Планетарная плавнорегулируемая зубчатая передача

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(54) ПЛАНЕТАРНАЯ ПЛАВНОРЕГУЛИРУЕМАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Автор Даньков Александр Михайлович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Планетарная плавнорегулируемая зубчатая передача, включающая ведомый вал, основание, на котором закреплены опорные кольца, в которых смонтированы управляющие зубчатые колеса и расположены направляющие (22), двухпоточное центральное зубчатое колесо, образованное зубчатыми секторами, на которых выполнены направляющие (21),обеспечивающие перемещение зубчатых секторов по направляющим (22) опорных колец,и закреплены зубчатые рейки (20), зацепляющиеся с управляющими зубчатыми колесами,на цилиндрических шейках которых закреплены приводные зубчатые колеса, зацепляющиеся с промежуточным поворотным зубчатым колесом, крышку, в которой установлен ведущий вал, на торце которого расположены основные (4) и дополнительные (5) направляющие, гидроцилиндр (6), установленный на направляющих (4, 5) и включающий поршень и шток, жестко связанный с перемещающимся в основных направляющих (4) 17498 1 2013.08.30 ползуном (9), выполненным с цилиндрической шейкой, на которой установлен двухпоточный сателлит, взаимодействующий с двухпоточным центральным зубчатым колесом, и закреплен основной противовес, в дополнительных направляющих (5) установлен дополнительный ползун (13), на торцах ползуна (9) установлены зубчатые рейки (14), а кососимметрично им на торцах дополнительного ползуна (13) установлены дополнительные зубчатые рейки (14), зацепляющиеся с промежуточными зубчатыми колесами, смонтированными на направляющих (4, 5), на торцах дополнительного ползуна (13) закреплены дополнительные противовесы, причем одно из приводных зубчатых колес установлено с возможностью зацепления с закрепленным на валу поворотного гидроцилиндра ведущим зубчатым колесом, а сателлит и ведомый вал кинематически связаны при помощи карданного вала. Изобретение относится к области машиностроения, а именно к передачам с переменным передаточным отношением. Известна двухколесная планетарная плавнорегулируемая зубчатая передача, включающая ведущий вал, на торце которого выполнены направляющие, по которым перемещается ползун с установленным на нем двухпоточным сателлитом, взаимодействующим с составным двухпоточным центральным зубчатым колесом, состоящим из зубчатых секторов, перемещающихся по направляющим корпусных колец в радиальном направлении, и соосный ведущему ведомый вал, причем радиальным перемещениям зубчатых секторов соответствуют равные и однонаправленные перемещения ползуна с двухпоточным сателлитом 1. Однако эта передача имеет сложную конструкцию, обусловленную необходимостью синхронизировать перемещения секторов составного центрального зубчатого колеса и сателлита, а также отсутствует полная балансировка сателлита, что исключает использование передачи при высоких частотах вращения ведущего вала. В основу изобретения положена задача упрощения конструкции передачи путем обеспечения независимых перемещений зубчатых секторов и сателлита, а также полной балансировки ее элементов. Поставленная задача получила решение в планетарной плавнорегулируемой зубчатой передаче, включающей ведомый вал, основание, на котором закреплены опорные кольца,в которых смонтированы управляющие зубчатые колеса и расположены направляющие(22), двухпоточное центральное зубчатое колесо, образованное зубчатыми секторами, на которых выполнены направляющие (21), обеспечивающие перемещение зубчатых секторов по направляющим (22) опорных колец, и закреплены зубчатые рейки (20), зацепляющиеся с управляющими зубчатыми колесами, на цилиндрических шейках которых закреплены приводные зубчатые колеса, зацепляющиеся с промежуточным поворотным зубчатым колесом, крышку, в которой установлен ведущий вал, на торце которого расположены основные (4) и дополнительные (5) направляющие, гидроцилиндр (6), установленный на направляющих (4, 5) и включающий поршень и шток, жестко связанный с перемещающимся в основных направляющих (4) ползуном (9), выполненным с цилиндрической шейкой, на которой установлен двухпоточный сателлит, взаимодействующий с двухпоточным центральным зубчатым колесом, и закреплен основной противовес, в дополнительных направляющих (5) установлен дополнительный ползун (13), на торцах ползуна (9) установлены зубчатые рейки (14), а кососимметрично им на торцах дополнительного ползуна(13) установлены дополнительные зубчатые рейки (14), зацепляющиеся с промежуточными зубчатыми колесами, смонтированными на направляющих (4, 5), на торцах дополнительного ползуна 13 закреплены дополнительные противовесы, причем одно из приводных зубчатых колес установлено с возможностью зацепления с закрепленным на 2 17498 1 2013.08.30 валу поворотного гидроцилиндра ведущим зубчатым колесом, а сателлит и ведомый вал кинематически связаны при помощи карданного вала. Отсутствие деталей, обеспечивающих жесткую кинематическую связь между перемещениями зубчатых секторов составного центрального зубчатого колеса и радиальными перемещениями сателлита, упрощает конструкцию передачи, а наличие в передаче дополнительного ползуна и основного и дополнительного противовесов обеспечивает возможность полной балансировки элементов передачи. Сущность и преимущества изобретения поясняются описанием примера его осуществления со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых фиг. 1 изображает вид передачи спереди в разрезе фиг. 2 - вид А на фиг. 1 фиг. 3 - вид Б на фиг. 1 фиг. 4 - вид В на фиг. 1. Передача собрана в корпусе, состоящем из основания 1 и крышки 2. В крышке 2 установлен ведущий вал 3, на торце которого выполнены основные 4 и дополнительные 5 направляющие. В теле направляющих выполнен гидроцилиндр 6, в котором перемещается поршень 7 со штоком 8. Шток 8 жестко связан с перемещающимся в основных направляющих 4 ползуном 9, на цилиндрической шейке 10 которого установлен двухпоточный сателлит 11, а с противоположной сателлиту стороны на ползуне 9 закреплен основной противовес 12. В дополнительных направляющих 5 установлен дополнительный ползун 13. На торцах ползуна 9 и дополнительного ползуна 13 кососимметрично установлены зубчатые рейки 14, находящиеся в зацеплении с промежуточными зубчатыми колесами 15,смонтированными на теле направляющих, выполненных на торце ведущего вала 3. Кроме того, на торцах дополнительного ползуна 13 закреплены дополнительные противовесы 16. Двухпоточный сателлит 11 состоит из базового зубчатого венца 17 и упругоподвижно связанного с ним поворотного зубчатого венца 18. Зубчатые венцы 17 и 18 находятся в зацеплении с зубчатыми секторами 19, образующими в совокупности двухпоточное центральное зубчатое колесо. На зубчатых секторах 19 закреплены зубчатые рейки 20, и они (сектора) снабжены направляющими 21, обеспечивающими радиальные перемещения зубчатых секторов 19 в направляющих 22, выполненных в телах опорных колец 23, закрепленных в основании 1 корпуса. В опорных кольцах 23 смонтированы управляющие зубчатые колеса 24, находящиеся в зацеплении с закрепленными на зубчатых секторах 19 зубчатыми рейками 20. На цилиндрических шейках управляющих зубчатых колес 24 закреплены приводные зубчатые колеса 25, находящиеся в зацеплении с промежуточным поворотным зубчатым колесом 26. Одно из приводных зубчатых колес 25 находится в зацеплении с ведущим зубчатым колесом 27, закрепленным на валу поворотного гидроцилиндра 28. В основании 1 корпуса передачи смонтирован ведомый вал 29. На торце базового зубчатого венца 17 сателлита 11 выполнены проушины 30, а на торце ведомого вала 29 выполнены проушины 31, благодаря которым с помощью карданного вала 32 обеспечивается кинематическая связь сателлита 11 и ведомого вала 29. Карданный вал 32 состоит из двух идентичных частей 33, связанных друг с другом скалками 34, причем скалки 34 жестко закреплены в одной из частей карданного вала 32. Передача работает следующим образом. Ведущему валу 3 сообщается вращение с постоянной скоростью, которое через ползун 9, занимающий определенное положение на направляющих 4, сообщается сателлиту 11. Благодаря зацеплению зубчатых венцов 17 и 18 сателлита 11 с зубчатыми секторами 19 сателлит приобретает вращение вокруг собственной оси, скорость которого в передаточное число раз меньше скорости вращения ведущего вала 3. Это вращение с помощью карданного вала 32 передается ведомому валу 29. При необходимости изменить передаточное отношение передачи в соответствующую полость поворотного гидроцилиндра 28 подается рабочая жидкость, и он сообщает вращение ведущему зубчатому колесу 27. Вращение ведущего зубчатого колеса 27 сообщается одному из приводных зубчатых колес 25. Вследствие зацепления всех приводных зубчатых колес 25 с промежуточным поворотным зубчатым колесом 26 их синхронное вращение 3 17498 1 2013.08.30 сообщается управляющим зубчатым колесам 24. В результате зацепления управляющих зубчатых колес 24 с зубчатыми рейками 20, закрепленными на зубчатых секторах 19, последние получают радиальные перемещения по направляющим 22 опорных колец 23 в требуемом направлении, что приводит к изменению условного начального диаметра составного центрального зубчатого колеса. Одновременно рабочая жидкость подается в соответствующую полость гидроцилиндра 6, заставляя перемещаться поршень 7 в направлении, совпадающем с направлением перемещения зубчатых секторов 19. Так как шток 8 поршня 7 жестко связан с ползуном 9, на котором смонтирован сателлит 11, то эксцентриситет сателлита 11 относительно оси центрального зубчатого колеса изменяется на величину,равную величине радиального перемещения зубчатых секторов 19, что обеспечивает требуемое изменение передаточного числа передачи. Установленный на ползуне 9 сателлит 11 представляет собой несбалансированную массу, вращение которой с большой скоростью отрицательно влияет на работу передачи. Полную балансировку передачи обеспечивает наличие закрепленного на ползуне 9 основного противовеса и закрепленных на дополнительном ползуне 13 дополнительных противовесов 16. Радиусы центров масс сателлита 11,основного противовеса 12 и дополнительных противовесов 16 относительно оси центрального зубчатого колеса передачи, а также расстояния между центрами этих масс вдоль оси центрального зубчатого колеса передачи выбраны таким образом, что указанная трехмассовая система будет полностью сбалансирована при одинаковых изменениях величины радиусов всех центров масс. Равенство изменения радиусов центров масс сателлита 11 и дополнительного противовеса 16 обеспечивается конструкцией передачи, а идентичное изменение величины радиуса центра массы дополнительных противовесов 16 достигается в результате взаимодействия закрепленных на торцах ползунов 9 и 13 зубчатых реек 14 с установленным на теле направляющих 4 и 5, выполненных на торце ведущего вала 3, промежуточным зубчатым колесом 15. Источники информации 1. Даньков А.М., Иоффе А.З. Синтез и анализ составного центрального зубчатого колеса планетарной плавнорегулируемой передачи нового типа. Механика машин, механизмов и материалов. - 2009 -2. - С. 38-42. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5