Планетарная зубчатая передача

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Старжинский Виктор Евгеньевич Басинюк Владимир Леонидович Мардосевич Елена Ивановна Заведеев Василий Васильевич Лебедев Валерий Федорович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(56) ЯСТРЕБОВ В.М. Известия высших учебных заведений // Машиностроение.5. - 1960. - С. 51.1999 , 2005.1055929 , 1983.266201, 2002.(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 14328 1 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 кгирование 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 14328 1 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 радиусомэксцентрика 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 0). В передачу входит центральное зубчатое колесо 5 с внутренними зубьями, жестко связанное с корпусом 1, внутренние зубья которого имеют число, равное 1. 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 21, 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 14328 1 2011.04.30 расположенных с возможностью вращения на оси, смещенной в окружном направлении относительно оси сдвоенного сателлита 4 на угол(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(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(в основном сдвоенном сателлите 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 радиусомбез пересечения окружностей головок зубьев с диаметром 1. Пример конструктивного исполнения предлагаемого технического решения. Пусть центральное зубчатое колесо 5, жестко связанное с корпусом, имеет модуль зубьев 1 мм и число зубьев 1100, центральное зубчатое колесо 6, установленное с возможностью вращения вокруг своей оси, имеет модуль зубьев 1 мм и число зубьев 299. Сдвоенные сателлиты 4 и дополнительные сдвоенные сателлиты 10, имеющие модуль зубьев 1 мм и числа зубьев 24 (1 - 2 /24), размещены на радиусе 38 мм. Диаметр выступов зубьев сдвоенных сателлитов равен 1(2)26 мм и максимальное число сдвоенных сателлитов 4 и 10, которые могут быть установлены в передаче без пересечения окружностей головок зубьев с диаметром 1, с использованием известных геометрических зависимостей, равно 8,6.(1,051 / (2(1,0526 / 76 ) Ближайшее наибольшее целое число сдвоенных сателлитов, которые могут быть установлены в предлагаемой конструкции,8. Восемь сдвоенных сателлитов 4 и 10 размещаются по окружности с радиусомсо смещением каждого последующего сателлита на угол 360/845 без пересечения головок зубьев венцов. Угол смещенияодного зубчатого венца (4,а) сдвоенного сателлита 4 относительно его другого зубчатого венца (4,б) равен 10, 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. . 285-290, составили 214012 332834 451657 565654 651657 732834 814012. Значения углов смещениятакже 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 скоростьювходного вала 1 двигателем 9 эксцентрик 3 вращается с этой же угловой скоростью вокруг своей оси, вращая по окружности с радиусомоси сдвоенных сателлитов 4 и 10, которые одновременно с этими венцами 4 взаимодействуют с внутренними зубьями неподвижного центрального зубчатого колеса 5,имеющего число зубьев 1, и внутренними зубьями подвижного в окружном направлении центрального зубчатого колеса 6, имеющего число зубьев 2. 14328 1 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 числадополнительных 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 1 раз увеличить нагрузочную способность передачи при больших передаточных числах (80150) 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, МПК 716 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. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5