рабочие поверхности планетарного блока выполнены в виде зубчатых венцов, имеющих зубья циклоидальной формы, приводящие в зацепление ролики, насажанные на пальцах, установленных в корпусе по окружности и на диске выходного вала, а также в корпусе установлено кольцо, поддерживающее ролики.
Недостатком данной эксцентриковой планетарной передачи является то, что редуктор подвержен большой вибрации на высоких скоростях вращения выходного вала.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы планетарно-цевочной передачи вследствие снижения вибрации редуктора на высоких скоростях вращения входного вала.
Указанный техническая задача решена тем, что планетарно-цевочная передача с самоторможением, как и ближайший аналог, содержит корпус, в котором на подшипниках установлен входной вал, планетарный блок, посаженный с возможностью вращения на эксцентрик входного вала, и выходной вал с диском, рабочие поверхности планетарного блока выполнены в виде зубчатых венцов, имеющих зубья циклоидальной формы, приводящие в зацепление ролики, насажанные на пальцах, установленных в корпусе по окружности и на диске выходного вала, а также в корпусе установлено кольцо, поддерживающее ролики. В отличие от ближайшего аналога, на входном валу установлен балансир.
Предложенное техническое решение поясняют чертежи, где:
на фиг. 1 а-в изображены варианты редуктора в разрезе,
на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1а.
на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1а.
Планетарная передача содержит корпус 1 (фиг. 1 а-в), в котором на подшипниках 2 установлены входной 3 и выходной 4 валы. В корпусе 1 по окружности радиуса R1 установлены пальцы 5. На выходной 4 вал насажен или выполнен заодно диск 6. На диске 6 по окружности радиуса R2 установлены пальцы 7. На пальцы 5 и 7 насажены ролики 8 и 9 соответственно. На входном 3 валу выполнен эксцентричный участок, имеющий эксцентриситет е, на данном эксцентричном участке на подшипники 10 посажен планетарный блок 11, рабочие поверхности которого выполнены в виде зубчатых венцов 12 и 13(фиг. 1 а-в, фиг. 2, 3). Количество зубцов 14 зубчатого венца 12 неравно количеству зубцов 15 зубчатого венца 13.
Венцы 12 и 13 имеют зубья циклоидальной формы 14 и 15. Это может быть эпи- или гипоциклоида, огибающая циклоиды, трохоида. Образующая окружность этой кривой и ее амплитуда в зависимости от образующей окружности пальцев 5 и 7 и эксцентриситета е планетарного блока 11 выбираются такими, чтобы обеспечить постоянный и непрерывный контакт всех роликов 8, 9 с указанными циклоидальными поверхностями 14, 15 и обеспечить требуемый КПД. Для поддержки роликов 8, 9 и ограничения их осевого перемещения по пальцам 5, 7 на планетарном блоке 11 между зубчатыми венцами 12 и 13 выполнен опоясывающий выступ 16. Кроме того, для выполнения аналогичной функции поддержания роликов 8, 9 в корпусе 1 может быть дополнительно установлено кольцо 17 (фиг. 1 а, в).
Если предполагается использование планетарно-цевочной передачи в механизмах с высокими скоростями, то концентрично входному 3 валу устанавливают балансир 18 (фиг. 1а). Также балансир 18 может являться конструктивным элементом входного вала. Работает предлагаемая передача следующим образом.
При вращении входного 3 вала с эксцентриком планетарный блок 11 совершает орбитальное движение относительно оси передачи ОО1. Взаимодействие циклоидального профиля 14 с роликами 8 вызывает поворот планетарного блока 11 вокруг своей подвижной оси СС1. При этом одному полному обороту входного 3 вала соответствует поворот блока 11 вокруг собственной подвижной оси на угол, равный угловому шагу циклоиды. Планетарный блок одновременно взаимодействует с другой стороны своим циклоидным профилем 15 с роликами 9. Из-за не соответствия количества зубьев на венцах 12 и 13 поворот выходного 4 вала происходит медленнее, чем поворот планетарного блока 11 вокруг своей подвижной оси СС1. В зависимости от того, на каком венце зубьев больше/меньше, выходной 4 вал начинает вращаться в попутном (противоположном) направлении вращения входного 3 вала. Балансир 18 снижает вибрацию редуктора на высоких скоростях вращения входного вала.
При попытке передачи вращения от выходного 4 вала ролики 9 упираются в зубья 15 венца 13, а зубья 14 венца 12 упираются в ролики 8 и происходит заклинивание, приводящее к самоторможению редуктора.