Основные характеристики циклоидальных редукторов. Циклоидальный редуктор


планетарный циклоидальный редуктор с предварительной ступенью - патент РФ 2506477

Изобретение относится к зубчатым планетарным передачам с центральной осью передачи, лежащей внутри основной окружности планетарного колеса. Планетарный циклоидальный редуктор содержит быстроходный вал (2), колесо внутреннего зацепления, венец которого образован роликами (17), циклоидальную ступень с циклоидальным диском (9), имеющим на внешней поверхности циклоидальные зубья (10) для зацепления с роликами (17). Вращение диска (9) вокруг собственной оси передается к быстроходному валу редуктора с помощью пальцев с роликами (13), обкатывающими отверстия (14) в циклоидальном диске. На внутренней поверхности циклоидального диска выполнено колесо (8) внутреннего зацепления. Предварительная планетарная ступень расположена в плоскости циклоидального диска и внутри него. Предварительная ступень содержит входную шестерню (4), связанную с быстроходным валом (2), и посаженные на свободное водило (5) три сателлита. Один сателлит (6) находится в одновременном зацеплении с входной шестерней (4) и колесом внутреннего зацепления (8) и выполнен размером, обеспечивающим эксцентричную посадку этого диска относительно оси редуктора. Другие сателлиты (16) имеют меньшие размеры и находятся в зацеплении только с колесом (8) внутреннего зацепления. Изобретение направлено на повышение передаточного отношения при сохранении габаритных размеров редуктора и на снижение консольных нагрузок редуктора. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. планетарный циклоидальный редуктор с предварительной ступенью, патент № 2506477

Изобретение относится к зубчатым планетарным передачам вращения, а более конкретно к планетарным передачам с циклоидально-цевочным зацеплением и с центральной осью передачи, лежащей внутри основной окружности планетарного колеса.

Передачи такого типа в России известны как планетарно-цевочные редукторы (RU 2285163, RU 23477). Они содержат центральный ведущий вал с оппозитными эксцентриками, на которых на подшипниках установлены сателлиты с эпициклоидальными зубьями - циклоидальные диски, которые при вращении эксцентриков совершают плоскопараллельное осциллирующее орбитальное движение. Диски находятся в зацеплении с центральным колесом внутреннего зацепления, совмещенным с корпусом. Зубья этого колеса образованы роликами, свободно установленными в гнездах корпуса. В результате взаимодействия с неподвижным центральным колесом внутреннего зацепления осциллирующие циклоидные диски поворачиваются вокруг собственных подвижных осей. Это вращение дисков передается к ведомому валу с помощью механизма параллельных кривошипов. Конструктивно он представляет собой поворотные фланцы, связанные с ведомым тихоходным валом. Фланцы установлены в корпусе на подшипниках, жестко связаны друг с другом посредством перемычек, свободно проходящих сквозь отверстия в дисках. Фланцы выполнены с пальцами, которые обкатывают окружные отверстия в дисках и передают их вращение вокруг собственных осей к ведомому валу. Передаточное отношение такого одноступенчатого редуктора лежит в диапазоне 29-191.

Точно такую же конструкцию имеют редукторы типа CYCLO серия FA, выпускаемые фирмой Sumitomo Drive Technologies (См. каталог фирмы 999016-09/2005). В передаче US2003224893 для увеличения мощности число дисков и эксцентриков увеличено до 2n, где n - целое число, большее или равное 2. В редукторе CYCLO одним из тяжелонагруженных звеньев является подшипник, сидящий на эксцентрике ведущего вала.

Для увеличения нагрузочной способности передачи при прочих равных условиях, а также для увеличения передаточного отношения применяют схему планетарного циклоидального редуктора с тремя разнесенными по окружности эксцентриковыми валами, которые приводятся во вращение дополнительной предварительной ступенью передачи. В редукторах CYCLO серии FT (См. каталог фирмы «Sumitomo Drive Technologies» 999016-09/2005, стр.77) в качестве предварительной ступени выступает эвольвентная передача с ведущей шестерней. Шестерня предварительной передачи жестко закреплена на центральном ведущем валу редуктора, которым является вал двигателя. Шестерня находится в зацеплении с несколькими зубчатыми колесами внешнего зацепления (как правило, с тремя), сидящими на эксцентриковых валах, установленных на подшипниках в поворотных фланцах редуктора. Эти валы являются входными валами ступени CYCLO. На эксцентричных участках валов с помощью подшипников, установленных в отверстиях по окружности циклоидальных дисков, посажены циклоидальные диски. Вращение вала двигателя через зубчатые колеса предварительной ступени приводит во вращение эксцентриковые валы, которые, вращаясь на подшипниках в отверстиях циклоидальных дисков, заставляют последние совершать плоскопараллельное осциллирующее орбитальное движение. Зацепляясь с неподвижным колесом внутреннего зацепления, диски поворачиваются вокруг своих осей, заставляя вращаться поворотные фланцы вместе с посаженными в них эксцентриковыми валами. Таким образом, механизмом, вызывающим плоскопараллельное осциллирующее орбитальное движение каждого циклоидального диска, является система нескольких (в частности, трех) эксцентриковых валов. Такая система требует высокой точности изготовления, сборки и позиционирования валов друг относительно друга, чтобы обеспечить сбалансированное и плавное движение циклоидальных дисков.

Предварительная ступень передачи расположена в общем корпусе планетарного циклоидального редуктора, поэтому имеет ограниченные радиальные размеры и небольшое передаточное отношение, определяемое отношением диаметров выходных колес предварительной ступени и диаметра входной шестерни. Следует отметить, что увеличение передаточного отношения предварительной ступени позволяет уменьшить количество зубьев циклоидальных дисков ступени CYCLO при одном и том же общем передаточном отношении. В свою очередь, уменьшение числа циклоидальных зубьев позволяет увеличить их размеры, а следовательно, прочность и долговечность зацепления без изменения габаритов редуктора.

Известен также еще один вариант планетарного циклоидального редуктора с предварительной ступенью (см. US 4898065). Редуктор содержит две ступени: ступень CYCLO и предварительную ступень, размещенные в одном корпусе. Ступень CYCLO содержит входной вал с экцентриковыми участками, на каждом из которых посажен с возможностью вращения циклоидальный диск. Указанный диск имеет циклоидальные внешние зубья, которые находятся в зацеплении с зубьями колеса внутреннего зацепления, связанного с корпусом. Механизмом, передающим вращение циклоидального диска вокруг собственной подвижной оси к тихоходному валу, является механизм параллельных кривошипов. Он представляет собой закрепленные на поворотном фланце пальцы, проходящие сквозь отверстия в циклоидальном диске. Поворотный фланец является тихоходным валом редуктора. Предварительная ступень редуктора выполнена по планетарной схеме и расположена вдоль общей оси редуктора последовательно со ступенью CYCLO. Шестерня предварительной ступени связана с быстроходным входным валом редуктора. Сателлиты, посаженные с возможностью вращения на водиле, находятся в зацеплении с шестерней и с колесом внутреннего зацепления, выполненным совместно с поворотным фланцем второй ступени CYCLO. Водило жестко связано с входным эксцентриковым валом ступени CYCLO. При вращении шестерни сателлиты обкатываются по колесу внутреннего зацепления, приводя во вращение водило и эксцентриковый вал второй ступени редуктора. Предварительная ступень этого редуктора имеет большее передаточное отношение, чем у предыдущего, так как определяется соотношением чисел зубьев шестерни и зубьев колеса внутреннего зацепления (которое заведомо больше, чем число зубьев колеса внешнего зацепления в предыдущей конструкции). Основной недостаток как этого, так и предыдущего редуктора состоит в том, что предварительная ступень, расположенная последовательно со ступенью CYCLO, увеличивает осевые габариты редуктора. Кроме того, расположение ступеней вдоль одной оси служит причиной возникновения на отдельных деталях редуктора весьма значительных консольных нагрузок.

Известен зубчатый эксцентриковый подшипник (см. Курасов Д.А. Разработка и исследование зубчатых эксцентриковых подшипников и механизмов на их основе, дисс. на соискание ученой степени к.т.н., Курган, 2008, с.43-61). Этот механизм способен выполнять функцию опоры качения, эксцентрика и редуктора одновременно. Он содержит наружное и внутреннее кольца и между ними тела качения разного диаметра. Тела качения разного диаметра обеспечивают эксцентричное расположение наружного кольца относительно внутреннего. Тела качения снабжены зубчатыми венцами, находящимися в зацеплении с зубчатыми венцами, выполненными на наружном и внутреннем кольцах. Тела качения и кольца помимо зубчатых венцов могут содержать цилиндрические беговые дорожки, имеющие диаметры равные или близкие соответственным начальным окружностям зубчатых венцов. Цилиндрические поверхности беговых дорожек колец и тел качения опираются друг на друга и несут полную радиальную нагрузку. Применение колец и роликов только с зубчатыми поверхностями ограничено большими нормальными силами, возникающими на поверхностях зубьев (см. там же, стр.42).

Зубчатый эксцентриковый подшипник в принципе можно использовать в планетарном циклоидальном редукторе в качестве предварительной ступени. Однако подшипник имеет геометрические условия существования, которые существенно ограничивают возможные передаточные отношения диапазоном 2, 5-6, что не всегда достаточно для предварительной ступени. Кроме того, это техническое решение характеризуется конструктивной и технологической сложностью, особенно в изготовлении дорожек качения, совмещенных с зубчатым венцом на внутренней поверхности кольца.

За прототип изобретения выберем описанный выше планетарный циклоидальный редуктор с предварительной ступенью по патенту США US 4898065.

Задачей изобретения является создание простого и малогабаритного планетарного циклоидального редуктора с повышенным передаточным отношением.

Технический результат изобретения заключается в совмещении в одном узле функций предварительной ступени и генератора осциллирующего планетарного движения циклоидальных дисков без применения эксцентриковых валов. Это позволит повысить передаточное отношение предварительной ступени без увеличения его габаритных размеров, уменьшить осевой размер редуктора и устранить связанные с этим консольные нагрузки.

Для решения поставленной задачи планетарный циклоидальный редуктор, как и прототип, содержит корпус с быстроходным и тихоходным валами, внутри которого размещены две ступени: собственно планетарный циклоидальный редуктор и предварительная ступень. Планетарная циклоидальная ступень содержит циклоидальный диск с наружным зубчатым венцом циклоидального профиля, зацепляющимся с колесом внутреннего зацепления, связанным с корпусом. Диск расположен эксцентрично относительно оси редуктора и имеет возможность осциллирующего плоскопараллельного орбитального движения. Диск снабжен механизмом передачи его вращения вокруг собственной оси к тихоходному валу редуктора. Предварительная ступень редуктора выполнена по планетарной схеме. Входная шестерня предварительной ступени связана с быстроходным валом редуктора. В отличие от прототипа предварительная планетарная ступень расположена в плоскости циклоидального диска и внутри него. Она содержит, по меньшей мере, два сателлита. Сателлиты посажены на свободное водило. Один из сателлитов находится в одновременном зацеплении с входной шестерней и колесом внутреннего зацепления, выполненным на внутренней поверхности циклоидального диска. Этот сателлит выполнен размером, обеспечивающим эксцентричную посадку циклоидального диска относительно оси редуктора. Другой (другие сателлиты) имеет меньшие размеры и находится в зацеплении только с колесом внутреннего зацепления на циклоидальном диске. При передаче вращения от шестерни к большему сателлиту он начинает обкатываться по колесу внутреннего зацепления на циклоидальном диске и заставляет диск совершать осциллирующее плоскопараллельное орбитальное движение. То есть предварительная ступень дополнительно к понижению скорости вращения выполняет ту же функцию, что и эксцентриковый вал в прототипе, а именно, является средством, обеспечивающим орбитальное движение циклоидального диска.

Редуктор с одним циклоидальным диском имеет большую неуравновешенную массу, что требует применения противовесов, а также имеет точки мертвого хода. Эти недостатки устраняются при использовании двух и более циклоидальных дисков, взаимодействующих с одним колесом внутреннего зацепления на корпусе и совершающих орбитальное движение со сдвигом по фазе. Для этого вдоль оси передачи на том же самом водиле установлены дополнительные ряды сателлитов, находящихся в зацеплении с колесами внутреннего зацепления, выполненными на внутренней поверхности дополнительных циклоидальных дисков. При этом сателлиты и циклоидальный диск одного ряда повернуты относительно сателлитов и циклоидального диска в других рядах на равные углы. Большие сателлиты каждого ряда находятся в зацеплении с общей входной шестерней предварительной ступени передачи.

Заявленный редуктор может быть реализован в различном конструктивном исполнении. По аналогии с модулем CYCLO механизм передачи вращения циклоидального диска вокруг собственной оси к тихоходному валу редуктора может быть выполнен в виде установленных в корпусе на подшипниках поворотных фланцев, в пространстве между которыми расположены циклоидальные диски. Поворотные фланцы жестко связаны друг с другом перемычками, проходящими сквозь отверстия в циклоидальных дисках. По окружности фланцев установлены пальцы с роликами, проходящие сквозь окружные отверстия в циклоидальных дисках, и обкатывающие их.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, на которых изображено:

На фиг.1 принципиальная схема редуктора с одним циклоидальным диском и двумя сателлитами в предварительной ступени.

На фиг.2 поперечное сечение редуктора с одним циклоидальным диском и тремя сателлитами в предварительной ступени.

На фиг.3, 4 и 5 поперечный и продольный разрезы и общий вид одного из конструктивных вариантов редуктора с тремя циклоидальными дисками, причем разрез на фиг.3 проведен в плоскости последнего диска.

На фиг.6 показаны основные детали этого же редуктора в разобранном виде. Предлагаемый редуктор на фиг.1 содержит корпус 1 с установленными в нем быстроходным 2 и тихоходным 3 валами. Редуктор имеет две ступени: собственно планетарный циклоидальный редуктор и предварительную ступень. Предварительная ступень выполнена по планетарной схеме и содержит входную шестерню 4, водило 5, сателлиты 6 и 7 и колесо внутреннего зацепления 8, выполненное на внутренней поверхности циклоидального диска 9. Водило 5 посажено с возможностью свободного вращения относительно общей оси 001 редуктора. Все зубчатые колеса предварительной ступени расположены в плоскости циклоидального диска 9 и внутри него. Входная шестерня 4 сидит на быстроходном валу 2. Сателлит 6 предварительной ступени находится в зацеплении с входной шестерней 4, а также с колесом внутреннего зацепления 8 на циклоидальном диске 9. Размер сателлита 6 выбран таким, чтобы циклоидальный диск 9 был смещен относительно оси 001 редуктора на величину эксцентриситета е. Его диаметр зависит от радиуса Rш шестерни 4, радиуса Rц колеса внутреннего зацепления 8 циклоидального диска 9 и от его эксцентриситета е и определяется как Rц+е-Rш. Меньший сателлит 7 служит только для геометрической фиксации эксцентричного положения циклоидного диска 9, смещения от этого положения могут возникать из-за наличия зазора в зацеплении. Поэтому меньший сателлит 7 находится в зацеплении только с колесом внутреннего зацепления 8 и его диаметр определяется в зависимости от радиуса R водила 5 (радиуса осей сателлитов) как Rц-е-R.

На внешней окружности циклоидального диска 9 выполнен циклоидальный зубчатый профиль 10. Этот профиль находится в зацеплении с колесом внутреннего зацепления 11, которое жестко связано с корпусом 1. Вращение циклоидального диска 9 вокруг собственной оси, эксцентрично смещенной относительно оси редуктора, передается на тихоходный вал 3 с помощью механизма параллельных кривошипов 12. Он представляет собой пальцы 13, обкатывающие отверстия 14 в циклоидальном диске 9. Отверстия 14 расположены по окружности диска 9 и имеют размер, превышающий размер пальцев 13 на величину 2-х эксцентриситетов (2×е). Предварительная ступень редуктора на фиг.1 содержит только два сателлита, поэтому имеет большой дисбаланс, обусловленный неравновесной массой сателлитов 6 и 7. Кроме того, в этой схеме внутренняя поверхность циклоидального диска имеет всего две точки опоры, что не всегда достаточно.

Гораздо более надежно будет определяться положение диска при наличии трех точек опоры, как это показано в сечении редуктора на фиг.2. Здесь на осях водила 5 на подшипниках 15 установлены три разноразмерных сателлита. Сателлит 6 большего размера обеспечивает требуемое эксцентричное смещение циклоидального диска 9, а два сателлита 16 меньшего размера, находясь в зацеплении только с колесом внутреннего зацепления 8 на внутренней поверхности диска 9, обеспечивают его фиксированное положение. На этом рисунке показан один из возможных вариантов формы зуба колеса внутреннего зацепления 11 на корпусе 1. Зуб колеса образован роликами 17, сидящими в выемках на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1. Здесь следует отметить, что колесо внутреннего зацепления 11 может быть выполнено и с циклоидальным профилем.

Описанный редуктор с одним циклоидальным диском 9 обладает большой неуравновешенной массой и требует применения противовесов. Кроме того, определенные положения циклоидального диска 9 являются мертвыми точками, переход через них обеспечивается только инерционной массой диска. Чтобы устранить эти проблемы редуктор целесообразно делать больше чем с одним циклоидальным диском, например двумя или тремя, повернутыми друг относительно друга на одинаковые углы. Два диска повернуты друг относительно друга на 180 градусов, а три - на 120 градусов. Редуктор с тремя циклоидальными дисками изображен на фигурах 3-6.

Этот редуктор имеет модульное конструктивное исполнение, такое же, как и редукторы CYCLO с предварительными ступенями (см. например US 4,898,065 или US 6,761,660).

Быстроходный вал 18 редуктора представляет собой полый цилиндр со шпоночным пазом 19 для посадки на вал электродвигателя. В зависимости от конструкции электродвигателя быстроходный входной вал может быть выполнен в виде сплошного цилиндра со шпоночным пазом. На входном валу 18, являющемся осью редуктора, с помощью подшипников 20 установлено свободное водило 21 предварительной ступени редуктора. Водило 21 состоит из корпуса 22, имеющего форму стакана, и крышки 23. На боковой поверхности корпуса 22 выполнены три окна для установки сателлитов предварительной ступени. Между окнами образуются перемычки 24, которыми корпус 22 водила соединяется с крышкой 23 с помощью винтов 25. Между торцами водила 21 в области окон установлены оси 26 сателлитов предварительной ступени.

Механизм передачи вращения циклоидальных дисков вокруг собственной оси к тихоходному валу редуктора выполнен в виде установленных в корпусе на подшипниках поворотных фланцев 27. Поворотные фланцы 27 имеют конструкцию, подобную конструкции водила 21, и разделены с ним подшипниками 28. Поворотные фланцы 27 жестко соединены перемычками сложной формы 29 и пальцами 30 с роликами 31. Перемычки 29 служат для жесткой связи деталей поворотных фланцев между собой, а пальцы 30 с роликами 31 предназначены для приведения вращения эксцентрично смещенных циклоидальных дисков к оси редуктора. Перемычки 29 жестко соединяются с крышкой 32 с помощью винтов 33. Поворотные фланцы 27 закреплены в цилиндрическом корпусе 34 редуктора с помощью подшипников 35 и выполняют функцию тихоходного вала редуктора.

В пространстве между корпусом редуктора 34 и поворотными фланцами 27 последовательно вдоль оси установлены три циклоидальных диска 36, сдвинутых по фазе друг относительно друга на равные углы. Диски имеют отверстия 37 под перемычки 29 и отверстия 38 под пальцы 30 с роликами 31 поворотных фланцев 27. Размеры отверстий 37 выбраны такими, чтобы перемычки 29 при любом положении циклоидальных дисков 36 не касались соответствующих отверстий. А размеры отверстий 38 под пальцы 30 с роликами 31 должны обеспечивать свободное орбитальное движение дисков 36 и передавать вращение дисков вокруг собственных осей вращения к поворотным фланцам 27. Для этого размеры отверстий 38 должны быть больше диаметра ролика 31 на величину двойного эксцентриситета е диска 36. Циклоидальные диски 36, имеющие внешние зубья 39 циклоидального профиля, взаимодействуют с центральным колесом внутреннего зацепления 40, зубья которого выполнены в виде роликов 41, свободно посаженных в гнездах 42 на внутренней поверхности корпуса 34.

На быстроходном валу 18 редуктора установлена входная шестерня 43 предварительной ступени. Входной вал 18 в данной конструкции выполнен как единое целое с шестерней 43 для упрощения технологии изготовления. На осях 26 водила 21 предварительной ступени на подшипниках 44 в плоскости каждого циклоидального диска 36 и внутри него посажены по три сателлита: один большего размера 45 и два меньших 46. Все большие сателлиты 45 находятся в зацеплении с внутренним зубчатым профилем 47, выполненным на внутренней поверхности соответствующего циклоидального диска 36 и с шестерней 43 быстроходного вала 18. Для этого шестерня 43 по длине проходит сквозь все три последовательно расположенных циклоидальных диска 36. Сателлиты 45 вместе с зубчатыми профилями 47 внутри циклоидальных дисков 36 и шестерней 43 образуют три ряда предварительной ступени передачи. Два сателлита меньших размеров 46 в каждом ряду зацепляются только с зубчатым профилем 47 своего циклоидального диска 36, однозначно определяя его положение в пространстве. Размеры сателлитов 45 и 46 обеспечивают эксцентричную посадку циклоидального диска 36 относительно оси редуктора. Для того чтобы эксцентрично расположенные диски 36 были повернуты друг относительно друга на равные углы (в данной конструкции на 120 градусов), сателлиты большего размера 45 в разных рядах должны быть также смещены друг относительно друга на те же углы. Т.е. большие сателлиты в рядах посажены на разных осях 26. В результате на каждой оси 26 водила последовательно чередуются больший 45 и меньшие 46 сателлиты.

Сквозь весь цилиндрический корпус 34 редуктора выполнены отверстия 48 для его крепления к заземленной корпусной детали. Отверстия 49 в поворотных фланцах 27 служат для крепления вала нагрузки.

Конструктивно описанный планетарный циклоидальный редуктор оформлен как отдельный самостоятельный модуль. При таком модульном исполнении любое из вращающихся друг относительно друга звеньев: поворотные фланцы 27, быстроходный вал 18 и цилиндрический корпус 34 могут служить ведущим, ведомым и опорным звеном. Это обеспечивается соответствующей посадкой модуля относительно валов внешних механизмов и неподвижного корпуса. В зависимости от выбора звеньев устройство будет работать как редуктор с разными передаточными отношениями или как мультипликатор.

Рассмотрим работу устройства, изображенного на фиг.1. При вращении входного быстроходного вала 2, начинает вращаться шестерня 4 предварительной ступени. Вращение шестерни 4 вызовет вращение зацепляющегося с нею большего сателлита 6. Сателлит 6 одновременно зацепляется и с колесом внутреннего зацепления 8, которое нарезано на внутренней поверхности циклоидального диска 9. В свою очередь, циклоидальный диск 9 внешним зубчатым профилем 10 зацепляется с неподвижным колесом внутреннего зацепления 11. Вращение сателлита 6 в этих условиях приводит к его обкатыванию по колесу внутреннего зацепления 8 и вращению свободного водила 5. Т.е. ось сателлита 6 начинает вращаться вокруг оси 001 редуктора. Перемещение сателлита 6, обеспечивающего эксцентричную посадку циклоидального диска 9 вызовет орбитальное перемещение последнего вокруг оси 001. Передаточное отношение от шестерни 4 к водилу 5 определяется, как и в обычной планетарной передаче, как i45=1+Z8/Z 4. Орбитальное перемещение диска 9, зацепляющегося с неподвижным зубчатым колесом 11, преобразуется во вращение диска вокруг собственной оси вращения. Это вращение передается к тихоходному валу 3 с помощью пальцев 13, обкатывающих отверстия 14 в диске 9. Общее передаточное отношение редуктора составит i43=1-(1+Z 8/Z4). Оно значительно больше, чем передаточное отношение редуктора-аналога и сравнимо с редуктором-прототипом. Сателлит 7 предварительной ступени сидит на водиле 5 и находится в зацеплении только с колесом 8 на внутренней поверхности циклоидального диска 9. Тем самым сателлит 7 обеспечивает диску 9 вторую точку опоры по его внутренней поверхности. В принципе положение диска 9 в пространстве определено и без этого сателлита за счет зацепления его внешнего циклоидального колеса 10 с зубчатым венцом 11 на корпусе 1. Однако при погрешностях в точности изготовления возможно смещение диска от теоретического расчетного положения. Для устранения этих проблем и предусмотрен опорный сателлит 7. На фиг.2 таких опорных сателлитов два, что уменьшает дисбаланс масс в предварительной ступени редуктора.

В рассмотренном редукторе все силовые звенья лежат в одной плоскости, устраняя тем самым возможность возникновения консольных нагрузок.

Однако редукторы типа CYCLO при одном циклоидальном диске имеют большой дисбаланс масс во второй ступени редуктора. Его устраняют, используя несколько последовательно установленных эксцентрично смещенных дисков, повернутых друг относительно друга на равные углы. Использование этого принципа в предлагаемой конструкции проиллюстрировано фигурами 3-6. Рассмотрим работу изображенного на этих фигурах модуля в режиме редуктора.

Ведущим звеном является центральный вал 18, в качестве опорного звена выберем цилиндрический корпус 34, а ведомым тихоходным звеном будут поворотные фланцы 27. При вращении вала 18 начинает вращаться шестерня 43 предварительной планетарной ступени. Ее вращение вызывает вращение больших по размеру сателлитов 45 во всех трех рядах предварительной ступени. Так как в каждом ряду большие сателлиты 45 зацепляются с зубчатыми колесами 47 на внутренних поверхностях циклоидальных дисков 36, то сателлиты вместе с водилом 21 начинают обкатываться по этим колесам. В результате каждый циклоидальный диск совершает осциллирующее плоскопараллельное орбитальное движение. Поскольку диски повернуты друг относительно друга на равные углы, то и их орбитальное движение происходит с одинаковым смещением друг относительно друга по фазе. Такое смещение дисков на равные расстояния в разные стороны от оси редуктора уравновешивает его по массе. Зацепляясь с неподвижным колесом внутреннего зацепления, образованным роликами 41 в цилиндрическом корпусе 34, каждый циклоидальный диск 36 поворачивается вокруг собственной подвижной оси. Этот поворот передается к поворотным фланцам 27 с помощью пальцев 30 с роликами 31, обкатывающими отверстия 38 в каждом циклоидальном диске. Общее передаточное отношение редуктора определяется собственным отношением ступени CYCLO и передаточным отношением предварительной ступени по формуле, аналогичной приведенной выше i=1-(1+Z47/Z43 )×Z42, где Z47 - число зубьев колеса внутреннего зацепления 47 на внутренней поверхности циклоидально диска 36, Z43 - число зубьев входной шестерни 43 предварительной ступени, а Z41 - число роликов 41 в неподвижном корпусе 34. Если рассматриваемый модуль подсоединить к внешним механизмам так, что неподвижным звеном будут поворотные фланцы 27, а выходом - цилиндрический корпус 34, то передаточное отношение модуля определится как:

i=(1+Z47/Z43 )×Z41.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Планетарный циклоидальный редуктор с предварительной ступенью, содержащий корпус с быстроходным и тихоходным валом, внутри которого размещены эксцентриковая циклоидальная ступень и предварительная планетарная ступень, входная шестерня которой связана с быстроходным валом редуктора; эксцентриковая циклоидальная ступень содержит циклоидальный диск с наружным зубчатым венцом циклоидального профиля, зацепляющийся с колесом внутреннего зацепления, связанным с корпусом, циклоидальный диск расположен эксцентрично относительно оси редуктора и имеет возможность плоскопараллельного орбитального движения, а также механизм передачи вращения циклоидального диска вокруг собственной оси к тихоходному валу редуктора, отличающийся тем, что предварительная планетарная ступень расположена в плоскости циклоидального диска и внутри него и содержит, по меньшей мере, два сателлита, посаженных на свободное водило, причем один из сателлитов находится в одновременном зацеплении со входной шестерней и колесом внутреннего зацепления, выполненным на внутренней поверхности циклоидального диска, и выполнен размером, обеспечивающим эксцентричную посадку циклоидального диска относительно оси редуктора, а сателлиты меньшего размера находятся в зацеплении только с колесом внутреннего зацепления циклоидального диска.

2. Планетарный циклоидальный редуктор по п.1, отличающийся тем, что последовательно вдоль оси редуктора на общем водиле установлены дополнительные ряды сателлитов, взаимодействующих с колесами внутреннего зацепления на внутренней поверхности дополнительных циклоидных дисков, причем сателлиты и циклоидный диск одного ряда повернуты относительно сателлитов и циклоидного диска других рядов на равные углы и большие сателлиты всех рядов находятся в зацеплении с общей входной шестерней.

3. Планетарный циклоидальный редуктор по п.2, отличающийся тем, что механизм передачи вращения циклоидальных дисков вокруг собственной оси к тихоходному валу редуктора выполнен в виде установленных в корпусе на подшипниках поворотных фланцев, в пространстве между которыми расположены циклоидальные диски, поворотные фланцы жестко связаны друг с другом перемычками, проходящими сквозь отверстия в циклоидальных дисках, по окружности фланцев установлены пальцы с роликами, проходящие сквозь окружные отверстия в циклоидальных дисках с возможностью их обкатывания.

www.freepatent.ru

Циклоидальная передача — WiKi

Циклоида́льная переда́ча, или циклоидальный реду́ктор, или планетарно-цéвочный реду́ктор — механизм, понижающий частоту вращения, и имеющий фиксированное передаточное отношение. Циклоидальные редукторы при своей компактности имеют большие передаточные отношения [1].

Ведущий вал приводит в движение эксцентриковый вал со шпильками, который, в свою очередь, сообщает циклоидальной пластине эксцентрическое, циклоидальное движение. По окружности на некотором расстоянии от центра пластины расположены круглые отверстия. В эти отверстия вставлены шпильки или ролики, закреплённые на ниже расположенном диске. Посредством стержней и диска вращение передаётся выходному валу. При этом радиальные перемещения циклоидальной пластины не передаются выходному валу.

  Описание сост. частей циклоидального редуктора.

Входной (ведущий) вал прикреплён эксцентрично к шарикоподшипнику, принуждая циклоидальную пластину вращаться по окружности. Циклоидальная пластина независимо вращается вокруг подшипника. Её вращение происходит за счёт того, что впадины по периметру пластины входят в зацепление с неподвижными выступами («зубьями») на внешнем кольце. Направление вращения выходного (ведомого) вала противоположно направлению вращения входного (ведущего) вала. Движение деталей в циклоидальной передаче подобно движению, имеющему место в планетарной передаче.

Количество выступов на внешнем кольце больше количества выступов на циклоидальной пластине. Это вынуждает пластину вращаться относительно входного вала быстрее по сравнению с тем, каким бы было её движение относительно входного вала при отсутствии внешнего кольца. За счёт этой «увеличенной» скорости вращения циклоидальной пластины, выходной вал получает вращение в сторону, противоположную направлению вращения входного вала.

Циклоидальная пластина имеет отверстия, которые немного больше вставленных в них роликов. Ролики в отверстиях движутся по окружности, и таким образом выходной вал получает относительно равномерное вращательное движение от качающегося движения циклоидальной пластины.

Передаточное отношение циклоидального редуктора определяется по следующей формуле:

i=P−LL{\displaystyle i={\frac {P-L}{L}}} где P{\displaystyle P}  — количество выступов на внешнем коронном кольце, L{\displaystyle L}  — количество выступов на циклоидальной пластине.

КПД одноступенчатой циклоидальной передачи составляет 95 %, а двухступенчатой — 90 %[2]. При этом, передаточное отношение одноступенчатого циклоидального редуктора достигает значения 119:1, двухступенчатого — 7569:1, трёхступенчатого — до 1 000 000:1[2].

Существуют различные схемы циклоидальных передач, вместо шарикоподшипника может использоваться роликоподшипник, имеющий большую несущую способность, а вместо одного эксцентрика могут быть использованы 2 или 3 эксцентрика, расположенные на периферии, в этом случае вращение эксцентрикам сообщают отдельные зубчатые колеса, введенные в зацепление с входным валом. Такая схема дает большую жесткость всей передаче, а также позволяет реализовывать ещё более высокие передаточные отношения. Такие редукторы используются в высокоточных приводах станков и автоматов[3].

ru-wiki.org

производство планетарных высокоточных редукторов, доступные цены от производителя

Устройство циклоидальных редукторов

Циклоидальный редуктор представляет собой высокоточную силовую передачу с высокими показателями удельной мощности и большими передаточными отношениями. Устройство планетарного редуктора схоже с волновой передачей, за исключением отсутствия гибкого колеса.

Основные преимущества продукции

Производство планетарных мотор-редукторов на российском рынке стремительно набирает обороты, и наша компания предлагает большой выбор планетарно-цевочных механизмов с возможностью изготовления на заказ. Циклоидальные редукторные устройства отличаются следующими преимуществами:

  • Компактность. Наряду с небольшими габаритами цевочный агрегат сохраняет высокую нагрузочную способность.
  • Низкий уровень шума и плавность хода. Эти характеристики обуславливают удобство использования устройства.
  • Надежность. Рабочий ресурс при нормальных условиях эксплуатации может достигать до 50 000 часов.

Дополнительные опции

Разные модели могут быть оснащены дополнительными возможностями:

  • Принудительный подогрев. В условиях критически низких температур в цевочном редукторном механизме срабатывает система принудительного подогрева.
  • Счетчик отработанного ресурса. Эта функция предполагает автоматическое определение количества отработанных часов.
  • Сигнализирование об экстренных ситуациях. Например, при несанкционированном доступе или критических перегрузках агрегат издает характерный сигнал.

Как сделать заказ?

В ООО «Мехатронные системы» вы можете купить циклоидальный (цевочный) редуктор по доступной цене. Просто свяжитесь с нашими менеджерами по телефону или напишите нам письмо на электронную почту. Помимо изготовления стандартных моделей, мы оказываем услуги по разработке цевочных редукторных механизмов с учетом пожеланий заказчика. Условия и стоимость доставки обсуждаются индивидуально. Номера телефонов, электронная почта и фактический адрес компании указаны в разделе «Контакты» нашего сайта.

msreductor.ru

Nabtesco планетарно-цевочный редуктор | Циклоидный редуктор марки Nabtesco

Основным преимуществом планетарно-цевочного редуктора является долгий срок службы и высокая надежность вне зависимости от сферы применения. Это относится также и к редукторам Nabtesco, которые в дополнение имеют высокую стойкость к ударным нагрузкам благодаря запатентованной конструкции с тремя  эксцентриками .1.jpg Высокоточные (безлюфтовые или низколюфтовые) редукторы Nabtesco широко используются везде, где необходимо обеспечить быстрый поворот от точки к точке или точное позиционирование рабочего органа. Подробнее о люфте в безлюфтовых редукторах можно прочесть в статье «безлюфтовый редуктор» - там подробно рассмотрены эксплуатационные параметры точности и люфта редукторов Nabtesco.При этом в самом приводе не возникнут самоколебания даже не смотря на высокие динамические нагрузки из-за большой инерционности перемещаемого груза, в том числе и благодаря низкому моменту инерции редукторов Nabtesco. Наиболее частые примеры применения расписаны в соответствующем разделе нашего сайта – Опыт применения. Соответствующим образом мы развиваем нашу продукцию, исходя из потребностей наших заказчиков. Номенклатура Nabtesco включает как компоненты редукторов, фактически, узлы редукции, так и полностью готовые к монтажу сервоприводы и редукторы. По запросу мы можем поставить предступень редукции, которая обеспечит более высокое передаточное отношение или разворот валов редуктора под углом друг относительно друга. Помимо стандартных исполнений мы  с готовностью относимся к специфическим пожеланиям наших клиентов, разрабатывая специальные приводы согласно их требованиям.

Принцип работы планетарно-цевочного редуктора

2.jpg

Как работает планетарно-цевочный редуктор?

Вращение с электродвигателя передается посредством эвольвентной передачи на эксцентриковые валы циклоидных дисков. В зависимости от типоразмера редуктора и его исполнения может быть два или три эксцентриковых вала. На эксцентриковых валах установлены игольчатые подшипники, на наружную обойму которых опираются циклоидные диски. Циклоидные диски опираются через роликовые радиально-упорные подшипники на входной вал и на фланец редуктора. Циклоидные диски совершают сложное движение – плоскопараллельное вращение и вращение вокруг своей оси. При этом периферийная поверхность дисков описывает математическую кривую – циклоиду, откуда и пошло второе (европеизированное) название редукторов данного типа. Совершая такое сложное движение, цевки (зубья циклоидной передачи) входят в соответствующие пазы на корпусе редуктора. Эксцентриковые валы, раскрученные входным валом редуктора вокруг своей оси благодаря плоскопараллельному перемещению циклоидных дисков вынуждены перемещаться по концентрической окружности в пространстве, поворачивая тем самым фланец выходного вала редуктора.

Применение планетарно-цевочных редукторов

Принцип, на котором работает циклоидный редуктор, был еще в начале прошлого века. Однако уровень технологии того времени не позволял изготавливать детали с требуемой точностью. Сейчас, в полной мере используя возможности современного технологического оборудования, можно реализовать ключевые преимущества которые отличают циклоидальный редуктор. А именно:   
  • Высокий, до 90%, коэффициент полезного действия. А, значит, малые потери на трение и нагрев;
  • Возможность реализации как очень низких, так и очень высоких передаточных отношений в одной ступени;
  • Минимально возможное число ступеней, что влечет за собой рекордную компактность и минимальную массу;
  • Малый уровень шума и малый момент инерции;
  • Распределение нагрузки внутри редуктора позволяет добиться высокой износоустойчивости и способности выдерживать пятикратные перегрузки по сравнению с номинальным крутящим моментом.

Существует множество вариантов конструкции циклоидного редуктора, механизм, разработанный компанией Nabtesco – один из них. Быстроходный вал вращает два или три эксцентрика, которые прокатывают циклоидальные диски по внутренней поверхности корпуса редуктора. Более правильное название зубьев циклоидальных дисков – цевки, отсюда их второе название – планетарно-цевочные редукторы.  Если в ходе прокатывания циклоидальные диски движутся по часовой стрелке внутри корпуса редуктора, то одновременно они медленно вращаются против часовой стрелки вокруг собственной оси.  Это вращение передается на выходной вал редуктора посредством приводных пальцев. Зубья передач обычных зубчатых редукторов работают на изгиб. Элементы цевочного редуктора, работают на сжатие, что обуславливает существенно более высокий запас прочности. Кроме того, конфигурация циклоидальных дисков и внутренней поверхности стационарного зубчатого венца обеспечивает в любой момент времени одновременный контакт до 66% зубьев. Этот факт обуславливает высокую устойчивость к ударным перегрузкам, достигающим 500% от номинального крутящего момента.  о сравнению с широко распространенными низколюфтовыми редукторами, в редукторах Nabtesco люфт существенно снижен благодаря нашей схеме передачи крутящего момента, поэтому то, что предлагаем мы – это безлюфтовый редуктор. В настоящий момент модификаций редукторов есть немало и важность верного выбора этого механизма в данном случае трудно переоценить. Неправильно используемый или неподходящий для конкретного оборудования высокоточный редуктор может стать причиной серьезных проблем вследствие ремонтных затрат и простоев. Мы рекомендуем Вам при покупке обращаться за консультацией к нашим специалистам, и тогда современный и высоконадежный прецизионный редуктор станет для Вас идеальным решением!

www.drivemeh.ru

Белробот внутренняя

Устройство и принцип действия циклоидального редуктора МРС производства ЗАО "БЕЛРОБОТ"

Циклоидальный редуктор - это планетарный редуктор с эпициклоидальным цевочным зацеплением.

Два сателлита с циклоидальным профилем установлены на входном валу оппозитно (сателлиты развёрнуты на 180° друг относительно друга и их эксцентриситеты диаметрально противоположны). Это обеспечивает полное уравновешивание динамических нагрузок и предотвращает возникновение изгибающих усилий.

С целью получения максимального передаточного отношения при минимальных размерах редуктора сателлит выполняется с числом зубьев на единицу меньшим, чем число осей цевочного колеса. В этом случае передаточное число ступени равно числу зубьев сателлита.

При вращении входного вала движение через эксцентрик с двумя смещенными в противоположные стороны от оси вала роликовыми подшипниками передается на сателлиты. Сателлиты, обкатываясь по цевкам обоймы, совершают планетарное движение вокруг оси входного вала. При этом полный оборот входного вала (эксцентрика) приводит к повороту сателлита относительно вала на один зуб в сторону, противоположную вращению входного вала. Обратное вращение сателлита передается пальцам выходного вала-водила, вставленным в отверстия сателлитов. Для уменьшения трения на пальцы водила надеты втулки. Подшипники выходного вала установлены в корпусе.

Для получения значительных (более 119) передаточных чисел последовательно соединяются два или три одноступенчатых редуктора - выходной вал предыдущей ступени становится входным валом последующей. Общее передаточное число многоступенчатого редуктора равно произведению передаточных чисел входящих в него ступеней.

Редукторы с циклоидальным цевочным зацеплением широко распространенны по всему миру.

Использование циклоидального зацепления обеспечивает редукторам целый ряд преимуществ по сравнению с передачами с эвольвентным зацеплением:

Эффективная передача мощности.

Отсутствие в зацеплении трения скольжения обеспечивает коэффициент полезного действия одноступенчатого редуктора до 92,5% и до 85% - для двухступенчатого редуктора.

Широкий диапазон преобразования частоты вращения и компактность.

Передаточное отношение зацепления равно количеству зубьев сателлита и составляет:- для одноступенчатого редуктора МР - от 9 до 119,- для двухступенчатого редуктора - от 99 до 12019.Удельная материалоёмкость редуктора 0,03-0,08 кг/Нм.

Высокая нагрузочная способность.

В планетарном редукторе с циклоидальным цевочным зацеплением в контакте с втулками цевок находятся 2/3 числа зубьев сателлита, что позволяет без поломок длительное время выдерживать большие ударные и пиковые нагрузки. Выдерживает 5-кратные пиковые перегрузки!!!

Надёжность.

Принцип работы зацепления и отработанная технология изготовления гарантируют 20000 часов непрерывной работы редуктора при постоянной нагрузке с вероятностью безотказной работы 90%. При односменной работе с постоянной нагрузкой расчетная долговечность - 15 лет.

Малая инерционность.

Все детали редуктора - тела вращения и расположены симметрично относительно общей оси редуктора. Два сателлита расположены оппозитно, что полностью уравновешивает инерционные нагрузки. Высокое передаточное число редуктора обеспечивает низкий приведенный момент инерции всего привода.

Низкий уровень шума.

Многопарность зацепления обеспечивает плавность хода, отсутствие вибраций и уровень шума в пределах 65...70 дБ.

Циклоидальные редукторы и мотор-редукторы применяют в различных отраслях промышленности, там, где требуется обеспечить максимальный крутящий момент при минимальных габаритах и массе привода, высокую надёжность и долговечность.

Типичным является использование их в машиностроении, химическом машиностроении, судостроении, пищевой и лесной промышленности, горнодобывающей и деревообрабатывающей промышленности, на кирпичных и керамических заводах, металлургических комбинатах и в разнообразном технологическом транспорте.

Циклоидальные редукторы используют в конструкциях таких устройств и механизмов, как мешалки для жидких и вязких сред, центрифуги и декантеры, кирпичные прессы, глиномяльные машины, центробежные и лопастные вентиляторы, компрессоры, насосы, ленточные, ковшовые, цепные и винтовые конвейеры, рольганги, шнековые транспортеры, загрузочные бункеры, накопители, штабелеры, автомобильные опрокидыватели, экскаваторы, подъемные механизмы, грузовые подъемники и эскалаторы, лебедки и кабельные барабаны, дробилки и измельчители руды, шаровые и молотковые мельницы, голтовочные барабаны, генераторы, стиральные машины, станочное оборудование (гибочные валки, строгальные станки, резьбонарезное оборудование и др.), промышленные роботы и манипуляторы, формовочные машины; экструдеры пластмасс, волочильные станы, цементные и др. обжиговые печи, формовочные прессы, каландры, машины для намотки тканей, кабельной продукции, упаковочные машины и многих других.

Циклоидальные редукторы эффективно работают при самых различных режимах и условиях нагружения, что и обеспечивает их широкое распространение.

Технические характеристики

Характер нагрузки на выходном валу редуктора (мотор-редуктора)

Равномерная нагрузка (Р) - нагрузка, отклоняющаяся от среднего значения менее, чем на 10% при частоте пусков до 10 в час.

Нагрузка с умеренными ударами (У) - нагрузка со значительными отклонениями от средней величины и редкими перегрузками (не более двухкратного среднего значения) при пуске или реверсе или при частоте пусков до 50 в час.

Нагрузка с тяжелыми ударами (Т) - нагрузка с частыми перегрузками (не более двукратной величины) или при частоте пусков свыше 50 включений в час.

Характер нагрузки некоторых машин и механизмов
Роботы и манипуляторы У Центрифуги и декантеры Р/У
Вальцовочные и гибочные машины У Экструдеры пластмасс У/Т
Прессы Т Дробилки У/Т
Ножницы для резки металла Т Измельчители У/Т
Станки: привод главного движения У Мельницы У/Т
Станки: привод подач Р Мешалки для жидких и вязких сред Р/У
Транспортная техника: ленточные конвейеры Р/У Упаковочные машины Р
Транспортная техника: цепные конвейеры Р/У Рольганги прокатных станов Т
Транспортная техника: пластинчатые конвейеры Р/У Типографское оборудование Р
Транспортная техника: ковшовые конвейеры Р/У Роторные экскаваторы Т
Транспортная техника: шнековые конвейеры Р/У Прядильное оборудование Р
Транспортная техника: винтовые транспортеры Р/У Сепараторы Р/У
Транспортная техника: сборочные конвейеры Р/У Компрессор центробежный Р
Транспортная техника: винтовые подъёмники Р/У Компрессор одноцилиндровый Т
Транспортная техника: поворотные механизмы Р/У Каландры У

Тип
 редуктора (МРС) Габарит
 редуктора Общее
 передаточное число Конструктивное
 исполнение и монтажная позиция (xxx) Исполнение
 конца выходного вала (xx) Тип
 смазки горизонтального редуктора (К)

(1) - Тип редуктора (С)

(2) - Габарит редуктора

Одноступенчатые редукторы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Двухступенчатые редукторы
1/1 2/1 3/1 4/2 5/3 6/4 7/4 8/5 9/6 10/7

(3) - Общее передаточное число

Одноступенчатые редукторы
9 11 13 15 17 21 25 29 35 43 51 59 71 87 103 119
Двухступенчатые редукторы
81(9x9) 99(11x9) 121(11x11) 143(13x11) 169(13x13) 195(15x13) 221(17x13) 273(21x13) 315(21x15) 357(21x17)
375(25x15) 425(25x17) 493(29x17) 525(25x21) 559(43x13) 595(35x17) 625(25x25) 735(35x21) 841(29x29) 903(43x21)
1015(35x29) 1131(87x13) 1225(35x35) 1275(51x25) 1475(59x25) 1505(43x35) 1711(59x29) 1849(43x43) 2065(59x35) 2193(51x43)
2537(59x43) 3045(87x35) 3481(59x59) 3621(71x51) 3741(87x43) 4189(71x59) 4437(87x51) 5133(87x59) 6177(87x71) 7569(87x87)
Возможно изготовление двухступенчатых (трехступенчатых) редукторов с передаточными числами, не включенными в таблицу и образованными умножением передаточных чисел одноступенчатых редукторов.

(4) - Конструктивное исполнение и монтажная позиция

Первая цифра - конструктивное исполнение:0 - с фланцем на корпусе;1 - на подставке;2 - с передним фланцем
Вторая цифра - расположение поверхности крепления:1 - пол;2 - потолок;3 - стена
Третья цифра - расположение конца выходного вала:1 - горизонтальный влево;2 - горизонтальный вправо;3 - вертикальный вниз;4 - вертикальный вверх
Редукторы исполнений 013, 133 и 213 (выходной вал направлен вниз) рассчитаны на продолжительность работы, не превышающую 8 часов в сутки, для более длительной работы предназначены редукторы типа МРВС с циркуляционной смазкой.

(5) - Исполнение конца выходного вала

00 01 02 10 11
ГОСТ 24266-94
DIN 332-DR
ГОСТ 1139-80

Исполнение конца выходного вала 11 предусмотрено только для конструктивного исполнения редукторов 2 (с передним фланцем)

(6) - Тип смазки горизонтального редуктора

Редукторы с горизонтальным расположением вала выпускаются как правило на жидкой смазке, с вертикальным - на консистентной смазке. Возможно исполнение редуктора с горизонтальным валом на консистентной синтетической смазке, закладываемой на весь срок эксплуатации редуктора, что обозначается добавлением к обозначению редуктора литеры К через точку (например МРС2-35.031.00.K).

Примеры условного обозначения редукторов при заказе

Редуктор МРС2-35.031.00,

где 2 - одноступенчатый, второго габарита;35 - передаточное число редуктора;031 - горизонтальный, с фланцем на корпусе; 00 - с цилиндрическим концом выходного вала (ø25 мм х 60 мм).

Редуктор МРС4/2-375.231.11,

где 4/2 - двухступенчатый, 2 - габарит первой ступени, 4 - габарит второй ступени;375 - передаточное число редуктора;231 - горизонтальный, с передним фланцем;11 - с насадным исполнением выходного вала (D-6 x 18 x 22H7 x 5F10).

www.belrobot.by

Редуктор с циклоидальным зацеплением

Изобретение относится к машиностроению, а именно к редукторам с циклоидальным зацеплением, и может быть использовано для передачи больших крутящих моментов в газотурбинных энергетических установках и в узлах машин горнодобывающей отрасли. Редуктор содержит корпус, ведущий вал 10, на эксцентриковой шейке 11 которого размещен двухвенцовый сателлит 13, неподвижно закрепленное первое солнечное колесо 3, ведомый вал 20 со вторым солнечным колесом 21. Внутренний зубчатый профиль солнечного колеса 3 образован направляющей, взаимосопряженной с эталонной эпициклической линией. По внутренней поверхности солнечного колеса 3 обкатывается зубчатый венец 14 сателлита 13, профиль которого образован замкнутой эпициклической линией, укороченной по отношению к эталонной эпициклической линии. Таким образом в зацеплении между рабочими поверхностями формируются зазоры, которые заполняют упругим слоем рабочей жидкости, подводимой под давлением. Рабочие поверхности этого зубчатого зацепления уплотнены с боковых сторон с образованием замкнутых объемно изменяющихся камер. Камеры вместе с зазором образуют гидростатическую опору в зацеплении. Через второй зубчатый венец 15 сателлита вращение передается второму солнечному колесу 21. Технический результат - способность передавать большие крутящие моменты с минимальными потерями энергии. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к редуктору с циклоидальным зацеплением.

Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано для передачи больших крутящих моментов в газотурбинных энергетических установках, в узлах машин горнодобывающей отрасли в качестве механической зубчатой передачи особо высокой мощности.

Уровень техники.

В настоящее время в мировом машиностроении возникла необходимость в создании компактных, экономичных и высоконадежных устройств для преобразования крутящих моментов при передаче большой мощности.

Для решения этой задачи применяются различного вида редукторы, использующие для передачи вращения зубчатые зацепления, рабочие поверхности подавляющего большинства которых имеют эвольвентный профиль. Однако, не смотря на все достоинства эвольвентного зацепления и на его хорошую изученность, оно не позволяет в полной мере решить поставленную задачу. Зубчатые передачи, использующие эвольвентный профиль рабочих поверхностей зубьев, в силу свойств самой эвольвенты, не способны обеспечить необходимую экономичность и долговечность редукторов высокой мощности. В процессе работы таких устройств между контактирующими эвольвентными профилями имеет место повышенное трение скольжения, что приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей, снижению ресурса работы такого редуктора и к уменьшению коэффициента полезного действия механизма в целом. При передаче больших крутящих моментов, особенно при необходимости одновременного обеспечения высокого передаточного отношения, в зоне контакта зубчатых профилей возникают значительные контактные напряжения. Для снижения их до величины, допустимой для материала зубчатых венцов колес, применяют конструкции, обеспечивающие распределение контактных нагрузок. Это приводит к пропорциональному снижению коэффициента полезного действия зубчатой передачи из-за увеличения количества пар трения. К таким конструкциям относятся, например, механизмы параллельных кривошипов, а также планетарные передачи различной компоновки.

Таким образом, использование в высокомощных редукторах для передачи крутящих моментов эвольвентного зубчатого зацепления связано со значительными потерями энергии на преодоление трения скольжения в зацеплении и, как следствие, со значительным снижением коэффициента полезного действия и ресурса работоспособности.

В настоящее время известен редуктор с циклоидальным зацеплением, взятый за прототип (патент РФ №2123627), который содержит корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, соосно с которым с возможностью вращения установлены эксцентриковый вал, на эксцентриковой шейке которого с возможностью вращения размещен сателлит, и ведомый вал с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом, при этом сателлит выполнен в виде двух жестко связанных зубчатых венцов, поверхность каждого из которых образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию, причем каждый из зубьев первого зубчатого венца находится с заданным предварительным натягом в непрерывном циклоидальном зацеплении с зубьями первого солнечного колеса, а каждый из зубьев второго зубчатого венца с заданным предварительным натягом находится в последовательном контакте с каждым соответствующим зубом второго солнечного колеса, при этом количество зубьев первого зубчатого венца сателлита на один меньше количества зубьев первого солнечного колеса, а количество зубьев второго зубчатого венца сателлита равно количеству зубьев второго солнечного колеса.

По сравнению с редукторами с эвольвентным профилем зубьев указанный редуктор с циклоидальным зацеплением имеет следующие основные преимущества:

1) стопроцентную многопарность зацепления;

2) отсутствие люфтов и гистерезиса;

3) существенно меньшее трение скольжения;

4) высокий КПД.

Однако особенности этого редуктора, а именно: предварительный натяг в циклоидальном зацеплении, консольно закрепленные пальцы, цевки в виде подшипников качения не позволяют использовать их для передачи высоких крутящих моментов.

Сущность изобретения.

Сущность настоящего изобретения состоит в создании конструкции редуктора с циклоидальным зацеплением, способного передавать большие крутящие моменты с минимальными потерями энергии.

Эта задача решена созданием редуктора с циклоидальным зацеплением, содержащего корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, соосно с которым с возможностью вращения установлены ведущий вал, на эксцентриковой шейке которого с возможностью вращения размещен сателлит, и ведомый вал с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом. Указанный сателлит выполнен в виде двух жестко связанных зубчатых венцов, поверхность каждого из которых образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию, причем все зубья первого зубчатого венца сателлита одновременно находятся в непрерывном контакте с соответствующими циклическими рабочими поверхностями первого солнечного колеса и образуют между собой циклоидальное зацепление с коэффициентом многопарности, равным единице, а каждый зуб второго зубчатого венца сателлита находится в последовательном контакте с соответствующими циклическими рабочими поверхностями второго солнечного колеса. При этом количество указанных циклических рабочих поверхностей первого солнечного колеса на единицу больше количества зубьев указанного первого зубчатого венца сателлита, а количество указанных циклических рабочих поверхностей второго солнечного колеса равно количеству зубьев указанного второго зубчатого венца сателлита. В таком редукторе, согласно изобретению, устанавливают профиль на первом зубчатом венце сателлита, соответствующий выбранной замкнутой эпициклической линии, укороченной по сравнению с длиной эталонной замкнутой эпициклической линии, заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением, а профиль циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса устанавливают в виде внутренней зубчатой поверхности, образованной направляющей, представляющей собой замкнутую гипоциклическую линию, которая взаимосопряжена с указанной заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением эталонной замкнутой эпициклической линией. При этом профиль циклических рабочих поверхностей второго солнечного колеса устанавливают в соответствии с направляющей, являющейся «отпечатком» направляющей второго зубчатого венца сателлита в результате его плоскопараллельного перемещения по круговой траектории с радиусом, равным эксцентриситету расположения эксцентриковой шейки ведущего вала. Кроме того, указанное укорочение замкнутой эпициклической линии профиля первого зубчатого венца сателлита по сравнению с длиной эталонной замкнутой эпициклической линии, заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением, осуществляется с целью образования зазоров между рабочей поверхностью первого зубчатого венца сателлита и циклической рабочей поверхностью зубчатого венца первого солнечного колеса. Эти зазоры заполняются упругим слоем рабочей жидкости, подводимой под давлением.

В результате создания такой конструкции ввиду использования эпи- и гипоциклоидальных профилей рабочих поверхностей зацепления, обеспечивается распределение нагрузки на все зубья зубчатых колес сателлита, что позволяет пропорционально снизить удельные контактные напряжения до допустимых для материала, из которого изготовлены элементы передачи. Исключение непосредственного механического контакта между рабочими поверхностями зацепления в процессе работы редуктора за счет применения гидростатической опоры в зацеплении значительно снижает трение скольжения между указанными рабочими поверхностями зацепления, а значит увеличивает ресурс работы редуктора и снижает потери мощности при передаче крутящего момента. Кроме того, образование гидростатической опоры в зацеплении позволяет дополнительно снизить габаритные размеры редуктора за счет частичной разгрузки входного вала и уменьшения количества и размеров подшипников, на которые входной вал опирается в процессе работы редуктора.

Целесообразно в редукторе, а именно в его зацеплении, разместить объемно изменяющиеся замкнутые полости, количество которых равно количеству циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса. Эти полости отделены друг от друга подвижными уплотнениями в виде указанных зазоров в зацеплении и неподвижными в виде плоских уплотнений по торцам первого зубчатого венца сателлита и зубчатого венца первого солнечного колеса, выполненными в виде фланцев с плоскими поверхностями, которые жестко закреплены в указанном корпусе редуктора. Кроме того, в первом солнечном колесе целесообразно разместить впускные и выпускные клапаны, количество пар которых равно количеству циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса. Указанные впускные клапаны открывают канал для впуска жидкости в указанные полости при минимальной разности давлений внутри полости и внешней среды, а выпускные клапаны открывают выпускной канал для отвода рабочей жидкости из полости при давлении внутри полости, превышающем заданную величину, определяемую условиями нагружения зацепления. При этом каждую указанную объемно изменяющуюся замкнутую полость через каждую соответствующую пару указанных клапанов целесообразно соединить через систему каналов с емкостью, содержащей указанную рабочую жидкость. Таким образом вся совокупность таких автономных насосов по сути является гидростатическим подшипником жидкостного трения, в котором несущими поверхностями являются расположенные непосредственно в указанных зазорах зацепления циклические рабочие поверхности первого зубчатого венца сателлита и зубчатого венца первого солнечного колеса.

Описанное исполнение редуктора позволит обеспечивать гидростатическую опору в циклоидальном зацеплении необходимым давлением рабочей жидкости автономно, то есть без использования внешних устройств.

Таким образом, настоящее изобретение представляет собой редуктор с циклоидальным зацеплением, в котором исключается непосредственный контакт рабочих поверхностей за счет применения гидростатической опоры в зацеплении, способный передавать высокую мощность с высоким коэффициентом полезного действия. Это дает возможность применять такие редукторы для приводов тяжело нагруженных органов машин в тяжелом, горном и энергетическом машиностроении.

Перечень фигур чертежей и иных материалов.

Для лучшего понимания изобретения ниже приведен конкретный пример его исполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематичное изображение редуктора, выполненного согласно изобретению, вид сбоку в разрезе с вырывом;

фиг.2 - сечение В-В на фиг.3 согласно изобретению;

фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 согласно изобретению;

фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1 согласно изобретению;

фиг.5 - вид I на фиг.3 согласно изобретению, увеличено.

Редуктор с циклоидальным зацеплением, выполненный согласно изобретению, содержит корпус (фиг.1), состоящий из двух жестко соединенных частей 1 и 2. В первой части корпуса 1 неподвижно закреплено первое солнечное колесо 3, по торцам которого неподвижно установлены уплотнения 4 и 5, выполненные в виде плоских шайб, ширина плоских торцевых поверхностей которых выбирается таким образом, чтобы они уплотняли зацепление с боковых сторон. Кроме того, в первом солнечном колесе 3 во впадинах зубчатого профиля по окружности размещены пары клапанов: впускной 6 (фиг.2) и регулируемый выпускной 7, а в корпусе размещены каналы 8, соединяющие каждый из впускных 6 и выпускных 7 клапанов с внешней емкостью (на чертежах не показана), содержащей рабочую жидкость.

В этой же части корпуса 1, опираясь на подшипники 9, соосно продольной оси неподвижного первого солнечного колеса 3, установлен ведущий вал 10 с эксцентриковой шейкой 11, продольная ось которой расположена параллельно продольной оси ведущего вала 10 и смещена относительно нее на эксцентриситет «е». На эксцентриковой шейке 11 с опорой на подшипники 12 установлен сателлит 13, на наружной поверхности которого закреплены два жестко связанных между собой зубчатых венца 14 и 15 с эпициклоидальными профилями рабочих поверхностей зубьев 16 и 17 (фиг.3, 4). Причем ширина первого зубчатого венца сателлита 14 равна ширине первого солнечного колеса 3. Рабочие поверхности зубьев 16 и 17 каждого зубчатого венца сателлита 14 и 15 образованы направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию. То есть эти поверхности представляют собой гладкие замкнутые эпициклические поверхности. Причем для образования указанного зазора «z» между рабочими циклоидальными поверхностями первого зубчатого венца сателлита 14 и первого солнечного колеса 3 профиль рабочей циклоидальной поверхности первого зубчатого венца сателлита выполняют укороченным по отношению к выбранной эталонной замкнутой эпициклоиде 18, заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением.

Выполнение каждой указанной гладкой замкнутой эпициклической поверхности 16, 17 возможно путем использования способа обработки цилиндрических зубчатых колес, который обеспечивает выполнение каждого зубчатого колеса путем имитации заданных условий эксплуатации циклоидной передачи в каждом планетарном ряду, а также путем непрерывного контроля радиальных размерных параметров профиля обрабатываемой зубчатой поверхности каждого зубчатого колеса при его изготовлении с получением профиля с точными заданными размерами, учитывающими фактическую величину эксцентриситета между осью эксцентриковой шейки и осью вращения ведущего вала, а также величину гарантированного зазора между рабочими поверхностями при зацеплении.

Во второй части корпуса 2 с опорой на подшипники 19, соосно оси вращения ведущего вала 10, установлен ведомый вал 20, на котором неподвижно закреплено второе солнечное колесо 21, установленное соосно продольной оси первого солнечного колеса 3.

Рабочие поверхности зубьев 22 и 23 (фиг.3, 4) каждого солнечного колеса 3 и 21 образованы направляющей, представляющей собой замкнутую гипоциклоидальную линию, взаимосопряженную с замкнутой эпициклоидальной линией зубчатого колеса сателлита. Эта направляющая образована методом обката профиля зубчатого венца сателлита 13 при имитации рабочего движения зубчатых венцов сателлита 16 и 17 относительно зацепляющихся с ними соответствующих солнечных колес 3 и 21.

Предлагаемый редуктор с циклоидальным зацеплением работает следующим образом.

Вращение передается от внешнего устройства (не показано) на ведущий вал 10, который, вращаясь в подшипниках 9 относительно первой части корпуса 1, сообщает плоскопараллельное движение по окружности эксцентриковой шейке 11, подшипникам 12 и сателлиту 13 вместе с зубчатыми венцами 14 и 15. В свою очередь сателлит 13, обкатываясь зубчатым венцом 14 по неподвижному первому зубчатому колесу 3, совершает сложное плоскопараллельное (планетарное) движение, которое благодаря второму планетарному ряду, образованному зубчатым венцом сателлита 15 и вторым солнечным колесом 21, преобразуется во вращательное движение ведомого вала 20.

При этом имитируется обкат без проскальзывания по наружной поверхности центроиды, принадлежащей эталонной эпициклической поверхности зубьев 16 зубчатого венца 14, диаметр которой равен произведению двойного эксцентриситета «е» на количество зубьев зубчатого венца 14, внутренней поверхности центроиды, принадлежащей гипоциклической поверхности зубьев 22 солнечного колеса 3, диаметр которой равен произведению удвоенного эксцентриситета «е» на количество зубьев второго солнечного колеса 21. Обкат указанной внутренней поверхности центроиды по указанной наружной поверхности центроиды обуславливает вращение второго солнечного колеса 21 вместе с ведомым валом 20 на подшипниках 17 относительно второй части корпуса 2.

Согласно настоящему изобретению, между рабочими поверхностями первого зубчатого венца сателлита 16 и первого солнечного колеса 22 создается зазор «z» (фиг.5). При вращении входного вала 10 в зацеплении образуются камеры 24 (фиг.3), ограниченные рабочими поверхностями первого зубчатого венца сателлита 16 и первого солнечного колеса 22 и торцевыми уплотнениями 4 и 5. В процессе работы зацепления объем указанных камер 24 изменяется. Причем в половине от общего количества образованных камер объем увеличивается, и соответственно образуется пониженное по сравнению с окружающей средой давление. За счет этой разности давлений в камеры, объем которых увеличивается, через каналы 8 и впускные клапаны 6 из внешней емкости (не показана) поступает рабочая жидкость. В другой половине общего количества образованных камер объем уменьшается и образуется повышенное по сравнению с окружающей средой давление. Разность этих давлений вызывает силы, направленные в противоположные стороны перпендикулярно рабочим циклоидальным поверхностям 16 и 22, ограничивающим камеры. Эти силы обеспечивают передачу крутящего момента и предотвращают непосредственный механический контакт между циклоидальными рабочими поверхностями первого зубчатого венца сателлита 16 и первого солнечного колеса 22. Рабочая жидкость выдавливается из камер, объем которых уменьшается, через зазоры в зацеплении «z», снижая величину силы трения скольжения между ними. Таким образом, в зацеплении образуется гидростатическая опора. Выпускные клапаны 7 отрегулированы таким образом, что при достижении в камере давления, достаточного для обеспечения работы описанной гидростатической опоры, открываются и рабочая жидкость выдавливается через них и канал 8 в указанную внешнюю емкость. За один оборот входного вала 10 редуктора во всех образованных камерах 24 проходит полный цикл сжатия-расширения, за счет чего обеспечивается постоянство и равномерность работы указанной гидростатической опоры.

Вышесказанное позволяет решить задачу создания редуктора особо высокой мощности с низкими потерями энергии в зацеплении.

Высокая нагрузочная способность предлагаемого редуктора обеспечивается использованием многопарности циклоидального зацепления, распределением нагрузки на все зубья зубчатых колес и снижением силы трения скольжения между рабочими поверхностями зацепления за счет создания гидростатической опоры в зацеплении.

1. Редуктор с циклоидальным зацеплением, содержащий корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, соосно с которым с возможностью вращения установлены ведущий вал, на эксцентриковой шейке которого с возможностью вращения размещен сателлит, и ведомый вал с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом, указанный сателлит выполнен в виде двух жестко связанных зубчатых венцов, поверхность каждого из которых образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию, причем все зубья первого зубчатого венца сателлита одновременно находятся в непрерывном контакте с соответствующими циклическими рабочими поверхностями первого солнечного колеса и образуют между собой циклоидальное зацепление с коэффициентом многопарности, равным единице, а каждый зуб второго зубчатого венца сателлита находится в последовательном контакте с соответствующими циклическими рабочими поверхностями второго солнечного колеса, при этом количество указанных циклических рабочих поверхностей первого солнечного колеса на единицу больше количества зубьев указанного первого зубчатого венца сателлита, а количество указанных циклических рабочих поверхностей второго солнечного колеса равно количеству зубьев указанного второго зубчатого венца сателлита, отличающийся тем, что устанавливают профиль на первом зубчатом венце сателлита, соответствующий выбранной замкнутой эпициклической линии, укороченной по сравнению с длиной эталонной замкнутой эпициклической линии, заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением, устанавливают профиль циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса в виде внутренней зубчатой поверхности, образованной направляющей, представляющей собой замкнутую гипоциклическую линию, которая взаимосопряжена с указанной заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением эталонной замкнутой эпициклической линией, а профиль циклических рабочих поверхностей второго солнечного колеса устанавливают в соответствии с направляющей, являющейся «отпечатком» направляющей второго зубчатого венца сателлита в результате его плоскопараллельного перемещения по круговой траектории с радиусом, равным эксцентриситету расположения эксцентриковой шейки ведущего вала, причем между рабочей поверхностью первого зубчатого венца сателлита с указанной выбранной замкнутой эпициклической направляющей линией и циклической рабочей поверхностью зубчатого венца первого солнечного колеса с указанной замкнутой гипоциклической направляющей линией устанавливают зазоры в зацеплении, которые заполняют упругим слоем рабочей жидкости, подводимой под давлением, а величина указанных зазоров в зацеплении соответствует величине указанного укорочения длины выбранной замкнутой направляющей эпициклической линии относительно длины указанной заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением эталонной замкнутой эпициклической линии.

2. Редуктор с циклоидальным зацеплением по п.п.1, отличающийся тем, что в нем размещен гидростатический подшипник жидкостного трения, образованный автономными насосами, представляющими собой объемно изменяющиеся замкнутые полости в количестве, равном количеству циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса, которые отделены друг от друга подвижными уплотнениями в указанных зазорах в зацеплении и неподвижными плоскими уплотнениями по торцам указанного первого зубчатого венца сателлита и зубчатого венца первого солнечного колеса, выполненными в виде фланцев с плоскими поверхностями, которые жестко закреплены в указанном корпусе редуктора, в первом солнечном колесе размещены также впускные и выпускные клапаны, количество пар которых равно количеству автономных насосов и, соответственно, количеству циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса, причем каждая указанная объемно изменяющаяся замкнутая полость через каждую соответствующую пару указанных клапанов системой каналов соединена с внешней емкостью, содержащей указанную рабочую жидкость.

www.findpatent.ru

Циклоидальный редуктор

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: циклоидальный редуктор содержит цилиндрический корпус, центральное колесо в виде цевок, образующих циклоидальный профиль, сателлит, имеющий циклоидальный профиль, установленный на водиле с возможностью вращения . Сателлит выполнен в виде двух и более колес с канавкой по форме цевки, а цевки представляют собой шарики или бочки . 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) 1772503 A l (s1)s F 16 Н 57/12, 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4859750/28 (22) 15,08;90 (46) 30.10.92, Бюл. N 40 (71) Белорусский политехнический институт (72) M.À.Ðîäèoíîâ и А.Б.Гуревич (56) Кожевников С.Н. и др. Элементы механизмов, M.: Оборонная промышленность, 1956, с,169, фиг, 627.

Заявка Японии ¹ 59-106744, кл. F 16 Н 1/32, 1984, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве редуктора для привода исполнительного органа робота.

Известен циклоидальный редуктор, содержащий цилиндрический корпус с крышками, размещенные в нем центральные колеса в виде цевок, образующих циклоидальный профиль, водило с сателлитом, имеющим циклоидальный профиль для взаимодействия с цевками.

Недостатками данной конструкции являются: передача вращения осуществляется пальцами, жестко закрепленными на ведомом диске, что отрицательно сказывается на точности и беззазорности зацепления; необходимость высокой точности изготовления и сложность сборки: интенсивный износ за счет большого количества трущихся элементов.

Наиболее близким техническим решением, принятым авторами эа прототип является циклоидальный редуктор, содержащий цилиндрический корпус с крышками, размещенные в нем центральные колеса в виде (54) ЦИ КЛ ОИДАЛ Ь Н Ы Й РЕДУКТОР (57) Использование: машиностроение. Сущность изобретения: циклоидальный редуктор содержит цилиндрический корпус, центральное колесо в виде цевок, образующих циклоидальный профиль, сателлит, имеющий циклоидальный профиль, установленный на водиле с возможностью вращения. Сателлит выполнен в виде двух и более колес с канавкой по форме цевки, а цевки представляют собой шарики или бочки. 4 ил, цевок, образующих циклоидальный профиль, водило с состоящими по меньшей мере из двух колес сателлитами, имеющими циклоидальный профиль для взаимодействия с цевками.

Недостатком известного редуктора является его невысокая кинематическая точность при изготовлении на непрецизионном оборудовании.

Цель изобретения — повышение кичематической точности циклоидальных редукторов.

Укаэанная цель достигается тем, что в циклоидальном редукторе, содержащем цилиндрический корпус с крышками, с размещенными в нем центральными колесами в виде цевок, образующих циклоидальный профиль, водилом с состоящими по меньшей мере из двух колес сателлитами, имеющими циклоидальный профиль для взаимодействия с цевками, сателлиты имеют циклоидальный профиль канавки по форме цевок, а последние выполнены в виде бочкообразных роликов или шариков.

1772503

Существенными признаками предлагаемого изобретения являются: сателлиты имеют циклоидальный профиль канавки по форме цевок, а последние выполнены в виде бочкообразных роликов или шариков. Конструкция в другой совокупности известна и встречается, например, в циклоидальных редукторах, подшипниках качения и др., но в данной совокупности предлагается впервые и позволяет путем локализации контакта поверхностей цевок и циклоидальных колес получить безэазорное зацепление за счет приближения практически полученных циклоидальных профилей (внутренний и внешний) к теоретическим, расчетным, где контакт точечный.

Цевки вложены в канавки — впадины и взаимодействуют с колесами, профиль которых имеет форму канавки под шарик в продольном сечении. Количество зубьев сателлита иа один меньше число цевок. Одновременно в зацеплении с зубчатым венцом сателлита участвуют около 707О цевок в известных редукторах. При приближении практического профиля к теоретическому следует ожидать увеличения числа контактирующих элементов, при этом ликвидация зазоров в редукторе с шарообразными цевками не приводит к заклиниванию передачи, т.к. работа редуктора в этом случае напоминает работу подшипника. качения.

Тепловое расширение не влияет на работоспособность редукторов данного типа согласно исследованиям шанникова ВЭЯ.

Кроме того„использование сферообразных цевок позволяет компенсировать погрешности изготовления не только профиля сателлита, но и коленчатых валов и посадочных мест зубчатых колес (эффект сферического подшипника), Канавка с профилем под цеаку может отличаться, от профиля цевки с учетом возмож-, -ных упругих деформаций циклоидальных колес, цевок и корпуса, а также погрешности сборки и изготовления; для достижения эффекта "самоустановки" колес при сборке и тем самым выборки зазоров.

Таким образом, наличие сферообразных цевок и подобного профиля канавки на циклоидальном колесе (не исключается использование канавки, представляющей собой тупой угол, или ее отсутствие) приближает практический профиль к теоретическому, вызывает центрирование колес на коленчатом валу. Разрезной корпус по числу колес способствует установлению беззаэорного зацепления при сборке редуктора и в процессе эксплуатации, по мере износа, В целом конструкция является работоспособной и позволяет компенсировать погрешно5

25 сти сборки и изготовления,образуя беэзазорное зацепление и повышая кинематическую точность редуктора.

На фиг, 1 изобра>кен общий аид циклоидального редуктора; на фиг. 2 — цевка бочкообразной формы; на фиг. 3 — возможные варианты профилей канавок; на фиг. 4 — аид по стрелке А на фиг, 1.

Циклоидальный редуктор на фиг. 1 содержит корпус 1, состоящий из двух цилиндрических секций; внутренняя поверхность которых имеет впадины 2 с установленными в них с возможностью вращения цевками 3, образующими циклоидальный профиль центральных колес, крышки 4, сателлиты выполнены а виде двух циклоидальных колес 5 с канавкой 6 по форме цевки 3, представляющей собой сферу, водило выполнено в виде нескольких коленчатых валов 7, на которых установлены колеса 5 и которые кинематически связаны с приводными шестернями 8, причем привод беззазорный, кроме того, секции корпуса 1 соединены между собой с возможностью поворота болтами 9, а места болтовых соединений выполнены в виде дуговых прорезей. На фиг. 2 показана цевка 3 бочкообразной формы, взаимодействующая с циклоидальным колесом 5, На фиг. 3 представлены возможные варианты используемых профилей канавок

6, т,е, в зависимости от ожидаемой точности изготовления для создания беззаэорного зацепления могут использоваться различныв виды канавок.

Циклоидальный редуктор работает следующим образом.

Коленчатые валы 7 приводятся ао вращение, за счет эксцентриситета и посадки сателлита с возможностью вращения, колеса 5 приходят в движение. Своими зубьями в процессе этого движения циклоидальные колеса входят в зацепление с цевками 3, установленными в корпусе 1 ао впадинах 2, происходит обкатывание колес 5 по внутреннему циклоидальному профилю. Поскольку поверхности, находящиеся в контакте приближены к расчетным, контактные линии имеют незначительную протяженность, то создается условие для

50 образования безэазорного зацепления, т.к. во взаимодействии находится большое число цевок и зубьев, кроме того, происходит .центрирование колес эа счет сферической поверхности цевок. Поворотом цилиндрических секций корпуса 1 устраняются первоначальные зазоры, возможные из-за неточности изготовления валов 7 и колес 5, после чего затягиваются болтами 9, Также поступают в случае износа трущихся деталей. 1772503

Предложенная конструкция обеспечивает кинетическую точность редуктора эа счет конструктивных особенностей, надежна в эксплуатации и не требует для своего изготовления высокоточного оборудования. цевок, образующих циклоидальный профиль, водило с состоящими по меньшей мере из двух колес сателлитами, имеющими циклоидальный профиль для взаимодействия с

5 цевками, отличающийся тем, что, с целью повышения кинематической точности, сателлиты имеют циклоидальный профиль канавки по форме цевок, а последние выполнены в виде бочкообразных роликов

10 или шариков.

Формула изобретения

Циклоидальный редуктор, содержащий цилиндрический корпус с крышками, размещенные в нем центральные колеса в виде

Составитель M:Pîäèîíîâ Фиг. 4.

Техред М,Моргентал Корректор.СЯисина

Редактор Л.Народная

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3831 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Циклоидальный редуктор Циклоидальный редуктор Циклоидальный редуктор 

www.findpatent.ru