Планетарная зубчатая передача

(51) МПК 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 Хиженок Вячеслав Федорович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Планетарная зубчатая передача, содержащая корпус, входной и выходной валы, основную группу равномерно размещенных по окружности сателлитов, оси которых связаны с водилом и параллельны оси входного вала, два центральных зубчатых колеса с внутренними зубьями, установленные с возможностью взаимодействия с зубьями сателлитов основной группы, при этом одно из центральных зубчатых колес жестко связано с корпусом, а второе установлено на выходном валу с возможностью вращения вокруг оси,причем центральные колеса выполнены с зубьями, число которых одного центрального зубчатого колеса отличается от другого на величину, равную числу сателлитов в основной группе, отличающаяся тем, что включает, по меньшей мере, одно дополнительное 16105 1 2012.08.30 центральное зубчатое колесо, жестко связанное с центральным зубчатым колесом, установленным на выходном валу с возможностью вращения, имеющее идентичный ему зубчатый профиль, и одну дополнительную группу сателлитов, оси которых связаны с водилом, равномерно размещенных по окружности и смещенных в окружном направлении относительно основной группы сателлитов, и установленных с возможностью взаимодействия с внутренними зубьями центрального зубчатого колеса, жестко связанного с корпусом, и с дополнительным центральным зубчатым колесом, а зубчатый профиль сателлитов дополнительной группы идентичен зубчатому профилю сателлитов основной группы. 2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что на наружной поверхности каждого из сателлитов дополнительной группы выполнена кольцевая проточка, соответствующая расположению зубчатого венца центрального зубчатого колеса, установленного на выходном валу с возможностью вращения, глубина проточки больше высоты зуба центрального зубчатого колеса, а ширина больше рабочей ширины его зубьев. 3. Передача по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительное центральное зубчатое колесо установлено с дополнительным смещением в окружном направлении на величину бокового зазора между его зубьями и зубьями взаимодействующей с ним дополнительной группы сателлитов. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в моторредукторах со встроенным 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 недостаткам конструкции можно отнести малую нагрузочную способность передачи из-за возможности использования в ней только одного сателлита. Из известных наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является выбранная в качестве прототипа планетарная зубчатая передача, содержащая корпус,входной вал, центральное зубчатое колесо с внешними зубьями, жестко связанное с входным валом, группу равномерно размещенных вдоль по окружности сателлитов с идентичными зубчатыми профилями, установленных с возможностью взаимодействия с зубьями центрального колеса с внешними зубьями, два центральных зубчатых колеса с внутренними зубьями, установленные 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 своей оси, и выходной вал, жестко связанный с центральным зубчатым колесом с внутренними зубьями, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси 2. Конструкция технологична, поскольку в ней сателлиты имеют технологически простое исполнение, одни и те же зубья которых взаимодействуют разными участками с зубьями неподвижного и подвижного центральных зубчатых колес с внутренними зубьями, имеющими различный зубчатый профиль. К недостаткам конструкции можно отнести недостаточно высокую, для ряда силовых передач, нагрузочную способность, обусловленную возможностью использования не более трех сателлитов, и наличие свободного хода при реверсивном вращении входного вала. 2 16105 1 2012.08.30 Задачей изобретения является повышение нагрузочной способности передачи при сохранении высокой технологичности изготовления сателлитов и исключение свободного хода при реверсивном вращении входного вала. Для решения поставленной задачи планетарная зубчатая передача, содержащая корпус, входной и выходной валы, основную группу равномерно размещенных по окружности сателлитов, оси которых связаны с водилом и параллельны оси входного вала, два центральных зубчатых колеса с внутренними зубьями, установленные с возможностью взаимодействия с зубьями сателлитов основной группы, при этом одно из центральных зубчатых колес жестко связано с корпусом, а второе установлено на выходном валу с возможностью вращения вокруг оси, причем центральные колеса выполнены с зубьями, число которых одного центрального зубчатого колеса отличается от другого на величину,равную числу сателлитов в основной группе, согласно техническому решению включает,по меньшей мере, одно дополнительное центральное зубчатое колесо, жестко связанное с центральным зубчатым колесом, установленным на выходном валу с возможностью вращения, имеющее идентичный ему зубчатый профиль, и одну дополнительную группу сателлитов, оси которых связаны с водилом, равномерно размещенных по окружности и смещенных в окружном направлении относительно основной группы сателлитов, и установленных с возможностью взаимодействия с внутренними зубьями центрального зубчатого колеса, жестко связанного с корпусом, и с дополнительным центральным зубчатым колесом, а зубчатый профиль сателлитов дополнительной группы идентичен зубчатому профилю сателлитов основной группы. На наружной поверхности дополнительной группы выполнена кольцевая проточка,соответствующая расположению зубчатого венца центрального зубчатого колеса, установленного на выходном валу с возможностью вращения, глубина проточки больше высоты зуба центрального зубчатого колеса, а ширина больше рабочей ширины его зубьев. Дополнительное центральное зубчатое колесо установлено с дополнительным смещением в окружном направлении на величину бокового зазора между его зубьями и зубьями взаимодействующей с ним дополнительной группы сателлитов. Решение задачи повышения нагрузочной способности при сохранении технологичности обеспечивается тем, что может быть установлено в два и более раза большее число групп сателлитов. При этом одна из групп сателлитов или несколько групп сателлитов могут взаимодействовать с обратной рабочей стороной зубьев центрального зубчатого колеса, жестко связанного с корпусом. Это достигается дополнительным смещением в окружном направлении по меньшей мере одного связанного с выходным валом центрального зубчатого колеса с внутренними зубьями на величину бокового зазора между его зубьями и зубьями соответствующей группы сателлитов. Это при реверсе позволяет исключить люфт, отсутствие которого чрезвычайно важно для ряда механизмов, обеспечивающих координатные перемещения. На фиг. 1 показана схема планетарной передачи. На фиг. 2 - сечение А-А планетарной передачи на фиг. 1. На фиг. 3 - схема смещения подвижных в окружном направлении центральных колес с внутренними зубьями относительно друг друга в окружном направлении. Планетарная зубчатая передача содержит (фиг. 1) корпус 1, входной вал 2, на котором установлено жестко соединенное с ним водило 3, связанное с осями основной группы сателлитов 4 с идентичными зубчатыми профилями. Сателлиты 4 основной группы расположены равномерно по окружности радиусом , а их оси параллельны оси входного вала 2, и установлены с возможностью взаимодействия с центральными зубчатыми колесами 5 и 6 с внутренними зубьями. Центральное зубчатое колесо 5 жестко связано с корпусом 1,а центральное зубчатое колесо 6 установлено с возможностью вращения вокруг своей оси и жестко соединено посредством фланца 7 с выходным валом 8. Входной вал 2 связан с двигателем 9. 3 16105 1 2012.08.30 Передача также содержит дополнительную группу сателлитов 10 с зубчатым профилем, идентичным зубчатому профилю основной группы сателлитов 4. Сателлиты 10 дополнительной группы установлены с возможностью взаимодействия с внутренними зубьями центрального колеса 5, равномерно расположены по окружности радиусоми смещены на угол(фиг. 2) в окружном направлении относительно основной группы сателлитов 4. Оси дополнительной группы сателлитов 10 связаны с входным валом 2 водилом 3. Центральное зубчатое колесо 6 жестко связано с дополнительным центральным зубчатым колесом 11 с внутренними зубьями, установленным с возможностью вращения вокруг своей оси. Зубчатые профили основного центрального зубчатого колеса 6 и дополнительного центрального зубчатого колеса 11 идентичны. Дополнительное центральное зубчатое колесо 11 установлено с возможностью взаимодействия с дополнительной группой сателлитов 10 и расположено со смещением в окружном направлении относительно центрального зубчатого колеса 6 на угол(фиг. 3),пропорциональный смещению в окружном направлении дополнительной группы сателлитов 10 относительно основной группы сателлитов 4. Жестко связанное с корпусом 1 центральное зубчатое колесо 5 с числом зубьев 1 установлено с возможностью взаимодействия с зубьями сателлитов всех групп сателлитов 4 и 10. Установленные с возможностью вращения вокруг своей оси центральные зубчатые колеса 6 и 11, число зубьев которых 2 одинаково и равно 21(где- число сателлитов основной группы, 1 - число зубьев центрального зубчатого колеса 5, жестко связанного с корпусом 1), взаимодействуют с зубьями только своей, соответственно основной и дополнительной, группы сателлитов 4 и 10. Для того чтобы каждая группа сателлитов 4 и 10 взаимодействовала только соответственно со своим, подвижным в окружном направлении центральным зубчатым колесом 5 и 11, на наружной поверхности сателлита каждой из групп имеется кольцевая проточка,выполненная в месте расположения зубчатого ряда центрального колеса, с которым он не взаимодействует (фиг. 1, 3). При этом глубина проточки больше высоты зубьев, а ширина проточкибольше ширинызубьев центрального колеса 6, с которым не взаимодействуют сателлиты 10 дополнительной группы. Качественное зацепление сателлитов 4 с центральными зубчатыми колесами 5, 6 и 11 обеспечивается за счет корригирования зубчатого профиля и смещения зубчатого профиля центрального зубчатого колеса 11 на угол . При необходимости обеспечения безлюфтового зацепления (отсутствия свободного хода при реверсе вращения двигателя) при смещении осуществляется дополнительное смещение в окружном направлении связанного с выходным валом 8 центрального зубчатого колеса 11 на величину(мм) бокового зазора между его зубьями и зубьями соответствующей дополнительной группы сателлитов 10. В целях дальнейшего повышения нагрузочной способности передачи возможно устанавливать аналогичным образом несколько дополнительных групп сателлитов, связанных с входным валом, и, соответственно, несколько взаимодействующих с ними дополнительных центральных зубчатых колес, соединенных с выходным валом, при этом все дополнительные группы сателлитов устанавливаются с возможностью взаимодействия с центральным зубчатым колесом 5, жестко связанным с корпусом 1 передачи. Максимальное число дополнительных групп сателлитов и соответствующее число дополнительных центральных колес определяется возможностями размещения сателлитов без касания их друг с другом на окружности с радиусом(фиг. 1). Передача работает следующим образом. При вращении от двигателя 9 входной вал 2 вращает с угловой скоростью 1 водило 3 с осями (не показаны), на которых установлены с возможностями вращения основная и дополнительная группы сателлитов соответственно 4 и 10. Зубья сателлитов одновремен 4 16105 1 2012.08.30 но зацепляются с зубьями центрального колеса 5, жестко связанного с корпусом 1, и зубьями своего центрального колеса 6 или 11, которые установлены с возможностью вращения и жестко связаны между собой и выходным валом 8. Поскольку неподвижное центральное зубчатое колесо 5 имеет число зубьев 1, отличающееся на число сателлитов основной группы от числа зубьев 2 подвижных в окружном направлении центральных колес 6 и 11, то при одном обороте входного вала 2 эти колеса поворачиваются назубьев, обеспечивая реализацию передаточного отношения 1/. При реверсе двигателя дополнительное смещение в окружном направлении на уголодного из связанных с выходным валом центральных зубчатых колес позволяет исключить свободный ход передачи. Наличие дополнительных групп сателлитов позволяет, с учетом повышения равномерности распределения нагрузки между сателлитами, практически пропорционально числу групп сателлитов увеличить нагрузочную способность передачи при больших передаточных числах (80150). Это позволяет эффективно использовать передачу в сервисных приводах мобильной техники и технологического оборудования. Источники информации 1. Свидетельство на полезную модель 26620. 2. Ястребов В.М. Планетарные передачи ЗК с общим сателлитом // Вестник машиностроения. - 1960. -3. - С. 17-20. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5