close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14328

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 14328
(13) C1
(19)
F 16H 1/28
ПЛАНЕТАРНАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА
(21) Номер заявки: a 20080629
(22) 2008.05.16
(43) 2009.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт механики
металлополимерных систем имени
В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Старжинский Виктор Евгеньевич; Басинюк Владимир Леонидович; Мардосевич Елена Ивановна;
Заведеев Василий Васильевич; Лебедев Валерий Федорович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени
В.А.Белого Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(56) ЯСТРЕБОВ В.М. Известия высших
учебных заведений // Машиностроение. № 5. - 1960. - С. 51.
BY 1999 U, 2005.
SU 1055929 A, 1983.
RU 26620U1, 2002.
BY 14328 C1 2011.04.30
(57)
Планетарная зубчатая передача, содержащая корпус, входной вал с эксцентриком, сателлит, установленный на эксцентрике с возможностью вращения вокруг своей оси, два
центральных зубчатых колеса с внутренними зубьями, установленных с возможностью
взаимодействия внутренними зубьями с зубьями сателлита, имеющих отличающиеся на
Фиг. 1
BY 14328 C1 2011.04.30
единицу числа зубьев, одно из центральных колес с внутренними зубьями жестко связано
с корпусом, второе установлено с возможностью вращения вокруг своей оси, и выходной
вал, жестко связанный с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси, отличающаяся тем, что эксцентрик
выполнен в виде жестко связанного с входным валом кольцевого элемента с консольными
упруго-податливыми в окружном направлении выступами, на которых по окружности
установлены дополнительные сателлиты с возможностью вращения вокруг своей оси и со
смещением в окружном направлении друг относительно друга, при этом каждый из дополнительных сателлитов выполнен в виде жестко связанных между собой, имеющих
идентичный зубчатый профиль зубчатых колес, зубья которых смещены друг относительно друга в окружном направлении и каждое из зубчатых колес установлено с возможностью взаимодействия своими зубьями с зубьями одного из центральных колес.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в моторредукторах со встроенными внутрь редуктора двигателем и имеющих преимущественно
полимерные зубчатые колеса.
Известна планетарная зубчатая передача, содержащая входной вал с эксцентриком,
корпус, сателлит с наружной поверхностью зацепления, установленный на эксцентрике
входного вала с возможностью вращения вокруг своей оси, зубчатый венец с внутренней
поверхностью зацепления, связанный с корпусом и установленный с возможностью взаимодействия внутренней поверхностью зацепления с наружной поверхностью зацепления
зубчатого колеса, и выходной вал, кинематически связанный с сателлитом [1].
К недостатку конструкции можно отнести малую нагрузочную способность передачи
из-за возможности использования в ней только одного сателлита.
Известна планетарная зубчатая передача, содержащая корпус, входной вал, центральное зубчатое колесо с внешними зубьями, жестко связанное с входным валом, два или три
сателлита с идентичными зубчатыми профилями, установленных с возможностью взаимодействия с зубьями центрального колеса с внешними зубьями, два центральных зубчатых колеса с внутренними зубьями, установленных с возможностью взаимодействия
внутренними зубьями с зубьями сателлитов, имеющих числа зубьев, отличающиеся на величину, соответствующую числу сателлитов, при этом одно из центральных колес с внутренними зубьями жестко связано с корпусом, второе установлено с возможностью вращения
вокруг оси, и выходной вал, жестко связанный с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси [2].
К недостатку конструкции можно отнести наличие в ней центрального зубчатого колеса с внешними зубьями, что обусловливает необходимость размещения электродвигателя за пределами корпуса передачи, приводит к увеличению осевых размеров привода и
существенному ограничению возможностей его использования в таких приводах, как приводы стеклоподъемников автомашин. Кроме того, неравномерность распределения
нагрузки между сателлитами и ограничение их числа тремя сателлитами (при большем
числе необходимо столь значительное кoppeгирование зубьев, что возникает их интерференция или заострение головок зубьев) приводят в ряде случаев к недостаточно высокой
нагрузочной способности передачи.
Из известных наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является
выбранная в качестве прототипа планетарная зубчатая передача, содержащая корпус,
входной вал с эксцентриком, сдвоенный сателлит, установленный на эксцентрике с возможностью вращения вокруг своей оси, два центральных зубчатых колеса с внутренними
зубьями, установленных с возможностью взаимодействия внутренними зубьями с зубьями
сателлитов, имеющих отличающиеся на единицу числа зубьев, одно из центральных колес
с внутренними зубьями жестко связано с корпусам, второе установлено с возможностью
2
BY 14328 C1 2011.04.30
вращения вокруг оси, и выходной вал, жестко связанный с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями, установленным с возможностью вращения вокруг своей
оси [3].
Конструктивное исполнение передачи позволяет разместить электродвигатель внутри
редуктора и на основе этого уменьшить осевые габаритные размеры привода. Однако к
недостатку ее конструкции можно отнести малую нагрузочную способность из-за возможности использования только одного сателлита.
Задачей изобретения является повышение нагрузочной способности передачи.
Для решения поставленной задачи в планетарной зубчатой передаче, содержащей
корпус, входной вал с эксцентриком, сателлит, установленный на эксцентрике с возможностью вращения вокруг своей оси, два центральных зубчатых колеса с внутренними
зубьями, установленных с возможностью взаимодействия внутренними зубьями с зубьями
сателлита, имеющих отличающиеся на единицу числа зубьев, одно из центральных колес
с внутренними зубьями жестко связано с корпусом, второе установлено с возможностью
вращения вокруг оси, и выходной вал, жестко связанный с центральным зубчатым колесом, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси, согласно техническому
решению, эксцентрик выполнен в виде жестко связанного с входным валом кольцевого
элемента с консольными упруго-податливыми в окружном направлении выступами, на
которых по окружности установлены дополнительные сателлиты с возможностью вращения вокруг своей оси и со смещением в окружном направлении друг относительно друга,
при этом каждый из дополнительных сателлитов выполнен в виде жестко связанных между
собой, имеющих идентичный зубчатый профиль зубчатых колес, зубья которых смещены
друг относительно друга в окружном направлении и каждое из зубчатых колес установлено
с возможностью взаимодействия своими зубьями с зубьями одного из центральных колес.
Повышение нагрузочной способности предлагаемой зубчатой передачи достигается в
результате того, что ее конструктивное исполнение позволяет использовать 4-10 сдвоенных сателлитов.
На фиг. 1 показана схема планетарной передачи.
На фиг. 2 - сечение А-А планетарной передачи на схеме 1.
На фиг. 3 - схема сдвоенного сателлита.
Планетарная передача зацеплением состоит (см. фиг. 1 и 2) из корпуса 1, входного вала 2, эксцентрика 3, выполненного в виде установленных на жестко связанном с входным
валом кольцевом элементе консольных упруго-податливых в окружном направлении выступов (не показаны). На окружности с радиусом R эксцентрика 3 установлен с возможностью вращения вокруг своей оси сдвоенный сателлит 4, выполненный в виде жестко
связанных между собой зубчатых венцов 4,а и 4,б (фиг. 1 и 3) с наружными зубьями,
имеющими идентичные зубчатые профили и располагающиеся без смещения относительно друг друга в окружном направлении (угол γ = 0).
В передачу входит центральное зубчатое колесо 5 с внутренними зубьями, жестко связанное с корпусом 1, внутренние зубья которого имеют число, равное z1. Колесо 5 установлено с возможностью взаимодействия с зубьями зубчатого колеса 4,а сдвоенного
сателлита 4. В передачу также входит центральное зубчатое колесо 6 с внутренними
зубьями, установленное с возможностью вращения вокруг своей оси и возможностью взаимодействия зубьями, число которых равно z2 = z1 ± l, с зубьями одного из колес (в показанном случае 4,б) сдвоенного сателлита 4, выходной вал 7 и водило 8, жестко
связывающее входной вал 7 с центральным колесом 6 с внутренними зубьями, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси. Внутри передачи размещается двигатель 9.
Передача снабжена, по меньшей мере, одним дополнительным сдвоенным сателлитом 10,
выполненным в виде двух жестко связанных зубчатых венцов, установленных с возможностью взаимодействия с соответствующими внутренними зубьями центральных колес 5,6 и
3
BY 14328 C1 2011.04.30
расположенных с возможностью вращения на оси, смещенной в окружном направлении
относительно оси сдвоенного сателлита 4 на угол ϕ (фиг. 2), при этом профили зубьев
зубчатых венцов каждого из дополнительных сдвоенных сателлитов 10 выполнены со
смещением в окружном направлении друг относительно друга на угол γ (фиг. 3).
Качественное зацепление сдвоенных сателлитов 4 и дополнительных сдвоенных сателлитов 10 с центральными зубчатыми колесами с внутренними зубьями 5 и 6 обеспечивается за счет коррегирования зубчатого профиля и смещением зубчатого профиля одного
из венцов дополнительных сдвоенных сателлитов 10 относительно зубчатого профиля
другого на угол γ (в основном сдвоенном сателлите γ = 0).
Для повышения нагрузочной способности передачи на эксцентрике 3 могут устанавливаться несколько дополнительных сдвоенных сателлитов 10, число которых ограничивается только возможностями их размещения на окружности с радиусом R без пересечения
окружностей головок зубьев с диаметром da1.
Пример конструктивного исполнения предлагаемого технического решения.
Пусть центральное зубчатое колесо 5, жестко связанное с корпусом, имеет модуль
зубьев m = 1 мм и число зубьев z1 = 100, центральное зубчатое колесо 6, установленное с
возможностью вращения вокруг своей оси, имеет модуль зубьев m = 1 мм и число зубьев
z2 = 99. Сдвоенные сателлиты 4 и дополнительные сдвоенные сателлиты 10, имеющие модуль зубьев m = 1 мм и числа зубьев z = 24 (z = z1 - 2R / m = 24), размещены на радиусе
R = 38 мм. Диаметр выступов зубьев сдвоенных сателлитов равен da1 = m (z + 2) = 26 мм и
максимальное число сдвоенных сателлитов 4 и 10, которые могут быть установлены в передаче без пересечения окружностей головок зубьев с диаметром da1, с использованием
известных геометрических зависимостей, равно
π
3,14
n=
=
= 8,6.
arcsin (1,05 ⋅ d a1 / (2R )) arcsin (1,05 ⋅ 26 / 76 )
Ближайшее наибольшее целое число сдвоенных сателлитов, которые могут быть установлены в предлагаемой конструкции, n = 8.
Восемь сдвоенных сателлитов 4 и 10 размещаются по окружности с радиусом R со
смещением каждого последующего сателлита на угол ϕ = 360°/8 = 45° без пересечения головок зубьев венцов.
Угол смещения γ одного зубчатого венца (4,а) сдвоенного сателлита 4 относительно
его другого зубчатого венца (4,б) равен γ1 = 0°, что соответствует конструкции сдвоенного
сателлита планетарной передачи - прототипа. Для остальных семи сдвоенных сателлитов
углы смещения, определенные с использованием известных геометрических зависимостей
для расчета эвольвентных зубчатых передач с внутренним зацеплением [Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т.2-6-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. C. 285-290], составили γ2 = 1°40'12"; γ3 = 3°28'34"; γ4 = 5°16'57"; γ5 = 6°56'54"; γ6 = 5°16'57";
γ7 = 3°28'34"; γ8 = 1°40'12".
Значения углов смещения γ также могут быть получены непосредственно при сборке
передачи поворотом в окружном направлении зубчатых колес дополнительных сдвоенных
сателлитов 10 до касания зубьев их зубчатых венцов с соответствующими зубьями центральных колес 5 и 6.
Передача работает следующим образом.
При вращении с угловой скоростью ω входного вала 1 двигателем 9 эксцентрик 3
вращается с этой же угловой скоростью вокруг своей оси, вращая по окружности с радиусом R оси сдвоенных сателлитов 4 и 10, которые одновременно с этими венцами 4 взаимодействуют с внутренними зубьями неподвижного центрального зубчатого колеса 5,
имеющего число зубьев z1, и внутренними зубьями подвижного в окружном направлении
центрального зубчатого колеса 6, имеющего число зубьев z2.
4
BY 14328 C1 2011.04.30
Вследствие разности зубьев центральных колес 5 и 6 подвижное центральное зубчатое
колесо 6 поворачивается за оборот входного вала на один зуб, обеспечивая передаточное
число планетарной передачи, равное числу зубьев неподвижного центрального зубчатого
колеса 5 с внутренними зубьями.
Наличие числа n дополнительных сателлитов в сочетании с окружной податливостью
эксцентрика 3, выполненного в виде установленных на жестко связанном с входным валом
кольцевом элементе с консольно упруго-податливых в окружном направлении выступов,
позволяет, с учетом относительно существенного снижения неравномерности распределения нагрузки между сателлитами, практически в n + 1 раз увеличить нагрузочную способность передачи при больших передаточных числах (u = 80…150) и относительно небольших осевых габаритных размерах. Это позволяет эффективно использовать передачу в
сервисных приводах мобильной техники и технологического оборудования.
Источники информации:
1. Патент на полезную модель 26620, МПК7 F 16H 7/02.
2. Ястребов В.М. Планетарные передачи ЗК с общим сателлитом // Вестник машиностроения. - 1960. - № 3. - С. 17-20.
3. Ястребов В.М. Исследование малогабаритного планетарного редуктора с паразитным сателлитом // Известие ВУЗОВ. Серия: Машиностроение. - 1960. - № 5. - С. 51-54.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
465 Кб
Теги
by14328, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа