Смазка и охлаждение редуктора с эпициклоидальной зубчатой передачей. Эпициклоидальный редуктор


Смазка и охлаждение редуктора с эпициклоидальной зубчатой передачей

Изобретение относится к смазке и охлаждению редуктора с эпициклоидальной зубчатой передачей, в частности, в турбомашине авиационного двигателя. Редуктор содержит центральное зубчатое колесо (14), внешние коронные колеса (16, 20) и сателлитные шестерни (28), установленные на водиле (30). Средства смазки и охлаждения редуктора содержат цилиндрическую оболочку (52), установленную на водиле (30) и образующую ковш для сбора масла. Ковш окружает неподвижные масляные магистрали (56), включающие радиальные трубопроводы (62, 64, 66), питающие жиклеры (68), ориентированные к зонам зубчатых зацеплений сателлитных шестерен (28) с внешними коронными колесами (16, 20) редуктора. Изобретение позволяет обеспечить смазку и охлаждение редуктора непрерывным образом путем подачи масла под давлением во вращающиеся соединения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение касается смазки и охлаждения редуктора с эпициклоидальной зубчатой передачей, в особенности, для турбомашины, такой как авиационный двигатель.

Редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей позволяет передавать значительные мощности. В турбореактивном двигателе он может быть использован для привода вращающихся в противоположном направлении винтов с помощью ведущего вала, который вращается значительно быстрее, чем винты.

Классически эпициклоидальная зубчатая передача содержит планетарное зубчатое колесо или центральное зубчатое колесо, планетарное коронное колесо или внешнее коронное колесо и сателлитные шестерни, которые находятся в зацеплении с планетарным зубчатым колесом и с коронным колесом, при этом для работы зубчатой передачи держатель одного из этих трех элементов должен быть заторможен. Когда водило сателлитов неподвижно во вращении, центральное зубчатое колесо и коронное колесо являются соответственно приводным и приводимым, или наоборот. Смазка и охлаждение зубчатых зацеплений и валов сателлитных шестерен не создают никаких проблем и осуществляются жиклерами, которые неподвижны во вращении и могут постоянно подавать масло в зоны зацепления сателлитных шестерен с центральным зубчатым колесом и с коронным колесом и к валам сателлитных шестерен.

Однако в наиболее частом случае внешнее коронное колесо закреплено неподвижно и центральное зубчатое колесо и водило сателлитов являются приводящими и приводимыми. Смазка зон зубчатого зацепления и валов сателлитных шестерен ставит проблемы, которые решаются в современной технике сложными сетями каналов подачи масла под давлением с использованием уплотнений для подвижных соединений или вращающихся соединений, которые подвергаются износу и которые следует регулярно проверять и менять.

Настоящее изобретение, в частности, имеет целью обеспечение охлаждения и смазки такого редуктора непрерывным образом и без использования сложной сети каналов для подачи масла под давлением во вращающиеся соединения.

Для достижения этой цели предлагается редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей, содержащий центральное зубчатое колесо, внешнее коронное колесо и сателлитные шестерни, находящиеся в зацеплении с центральным зубчатым колесом и с внешним коронным колесом и свободно вращающиеся на водиле, причем этот редуктор содержит средства смазки и охлаждения путем подачи масла в зоны зубчатых зацеплений и на валы сателлитных шестерен, отличающийся тем, что средства смазки и охлаждения содержат цилиндрическую оболочку, жестко соединенную с водилом и образующую ковш для сбора масла, окружающий неподвижные средства подачи масла.

Для обеспечения смазки и охлаждения зон зубчатых зацеплений сателлитных шестерен и их валов вращения в соответствии с изобретением достаточно снабдить водило сателлитов цилиндрической оболочкой, которая окружает неподвижные средства подачи масла. Масло, подаваемое этими средствами, под действием центробежных сил собирается в цилиндрической оболочке, откуда оно может быть направлено к зонам зубчатых зацеплений сателлитных шестерен и к валам этих сателлитных шестерен без необходимости использования для этого вращающихся соединений.

Эти средства смазки и охлаждения характеризуются, таким образом, простотой и надежностью, а также совместимостью со средствами питания маслом других пунктов смазки и охлаждения в турбомашине, что позволяет устанавливать общий насос для подачи масла в редуктор и другие пункты смазки и охлаждения.

В соответствии с другой характеристикой изобретения цилиндрическая оболочка содержит радиальные или, по существу, радиальные каналы для питания маслом жиклеров, направленных в зоны зубчатых зацеплений и к валам сателлитных шестерен.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения неподвижные средства подачи масла содержат, по меньшей мере, одну масляную магистраль, параллельную валу центрального зубчатого колеса и несущую инжекторы, ориентированные радиально к цилиндрической оболочке, содержащей кольцевые отсеки, разделенные радиальными перегородками и связанные каждый с каналами, питающими жиклеры.

Такая компоновка позволяет более равномерно и бесперебойно подавать масло к различным зонам смазки и охлаждения.

Практически цилиндрическая оболочка и водило сателлитов могут быть расположены с обеих сторон центрального зубчатого колеса и соединены осевыми стержнями, расположенными между сателлитными шестернями.

Изобретение касается также турбомашины, такой как авиационный турбовинтовой двигатель, отличающейся тем, что она содержит редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей описанного выше типа, который связывает вал турбины с одним или двумя валами привода винтов.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 схематично изображает вид в осевом разрезе редуктора с эпициклоидальной зубчатой передачей в турбомашине из известного уровня техники;

Фиг.2 схематично изображает вид спереди редуктора по фиг.1;

Фиг.3 схематично изображает вид спереди редуктора по изобретению;

Фиг.4 схематично изображает вид этого редуктора в аксиальном разрезе;

Фиг.5 изображает вид в аксиальном разрезе редуктора по изобретению, установленного в турбомашине.

Обратимся вначале к фиг.1, которая схематично изображает известный редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей, установленный в турбомашине, такой как турбовинтовой авиационный двигатель, с двумя противоположно вращающимся винтами, которые приводятся во вращение от вала 10 турбины редуктором 12 с эпициклоидальной зубчатой передачей, содержащей, в основном, центральное зубчатое колесо или планетарное зубчатое колесо 14, жестко соединенное при вращении с валом 10 турбины, первое неподвижное коронное колесо 16, установленное на неподвижном элементе 18 турбомашины, второе внешнее подвижное коронное колесо 20, закрепленное на конце вала 22, для привода во вращение одного из винтов двигателя, причем этот вал расположен к выходу и удерживается при вращении подшипниками 24 на элементе 26 неподвижного кожуха двигателя, при этом редуктор содержит также сателлиты 28, которые находятся в зацеплении с центральным зубчатым колесом 14, первым внешним неподвижным коронным колесом 16 и со вторым подвижным внешним коронным колесом 20, и которые свободно вращаются в водиле 30, жестко соединенном с валом 31, который проходит в сторону выхода для привода во вращение второго винта двигателя.

Точнее говоря, каждая сателлитная шестерня 28 имеет первый периферийный зубчатый венец 32 с внешними зубьями, который находится в зацеплении с внутренними зубьями второго коронного колеса 20, и второй зубчатый венец 34, соосный с первым и образованный на входном конце сателлитной шестерни 28, при этом этот второй зубчатый венец 34 находится в зацеплении с внутренними зубьями первого неподвижного коронного колеса 16.

Каждое зубчатое колесо 28, кроме того, установлено с возможностью вращения на цилиндрическом суппорте 36 водила 30 в подшипниках 38, например роликовых подшипниках.

Смазка и охлаждение редуктора 12 обеспечиваются жиклерами 40, 42, 44, размещенными на неподвижных элементах двигателя и ориентированными к зонам внешних зубчатых зацеплений 32 сателлитных шестерен 28 со вторым внешним коронным колесом 20, зубчатых зацеплений 34 сателлитных шестерен 28 с первым внешним коронным колесом 16 и периферийных зубчатых зацеплений 32 сателлитных шестерен 28 с центральным зубчатым колесом 14 соответственно, как схематически изображено на фиг.1.

Другие жиклеры 46 и 48 используются для смазки и охлаждения подшипников 50, в которых вращается вал 10, и подшипников 24, в которых вращается вал 22, жестко соединенный со вторым внешним коронным колесом 20.

На фиг.2 изображены основные компоненты редуктора 12, а именно центральное зубчатое колесо 14, первое внешнее неподвижное коронное колесо 16, второе внешнее коронное колесо 20, жестко соединенное с валом 22, и сателлитные шестерни 28, в количестве четырех в данном примере осуществления, при этом стрелки показывают направление вращения шестерен и внешнего подвижного коронного колеса 20 и водила 30.

Видно, что когда центральное зубчатое колесо 14 приводится во вращение в направлении, противоположном вращению часовых стрелок, сателлитные шестерни 28 и внешнее подвижное коронное колесо 20 приводятся во вращение в направлении по часовым стрелкам, тогда как водило 30 вращается в направлении, обратном движению часовых стрелок.

В известном примере осуществления смазка и охлаждение зон зацепления зубьев сателлитных шестерен с центральным зубчатым колесом 14 и с коронными колесами 16 и 20 осуществляются только прерывисто, так как жиклеры 40, 42 и 44 неподвижны и не могут следовать за орбитальным вращением сателлитных шестерен 28 внутри коронных колес. Кроме того, известный уровень техники не решает проблему смазки и охлаждения сателлитных шестерен.

Настоящее изобретение позволяет решить эту проблему просто, надежно и экономично с помощью устройства, схематично изображенного на фиг.3 и 4, и которое содержит, в основном, цилиндрическую оболочку 52, расположенную на входной стороне редуктора 12 внутри внешнего неподвижного коронного колеса 16, причем эта цилиндрическая оболочка 52 вращается совместно с водилом 30, с которым она скреплена осевыми стержнями 54, которые проходят внутри редуктора 12 между сателлитными шестернями 28.

Цилиндрическая оболочка 52 образует центробежный ковш для сбора масла, подаваемого двумя диаметрально противоположно установленными масляными магистралями 56, которые размещены от входа редуктора 12 вдоль вала, несущего центральное зубчатое колесо 14, и которые снабжены инжекторами 58, подающими масло в соседние кольцевые отделения, образованные внутри цилиндрической оболочки 52 внутренними радиальными перегородками 60. Каждое кольцевое отделение цилиндрической оболочки 52 связано с двумя радиальными или, по существу, радиальными каналами 62, 64, 66, которые простираются наружу и снабжены на свободных концах жиклерами 68, ориентированными в зоны смазки и охлаждения, то есть к подшипникам 38 сателлитных шестерен 28 и к зонам зубчатого зацепления сателлитных шестерен 28 с внешним неподвижным коронным колесом 16, внешним подвижным коронным колесом 20 и, при необходимости, с центральным зубчатым колесом 14.

Как изображено на фиг.3, жиклеры 68 расположены с угловым смещением относительно сателлитных шестерен 28 таким образом, чтобы располагаться на входе этих шестерен по отношению к их направлению вращения и направлять по касательной струи масла на зубья шестерен в зоне, где они входят в зацепление с зубьями первого коронного колеса 16, второго коронного колеса 20 и центрального зубчатого колеса 14 соответственно.

На фиг.5 схематично изображена компоновка редуктора 12 по изобретению в турбомашине типа, представленного на фиг.1.

Смазка и охлаждение центрального зубчатого колеса 14 могут быть осуществлены жиклером 44, установленным на выходном конце масляной магистрали 56 для подачи масла внутрь цилиндрической оболочки 52. Так как центральное зубчатое колесо 14 имеет внешний диаметр, значительно меньший внутреннего диаметра коронных колес 16 и 20, смазка зон зацепления периферийных зубьев 32 сателлитных шестерен 28 с центральным зубчатым колесом 14 в двух диаметрально противоположных неподвижных точках может быть достаточной и создавать гораздо меньше проблем, чем прерывистая смазка зон 32 и 34 зубчатых зацеплений сателлитных шестерен 28 с внешними коронными колесами 20 и 16 соответственно.

В остальном на фиг.5 изображены те же элементы, что и на фиг.4, соединенные с компонентами турбомашины на фиг.1.

Изобретение применимо также к редуктору с эпициклоидальной зубчатой передачей, содержащей только одно внешнее коронное колесо. В этом случае, например, внешнее коронное колесо 16 удаляется, а второе внешнее коронное колесо 20 сохраняется. Регулируя шаг винтов, то есть угловое расстояние между лопастями, образующими винты, регулируют скорость одного винта относительно другого, при этом торможение одного винта позволяет повысить скорость другого до достижения равновесия.

1. Редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей, содержащий центральное зубчатое колесо (14), внешнее коронное колесо (16, 20) и сателлитные шестерни (28), находящиеся в зацеплении с центральным зубчатым колесом (14) и с внешним коронным колесом (16, 20) и установленные с возможностью свободного вращения на водиле (30), причем редуктор содержит средства смазки и охлаждения путем подачи масла на зубчатые венцы (32, 34) и валы сателлитных шестерен (28), отличающийся тем, что средства смазки и охлаждения содержат цилиндрическую оболочку (52), жестко соединенную с водилом (30) и образующую ковш для сбора масла, окружающий неподвижные средства (56) подачи масла.

2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая оболочка (52) содержит радиальные каналы (62, 64, 66) для подачи масла в жиклеры (68), ориентированные к зубчатым венцам и валам сателлитных шестерен (28).

3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что неподвижные средства подачи масла содержат, по меньшей мере, одну масляную магистраль (56), параллельную валу центрального зубчатого колеса (14) и снабженную инжекторами (58), ориентированными радиально к цилиндрической оболочке (52), содержащей кольцевые отсеки, разделенные радиальными перегородками, каждый из которых связан с каналами (62, 64, 66), питающими жиклеры (68).

4. Редуктор по п.3, отличающийся тем, что неподвижные средства подачи масла содержат две параллельные и диаметрально противоположные масляные магистрали (56) с инжекторами (58), ориентированными к кольцевым отсекам цилиндрической оболочки (52).

5. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что жиклеры (68) расположены на входе сателлитных шестерен по отношению к их направлению вращения и ориентированы по касательной к зубьям сателлитных шестерен в зоны зацепления этих зубьев с внешним коронным колесом (16, 20).

6. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что цилиндрическая оболочка (52) и водило (30) расположены по оси с обеих сторон центрального зубчатого колеса (14) и соединены посредством осевых стержней (54), проходящих между сателлитными шестернями (28).

7. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что он содержит два внешних коаксиальных коронных колеса (16, 20), зубья которых находятся в зацеплении с периферийными зубьями сателлитных шестерен (28), при этом одно из коронных колес является неподвижным, а другое выполнено с возможностью вращения.

8. Турбомашина, в частности, для авиационного двигателя, отличающаяся тем, что она содержит редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей по п.1, связывающий вал (10) турбины с одним или двумя валами привода винтов.

www.findpatent.ru

Циклоидальный редуктор

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: циклоидальный редуктор содержит поворотные обоймы, размещенные в них с возможностью вращения цевки и водило с двухвенцовыми сателлитами . Цевки расположены в обоймах по числу колес сателлита и каждая обойма состоит из двух колец из металла и упругого материала. Это позволяет создавать зацепление с натягом. 2 ил. (Л С VI XJ 00 -N ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 16 Н 57/12, 1/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

75 (21) 4868295/28 (22) 24,09.90 (46) 30.11.92. Бюл. hL 44 (71) Белорусский политехнический институт (72) М.А. Родионов (56) Кожевников С.Н. и др, Элементы механизмов. М,: Оборон. пром., 1956, с. 169, фиг.

627.

Патент США М 4487091, кл. F 16 Н 1/28, 1984, „„Я „„1778415 А1

2 (54) ЦИКЛОИДАЛЬНЫИ РЕДУКТОР (57) Использование: машиностроение. Сущность. изобретения: циклоидальный редуктор содержит поворотные обоймы, размещенные в них с возможностью вращения цевки и водило с двухвенцовыми сателлитами. Цевки расположены в обоймах по числу колес сателлита и каждая обойма состоит из двух колец из металла и упругого материала. Это позволяет создавать зацепление с натягом. 2 ил.

1778415

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве редуктора для привода исполнительного органа робота.

Известна роликовая циклоидальная передача, содержащая корпус с установленными в нем с возможностью вращения цевками. и сателлит для взаимодействия с последними.

Недостатками данной конструкции являются: осуществление передачи вращения пальцами дает низкую точность зацепления, большое количество деталей и соединений при создании цевочных профилей— зазоры в передаче, неоправданную сложность; интенсивный износ при наличии большого количества трущихся деталей создает дополнительные зазоры, Наиболее близким техническим решением принятым автором за прототип является циклоидальный редуктор, содержащий корпус, установленные в нем поворотные обоймы, размещенные в последних с воэможностью вращения цевки и водило с двухвенцовыми сателлитами для взаимодействия с последними, Существенным недостатком прототипа является его сложность.

С целью упрощения конструкции в циклоидальном редукторе. содер>кащем корпус с установленными в нем поворотными обоймами, с размещенными в последних с возможностью вращения цевками и водилом с двухвенцовыми сателлитами для взаимодействия с последними, поворотные обоймы образованы кольцами иэ металла и упругого материала.

Существенным признаком предлагаемого изобретения является то, что обоймы образованы кольцами из металла и упругого материала. Наличие упругих поворотных обойм компенсирует отклонение практических профилей от теоретических, воэможность смещения цевок в пределах упругих деформаций обоймы ликвидирует зазоры в зацеплении без опасности заклинивания.

Поворотом обоймы относительно корпуса компенсируется износ рабочих поверхностей и погрешность сборки отдельных секций редуктора. Количество зубьев колес на один меньше числа цевок, одновременно в зацеплении с венцом сателлита участвует около 70 цевок. Деформацией цевок и обойм устраняются зоны возможного наложения тела циклоидального колеса и и рофиля, образуемого корпусом и цевками.

Регулированием положения обойм в корпусе устраняются возможные неточности изготовления коленчатых валов сателлита. В целом конструкция является работоспособщий циклоидальный профиль наружного зацепления, установленный на водиле в виде

15 нескольких коленчатых валов 5 с посадоч20

30

5

50 ной и позволяет использованием нескольких циклоидальных колес и регулируемых упругих обойм с цевками выбирать зазоры в зацеплении и компенсировать погрешности сборки и изготовления, На фиг. 1 изображен общий вид циклоидального редуктора; на фиг. 2 — регулируемая упругая обойма.

Циклоидальный редуктор на фиг. 1 содержит цилиндрический корпус 1 с отверстиями для крепления 2, жестко соединенные крышки 3, сателлит 4, имеюными местами по числу колес сателлитов 4, цевки 6 установлены в упругих поворотных обоймах 7 (фиг. Z), образованных кольцом 8 иэ упругого металла и кольцом 9 из эластичного материала. Кольцо 8 имеет специальный выступ 10, служащий для регулирования винтом 11 положения обоймы 7 в корпусе 1. Упругий элемент 12 (пружина) устраняет возможные люфты в механизме регулирования и должна обладать высокой жесткостью. Цевки удерживаются в обойме сателлитом и стопорными кольцами 13. При работе редуктора циклоидальные колеса устанавливаются так, что взаимодействующие части профилей и цевок равномерно распределяются по периметру, Применение более двух колес дает соответственно более равномерное распределение и высокую жесткость редуктора.

Вращение передается от вала 14 шестерням 15, образующим в свою очередь беззазорное зацепление одним из известных способов, Коленчатые валы 5 за счет эксцентриситета и посадки колес сателлитов с возможностью вращения передают движение колесам, которые обкатываются по внутреннему циклоидальному профилю, Деформация обойм 7 в радиальном направлении снижает возможность заклинивания и допускает наличие натяга в неточности в зацеплении колес и цевок, образуя беззазорное зацепление. Кольцо 9 из эластичного материала фиксирует в требуемом положении кольцо 8 в корпусе 1, а с другой стороны, допускает его смещение и деформацию, что необходимо в процессе работы.

Предложенная конструкция обеспечивает беззазорное зацепление циклоидальных колес и циклоидального профиля более простым способом, чем в известных конструкциях, и не требует для своего изготовления высокоточного оборудования, может использоваться в реверсивных механизмах, где требуется отсутствие "мертвого" хода.

1778415

Составитель M,Ðîäèîíîâ

Техред М.Моргентал Корректор Н.Кешеля

Редактор А.Бер

Заказ 4177 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Циклоидальный редуктор, содержащий корпус, установленные в нем поворотные обоймы, размещенные в последних с возможностью вращения цевки и водило с двухвенцовыми сателлитами для взаимодействия с последними, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции, поворотные обоймы образованы коль5 цами из металла и Упругого материала.

Циклоидальный редуктор Циклоидальный редуктор Циклоидальный редуктор 

www.findpatent.ru

Циклоидальный редуктор

 

Изобретение относится к машиностроению. С целью повышения кинематической точности путем исключения боковых зазоров циклоидальный редуктор содержащий корпус 1, на внутренней поверхности которого во впадинах 2 установлены с возможностью вращения цевки 3, сателлиты 4 и 5, имеющие циклоидальный профиль и установленные на водиле, выполненном в виде эксцентрикового вала, сателлиты 4,5 соединены с крышками 8 посредством эксцентриковой оси 9. Эксцентриковая ось 9 и вал 6 включает механизмы 7 изменения величины эксцентриситета, образующие посадочные места сателлитов 4,5. Существует три исполнения механизмом 7. Редуктор работает следующим образом. Вращения вала 6 приводит в планетарное движение сателлиты 4,5 , взаимодействующие с цевками 3 корпуса 1, в результате чего последний получает вращение. Механизмы 7 создают радиальное усилие на сателлитах 4,5, превосходящее по величине силы в зацеплении и вызывающее максимальное увеличение межосевого расстояния до полной выборки бокового зазора. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

„.,Я0„„551897

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51}5 F 16 Н 1/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ФигЗ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4307212/25-28 (22) 15,09. 87 (46) 23,03.90,Бюл, 1Ф 11 (71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидз е (72) И.И.Дусев, В,Н. Ковалев, A.Á.Ãóðeâè÷ и M.А,Родионов (53) 621.833,6 (088,8) (56) Кожевников С. М,, Есипенко Я, И,, Раскин Я,М. Элементы механизмов, M. Оборонная промьппленность, 1956, с, 169, фиг.627. (54) ЦИКПОИДАПЬНЫЙ РЕДУКТОР (57} Изобретение относится к машиностроению, С-целью повьппения кинематической точности путем исключения боковых зазоров циклоидальный редуктор, содержащий корпус 1, на внутренней поверхности которого во впадинах

2 установлены с возможностью вращения цевки 3, сателлиты 4 и 5, имеющие циклоидальный профиль и установленые на водиле, выполненном в виде эксцентрикового вала, сателлиты 4,5 соединены с крьппками 8 посредством эксцентриковой оси 9, Эксцентриковая ось 9 и вал 6 включают механизмы 7 изменения величины эксцентриситета, образующие посадочные места сателлитов 4,5, Существует три исполнения механизмов 7. Редуктор работает следующим образом, Вращение вала

6 приводит в планетарное движение сателлиты 4,5, взаимодействующие с цевками 3 корпуса 1, в результате чего последний получает вращение.

Механизмы 7 создают радиальное уси.-. лие на сателлитах 4,5,превосходящее по величине силы в зацеплении и вызы вающее максимальное увеличение меж2 осевого расстояния до полной выборки бокового зазора, 3 з.п,ф-лы, 4 ил, 1551897

Изобретение относится к машиностроению.

11елью изобретения является повышение кинематической точности путем исключения боковых зазоров за счет того, что сателлиты установлены на водиле, выполненном в виде эксцентрикового вала, и соединены с крышками посредством эксцентриковых осей, а последние и валы включают механизмы изменения эксцентриситета.

На фиг,1 изображен редуктор, осевой разрез на фиг,2-4 — механизм изменения эксцентриситета, первый— третий варианты выполнения, Циклоидальный редуктор (фиг,1) содержит цилиндрический корпус 1, внутренняя поверхность которого имеет впадины 2 с установленными в них с возможностью вращения цилиндрическими цевками 3, образующими циклоидальный профиль внутреннего зацепления, основной 4 и дополнительный 5 сателлиты, имеющие циклоидальный профиль наружного зацепления и установленные с возможностью плоскопараллельного вращения на водиле, выполненным в виде эксцентрикового вала 6, включающего механизмы 7 изменения величины эксцентриситета, образующих посадочные места сателлитов 4 и 5, а последние соединены с крышками 8 корпуса 1 посредством эксцентриковой оси 9, параллельной водилу и включающей механизмы 7 изменения эксцентриситета.

Каждый из механизмов 7 изменения величины эксцентриситета (фиг,1 и 2) может быть выполнен в виде составного кольца 10, установленного с воэможностью радиального перемещения, охватывающего или вал 6, или ось 9 и образующего с поверхностью или вала 6, или оси 9 полую камеру 11, последняя соединена с гидросетью, включающей гидронасос 12 подпитки " полой камеры и перепускной клапан 13.

Каждый из механизмов 7 изменения величины эксцентриситета (фиг.3) может быть выполнен в виде упругих подшипников 14 качения, Каждый из механизмов 7 изменения величины эксцентриситета (фиг,4) может быть выполнен в виде шариков 15, установленных с возможностью вращения для взаимодействия с глухими канавками 16, выполненными на поверхности или вала 6, или оси 9, имеющих

В первом варианте выполнения механизма 7 изменения эксцентриситета (фиг.2 ) через центральные отверстия вала 6 и осей 9 в камерах 11 поддер— живается посредством перепускного клапана 10 постоянное давление, создающее радиальное усилие, Во втором ва35 рианте выполнения (фиг. 3) сателлиты монтируются в корпус с предварительным натягом в упругих подшипниках 14.

В третьем варианте выполнения (фиг,4) сила, создаваемая пружиной 18, стремится переместить вдоль вала 6 или оси 9 кольцо 17, охватывающее шарики 15, имеющие возможность осевого и радиального перемещения в глухих канавках 16, создавая радиальное усилие на соответствующий сателлит

4 или 5.

5

15 в продольном сечении различную глубину, и охваченных кольцом 17 для взаимодействия или с валом 6, или с осью 9 посредством пружины 18, Циклоидальный редуктор работает следующим образом.

Вращение ведущего эксцентрикового вала 6 вызывает возвратно поступательное вращение сателлитов 4 и 5 вокруг оси вала 6, Сателлиты 4 и 5, взаимодействуя циклоидальным профилем наружного зацепления с цевками 3, уста-. новленными в корпусе 1, приводят последний во вращение,, ;механизмы 7 изменения величины эксцентричности создают радиальное усилие на сателлитах 4 и 5, превосходящее радиальные силы в зацеплении от передаваемого момента, и вызывают максимальное увеличение межосевого расстояния до полной выборки бокового зазора возникающего зацепления сателлитов 4 и 5 с цевками 3, установленными в корпусе 1 вследствие неточности изготовления и монтажа редуктора и износа деталей, формулаизобретения

1. Циклоидальный редуктор, содержащий цилиндрический корпус с крышками, внутернняя поверхность которого имеет впадины с установленными в них с возможностью вращения цилиндрическими цевками, образующими циклоидальный профиль внутреннего зацепления, водило, сателлит,именкций циклоидальный профиль наружного зацеп155 l 8

Фиг. д

Фие.2

sIpHHR и установленный на водиле с воэможностью плоскопараллельного вращения отличающийся тем,что,с целью повышения кинематической точ5 ности путем исключения боковых зазоров, передача снабжена дополнительным сателлитом, водило выполнено в виде эксцентрикового sana с механизмами изменения величины эксцентри-.— ситета, образующими посадочные места сателлитов, а последние соединены с крышками посредством эксцентриковой оси, параллельной эксцентриковому валу и также имеющей механизмы изменения величины эксцентриситета, 2, Редуктор по п,1, о т л и— ч а ю шийся тем, что каждый механизм изменения величины эксцентриситета выполнен в виде кольца, ус- 2р тановленного с возможностью радиального перемещения, охватывающего или

97 6 вал, или ncb и образующего с поверхностью или оси, или вала полую камеру, последняя соединена с гидросетью, включающей гидронасос подпитки полой камеры и перепускной клапан, 3. Редуктор по п,l о т л и ч а юшийся тем, что каждый механизм изменения величины эксцентриситета выполнен в виде упругих подшипников качения.

4. Редуктор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что каждый механизм изменения величины эксцентриситета выполнен в виде шариков, установленных, с возможностью вращения для взаимодействия с глухими канавками, выполненными на поверхности или вала, или оси и имеющими в продольном сечении различную глубину, и охваченных кольцом для взаимодействия или с валом, или с осью посредством пружины.

1551897

Составитель И, Волков

Редактор О, Головач Техред N.дидык Корректор Н.Король

Заказ 317 Тираж 490 Под пи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Циклоидальный редуктор Циклоидальный редуктор Циклоидальный редуктор Циклоидальный редуктор 

www.findpatent.ru

Планетарный циклоидальный редуктор с предварительной ступенью

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.

 

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/Z4. 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+Z8/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.

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.findpatent.ru

описание, технические характеристики планетарно-цевочных, циклоидальных мотор-редукторов

Планетарно-цевочные редукторы (циклоидальные) и опорно-поворотные устройства (ОПУ) на их базе

Планетарно-цевочные редукторы (циклоидльные) и опорно поворотные устройства (ОПУ) на их базе

Вопросы импортозамещения, особенно после усиления санкций, коснулись и редукторовтроения, в частности высокоточного. Циклоидалъные редукторы, как правило, используются в роботостроении, станкостроении, системах автоматизированного управления мобильными роботами (как наземного, так и воздушного применения).

Стоимость циклоидальных редукторов импортного производства Sumitomo, Nabtesco, Kimex (Spinea) значительно возросла в связи с резким изменением курса рубля, что привело многие предприятия к сокращению импортных закупок и повернуло их к отечественным производителям аналогичной продукции.

Планетарно-цевочные редукторы (циклоидльные) и опорно поворотные устройства (ОПУ) на их базе

OOO «АВВИ», обладая собственными производственными мощностями, основанными на современном парке высокоточных станков с ЧПУ, сокращает сроки поставки продукции. Предприятие имеет собственное конструкторское бюро, быстро и качественно проектирует редукторы под условия заказчика. Разработаны и серийно поставляются четыре модификации редукторов под различные направления применения (силовые, точностные, универсальные, высокоточные), причем, в отличие от импортных, наши редукторы надежно функционируют при тешшературах от —60 до +90 °С.

Планетарно-цевочные (циклоидальные) редукторы производства ООО «АВВИ» обладают высоким КПД (до 0,95), высокой нагрузочной способностью, малыми габаритами и низкой относительной массой; обеспечивают большие передаточные отношения в одной ступени (до 191), плавность хода, отсутствие вибраций и высокую кинематическую точность при значительном передаваемом моменте.

Планетарно-цевочные редукторы (циклоидльные) и опорно поворотные устройства (ОПУ) на их базе

Такие параметры обеспечили этти редукторам широкое применение в машиностроительных отраслях. Эпициклоидальное зацепление обладает большим КПД, чем традиционное эвольвентное, и при этом позволяет достигать в семь раз большего передаточного отношения в одной ступени. Удельная масса редукторов ПЦР (планетарно- цевочных редукторов) с ЭЦ (эпициклоидальным зацеплением) меньше аналогичного показателя эвольвентных планетарных редукторов в 2—7 раз, что позволяет либо уменьшать габариты редуктора при одинаковой нагрузочной способности, либо увеличивать его нагрузочную способность при тех же габаритах.

Разработана конструкция планетарно-цевочного (циклоидального) редуктора, которая позволяет пропускать через его центральное отверстие силовые или слаботочные кабели; разработаны редукторы с вентильньпии двигателями, которые по диаметральным габаритам очень близки друг другу, что дает возможность создавать компактные универсальные модули.

Планетарно-цевочные редукторы (циклоидльные) и опорно поворотные устройства (ОПУ) на их базе

Осуществляются разработка и поставка ОПУ и редукторов РЛС лидерам производства электроприводов отечественного машиностроения, Малые габариты и небольшая масса редукторов позволяют использовать их в ОПУ устройств, в ТОМ числе и со значительными ударными нагрузками.

Предполагается также использовать редукторы и в мобильных транспортных средствах без водителя (МРК), в приводах экзоскелетов как гражданского, так и военного назначения. Живой интерес к продукции предприятия на прошедшей выставке «Армия 2017» И ее оценка ГУНИД МО РФ еще раз подтвердили верное направление деятельности и качество продукции предприятия.

На базе ПЦР серийно выпускается электромеханизм для механизации строительной отрасли — для завинчивания винтовых свай, которые в последнее время широко используются в качестве фундамента для быстро возводимых домов, заборов, рекламных конструкций и т.д.

Новый оборонный заказ, стратегии | № 05 | 2017

avvi.ru

СМАЗКА И ОХЛАЖДЕНИЕ РЕДУКТОРА С ЭПИЦИКЛОИДАЛЬНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

Изобретение касается смазки и охлаждения редуктора с эпициклоидальной зубчатой передачей, в особенности, для турбомашины, такой как авиационный двигатель.

Редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей позволяет передавать значительные мощности. В турбореактивном двигателе он может быть использован для привода вращающихся в противоположном направлении винтов с помощью ведущего вала, который вращается значительно быстрее, чем винты.

Классически эпициклоидальная зубчатая передача содержит планетарное зубчатое колесо или центральное зубчатое колесо, планетарное коронное колесо или внешнее коронное колесо и сателлитные шестерни, которые находятся в зацеплении с планетарным зубчатым колесом и с коронным колесом, при этом для работы зубчатой передачи держатель одного из этих трех элементов должен быть заторможен. Когда водило сателлитов неподвижно во вращении, центральное зубчатое колесо и коронное колесо являются соответственно приводным и приводимым, или наоборот. Смазка и охлаждение зубчатых зацеплений и валов сателлитных шестерен не создают никаких проблем и осуществляются жиклерами, которые неподвижны во вращении и могут постоянно подавать масло в зоны зацепления сателлитных шестерен с центральным зубчатым колесом и с коронным колесом и к валам сателлитных шестерен.

Однако в наиболее частом случае внешнее коронное колесо закреплено неподвижно и центральное зубчатое колесо и водило сателлитов являются приводящими и приводимыми. Смазка зон зубчатого зацепления и валов сателлитных шестерен ставит проблемы, которые решаются в современной технике сложными сетями каналов подачи масла под давлением с использованием уплотнений для подвижных соединений или вращающихся соединений, которые подвергаются износу и которые следует регулярно проверять и менять.

Настоящее изобретение, в частности, имеет целью обеспечение охлаждения и смазки такого редуктора непрерывным образом и без использования сложной сети каналов для подачи масла под давлением во вращающиеся соединения.

Для достижения этой цели предлагается редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей, содержащий центральное зубчатое колесо, внешнее коронное колесо и сателлитные шестерни, находящиеся в зацеплении с центральным зубчатым колесом и с внешним коронным колесом и свободно вращающиеся на водиле, причем этот редуктор содержит средства смазки и охлаждения путем подачи масла в зоны зубчатых зацеплений и на валы сателлитных шестерен, отличающийся тем, что средства смазки и охлаждения содержат цилиндрическую оболочку, жестко соединенную с водилом и образующую ковш для сбора масла, окружающий неподвижные средства подачи масла.

Для обеспечения смазки и охлаждения зон зубчатых зацеплений сателлитных шестерен и их валов вращения в соответствии с изобретением достаточно снабдить водило сателлитов цилиндрической оболочкой, которая окружает неподвижные средства подачи масла. Масло, подаваемое этими средствами, под действием центробежных сил собирается в цилиндрической оболочке, откуда оно может быть направлено к зонам зубчатых зацеплений сателлитных шестерен и к валам этих сателлитных шестерен без необходимости использования для этого вращающихся соединений.

Эти средства смазки и охлаждения характеризуются, таким образом, простотой и надежностью, а также совместимостью со средствами питания маслом других пунктов смазки и охлаждения в турбомашине, что позволяет устанавливать общий насос для подачи масла в редуктор и другие пункты смазки и охлаждения.

В соответствии с другой характеристикой изобретения цилиндрическая оболочка содержит радиальные или, по существу, радиальные каналы для питания маслом жиклеров, направленных в зоны зубчатых зацеплений и к валам сателлитных шестерен.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения неподвижные средства подачи масла содержат, по меньшей мере, одну масляную магистраль, параллельную валу центрального зубчатого колеса и несущую инжекторы, ориентированные радиально к цилиндрической оболочке, содержащей кольцевые отсеки, разделенные радиальными перегородками и связанные каждый с каналами, питающими жиклеры.

Такая компоновка позволяет более равномерно и бесперебойно подавать масло к различным зонам смазки и охлаждения.

Практически цилиндрическая оболочка и водило сателлитов могут быть расположены с обеих сторон центрального зубчатого колеса и соединены осевыми стержнями, расположенными между сателлитными шестернями.

Изобретение касается также турбомашины, такой как авиационный турбовинтовой двигатель, отличающейся тем, что она содержит редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей описанного выше типа, который связывает вал турбины с одним или двумя валами привода винтов.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 схематично изображает вид в осевом разрезе редуктора с эпициклоидальной зубчатой передачей в турбомашине из известного уровня техники;

Фиг.2 схематично изображает вид спереди редуктора по фиг.1;

Фиг.3 схематично изображает вид спереди редуктора по изобретению;

Фиг.4 схематично изображает вид этого редуктора в аксиальном разрезе;

Фиг.5 изображает вид в аксиальном разрезе редуктора по изобретению, установленного в турбомашине.

Обратимся вначале к фиг.1, которая схематично изображает известный редуктор с эпициклоидальной зубчатой передачей, установленный в турбомашине, такой как турбовинтовой авиационный двигатель, с двумя противоположно вращающимся винтами, которые приводятся во вращение от вала 10 турбины редуктором 12 с эпициклоидальной зубчатой передачей, содержащей, в основном, центральное зубчатое колесо или планетарное зубчатое колесо 14, жестко соединенное при вращении с валом 10 турбины, первое неподвижное коронное колесо 16, установленное на неподвижном элементе 18 турбомашины, второе внешнее подвижное коронное колесо 20, закрепленное на конце вала 22, для привода во вращение одного из винтов двигателя, причем этот вал расположен к выходу и удерживается при вращении подшипниками 24 на элементе 26 неподвижного кожуха двигателя, при этом редуктор содержит также сателлиты 28, которые находятся в зацеплении с центральным зубчатым колесом 14, первым внешним неподвижным коронным колесом 16 и со вторым подвижным внешним коронным колесом 20, и которые свободно вращаются в водиле 30, жестко соединенном с валом 31, который проходит в сторону выхода для привода во вращение второго винта двигателя.

Точнее говоря, каждая сателлитная шестерня 28 имеет первый периферийный зубчатый венец 32 с внешними зубьями, который находится в зацеплении с внутренними зубьями второго коронного колеса 20, и второй зубчатый венец 34, соосный с первым и образованный на входном конце сателлитной шестерни 28, при этом этот второй зубчатый венец 34 находится в зацеплении с внутренними зубьями первого неподвижного коронного колеса 16.

Каждое зубчатое колесо 28, кроме того, установлено с возможностью вращения на цилиндрическом суппорте 36 водила 30 в подшипниках 38, например роликовых подшипниках.

Смазка и охлаждение редуктора 12 обеспечиваются жиклерами 40, 42, 44, размещенными на неподвижных элементах двигателя и ориентированными к зонам внешних зубчатых зацеплений 32 сателлитных шестерен 28 со вторым внешним коронным колесом 20, зубчатых зацеплений 34 сателлитных шестерен 28 с первым внешним коронным колесом 16 и периферийных зубчатых зацеплений 32 сателлитных шестерен 28 с центральным зубчатым колесом 14 соответственно, как схематически изображено на фиг.1.

Другие жиклеры 46 и 48 используются для смазки и охлаждения подшипников 50, в которых вращается вал 10, и подшипников 24, в которых вращается вал 22, жестко соединенный со вторым внешним коронным колесом 20.

На фиг.2 изображены основные компоненты редуктора 12, а именно центральное зубчатое колесо 14, первое внешнее неподвижное коронное колесо 16, второе внешнее коронное колесо 20, жестко соединенное с валом 22, и сателлитные шестерни 28, в количестве четырех в данном примере осуществления, при этом стрелки показывают направление вращения шестерен и внешнего подвижного коронного колеса 20 и водила 30.

Видно, что когда центральное зубчатое колесо 14 приводится во вращение в направлении, противоположном вращению часовых стрелок, сателлитные шестерни 28 и внешнее подвижное коронное колесо 20 приводятся во вращение в направлении по часовым стрелкам, тогда как водило 30 вращается в направлении, обратном движению часовых стрелок.

В известном примере осуществления смазка и охлаждение зон зацепления зубьев сателлитных шестерен с центральным зубчатым колесом 14 и с коронными колесами 16 и 20 осуществляются только прерывисто, так как жиклеры 40, 42 и 44 неподвижны и не могут следовать за орбитальным вращением сателлитных шестерен 28 внутри коронных колес. Кроме того, известный уровень техники не решает проблему смазки и охлаждения сателлитных шестерен.

Настоящее изобретение позволяет решить эту проблему просто, надежно и экономично с помощью устройства, схематично изображенного на фиг.3 и 4, и которое содержит, в основном, цилиндрическую оболочку 52, расположенную на входной стороне редуктора 12 внутри внешнего неподвижного коронного колеса 16, причем эта цилиндрическая оболочка 52 вращается совместно с водилом 30, с которым она скреплена осевыми стержнями 54, которые проходят внутри редуктора 12 между сателлитными шестернями 28.

Цилиндрическая оболочка 52 образует центробежный ковш для сбора масла, подаваемого двумя диаметрально противоположно установленными масляными магистралями 56, которые размещены от входа редуктора 12 вдоль вала, несущего центральное зубчатое колесо 14, и которые снабжены инжекторами 58, подающими масло в соседние кольцевые отделения, образованные внутри цилиндрической оболочки 52 внутренними радиальными перегородками 60. Каждое кольцевое отделение цилиндрической оболочки 52 связано с двумя радиальными или, по существу, радиальными каналами 62, 64, 66, которые простираются наружу и снабжены на свободных концах жиклерами 68, ориентированными в зоны смазки и охлаждения, то есть к подшипникам 38 сателлитных шестерен 28 и к зонам зубчатого зацепления сателлитных шестерен 28 с внешним неподвижным коронным колесом 16, внешним подвижным коронным колесом 20 и, при необходимости, с центральным зубчатым колесом 14.

Как изображено на фиг.3, жиклеры 68 расположены с угловым смещением относительно сателлитных шестерен 28 таким образом, чтобы располагаться на входе этих шестерен по отношению к их направлению вращения и направлять по касательной струи масла на зубья шестерен в зоне, где они входят в зацепление с зубьями первого коронного колеса 16, второго коронного колеса 20 и центрального зубчатого колеса 14 соответственно.

На фиг.5 схематично изображена компоновка редуктора 12 по изобретению в турбомашине типа, представленного на фиг.1.

Смазка и охлаждение центрального зубчатого колеса 14 могут быть осуществлены жиклером 44, установленным на выходном конце масляной магистрали 56 для подачи масла внутрь цилиндрической оболочки 52. Так как центральное зубчатое колесо 14 имеет внешний диаметр, значительно меньший внутреннего диаметра коронных колес 16 и 20, смазка зон зацепления периферийных зубьев 32 сателлитных шестерен 28 с центральным зубчатым колесом 14 в двух диаметрально противоположных неподвижных точках может быть достаточной и создавать гораздо меньше проблем, чем прерывистая смазка зон 32 и 34 зубчатых зацеплений сателлитных шестерен 28 с внешними коронными колесами 20 и 16 соответственно.

В остальном на фиг.5 изображены те же элементы, что и на фиг.4, соединенные с компонентами турбомашины на фиг.1.

Изобретение применимо также к редуктору с эпициклоидальной зубчатой передачей, содержащей только одно внешнее коронное колесо. В этом случае, например, внешнее коронное колесо 16 удаляется, а второе внешнее коронное колесо 20 сохраняется. Регулируя шаг винтов, то есть угловое расстояние между лопастями, образующими винты, регулируют скорость одного винта относительно другого, при этом торможение одного винта позволяет повысить скорость другого до достижения равновесия.

СМАЗКА И ОХЛАЖДЕНИЕ РЕДУКТОРА С ЭПИЦИКЛОИДАЛЬНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙСМАЗКА И ОХЛАЖДЕНИЕ РЕДУКТОРА С ЭПИЦИКЛОИДАЛЬНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙСМАЗКА И ОХЛАЖДЕНИЕ РЕДУКТОРА С ЭПИЦИКЛОИДАЛЬНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙСМАЗКА И ОХЛАЖДЕНИЕ РЕДУКТОРА С ЭПИЦИКЛОИДАЛЬНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙСМАЗКА И ОХЛАЖДЕНИЕ РЕДУКТОРА С ЭПИЦИКЛОИДАЛЬНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

edrid.ru

ПЛАНЕТАРНЫЙ ЦИКЛОИДАЛЬНЫЙ РЕДУКТОР С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТУПЕНЬЮ

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/Z4. 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+Z8/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.

ПЛАНЕТАРНЫЙ ЦИКЛОИДАЛЬНЫЙ РЕДУКТОР С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТУПЕНЬЮПЛАНЕТАРНЫЙ ЦИКЛОИДАЛЬНЫЙ РЕДУКТОР С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТУПЕНЬЮПЛАНЕТАРНЫЙ ЦИКЛОИДАЛЬНЫЙ РЕДУКТОР С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТУПЕНЬЮПЛАНЕТАРНЫЙ ЦИКЛОИДАЛЬНЫЙ РЕДУКТОР С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТУПЕНЬЮПЛАНЕТАРНЫЙ ЦИКЛОИДАЛЬНЫЙ РЕДУКТОР С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТУПЕНЬЮПЛАНЕТАРНЫЙ ЦИКЛОИДАЛЬНЫЙ РЕДУКТОР С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СТУПЕНЬЮ

edrid.ru