Планетарная передача
Полезная модель относится к машиностроению, в частности к планетарным передачам.
Технический результат - повышение надежности и долговечности планетарной передачи за счет выравнивания нагрузки между сателлитами и по длине зубьев зубчатых колес за счет изменения их углового и радиального положения.
Планетарная передача содержит центральные колеса, водило и сателлиты, сателлиты установлены на осях посредством компенсационного узла, представляющего собою эксцентрический сферический подшипник, который состоит из внешнего, внутреннего и промежуточного колец, при чем промежуточное и внешнее или промежуточное и внутреннее кольца эксцентричны, при этом внешнее или внутреннее кольца подвижны относительно сателлита или оси, что обеспечивает выравнивание нагрузки между сателлитами и по длине зубьев зубчатых колес за счет изменения их углового и радиального положения.
Полезная модель относится к машиностроению, в частности к планетарным передачам.
Известна конструкция планетарной передачи, содержащая солнечное колесо, опорное колесо с внутренними зубьями, водило, оси сателлитов и установленные на них посредством сферических подшипников разрезные сателлиты. Для улучшения выравнивания нагрузки между частями сателлитов и упрощения конструкции планетарная передача снабжена дополнительными сферическими опорами по числу сателлитов, установленными в водиле, на которые опираются оси сателлитов своей средней частью (авт.св. СССР 523217 по М. кл. F16Н 1/48,1976).
Недостатком данной планетарной передачи является то, что ее конструкция не позволяет выровнять нагрузку между сателлитами, что связано с наличием избыточной связи, при которой передача является статически неопределимой, что повышает ее виброактивность и снижает надежность и долговечность. Кроме того, данная планетарная передача не может быть реализована с малыми осевыми габаритами, в связи с применением сферических подшипников, расположенных в ободьях разрезных сателлитов, не обладающих достаточной долговечностью.
Известна конструкция планетарного редуктора Д.И. Шаткуса для зернового комбайна с плавающим центральным колесом и сателлитами на сферических опорах, не имеющего избыточных связей, в котором нагрузка выровнена по длине контактных линий зубчатых зацеплений и между сателлитами (Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. - М.: Машиностроение. - 1979, с.243, рис.5.12).
Внешнее кольцо двухрядного роликового подшипника, на котором устанавливается сателлит, имеет сферическую наружную поверхность, и оно же является внутренним кольцом сферической опоры. В качестве внешнего кольца сферической опоры используется сателлит с прошлифованной в нем внутренней сферой.
Недостатком такой передачи являются то, что она не может быть реализована с малыми осевыми габаритами сателлитного узла, в связи с недостаточной долговечностью сферической опоры. Кроме того, данная планетарная передача обладает повышенной виброактивностью, что также снижает ее надежность и долговечность.
Известна планетарная передача, принятая в качестве прототипа, (Патент RU 2217634 по М. кл. F16Н 1/48, опубликовано 2003) содержащая центральные колеса, водило, сателлиты, установленные на осях посредством компенсационного узла, содержащего шарнирный подшипник с двумя выступами на внутреннем кольце, которые обеспечивают его радиальное перемещение вдоль направляющих буртов втулок, причем направляющие бурты имеют заплечики для ограничения радиального перемещения внутреннего кольца шарнирного подшипника, а
между отверстием внутреннего кольца шарнирного подшипника и наружной поверхностью втулок установлен набор колец с большим и меньшим диаметром сечения, расположенных поочередно и выполненных из упругоэластичного материала.
Недостатком данной планетарной передачи является то, что материал колец, заменяющих жесткие избыточные связи упругими, выполнен из упругоэластичного материала, не обеспечивающего высокую надежность и долговечность планетарной передачи при достаточно высоких температурах смазочной и охлаждающей жидкости.
Задача полезной модели - создание планетарной передачи с малыми осевыми и радиальными габаритами сателлитного узла, позволяющего реализовывать малые передаточные числа, с выровненной нагрузкой по длине контактных линий зубчатых зацеплений сателлитов с центральными колесами и между сателлитами.
Технический результат - повышение надежности и долговечности планетарной передачи за счет выравнивания нагрузки между сателлитами и по длине зубьев зубчатых колес за счет изменения их углового и радиального положения.
Указанный технический результат достигается тем, что в планетарной передаче, содержащей центральные колеса, водило и сателлиты, сателлиты установлены на осях посредством компенсационного узла, представляющего собою эксцентрический сферический подшипник, который состоит из внешнего, внутреннего и промежуточного колец, при чем промежуточное и внешнее или промежуточное и внутреннее кольца эксцентричны, при этом внешнее или внутреннее кольца подвижны относительно сателлита или оси, что обеспечивает выравнивание нагрузки между сателлитами и по длине зубьев зубчатых колес за счет изменения их углового и радиального положения.
Включение эксцентричного шарнирного подшипника в компенсационный узел позволяет выровнять нагрузку между сателлитами, а так же по длине контактных линий зубчатых зацеплений сателлита с центральными колесами. Это происходит за счет дополнительной угловой и радиальной подвижности, которая дает возможность сателлиту, установленному на внешнем кольце эксцентрического сферического подшипника самоустанавливаться под действием момента сил, возникающего из-за неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий зубчатых зацеплений сателлита с центральными колесами, вызванной погрешностями изготовления деталей планетарной передачи.
Снижение неравномерности распределения нагрузки между сателлитами происходит за счет изменения положения сателлита относительно центральных колес, которое достигается изменением значения величины эксцентриситета колец подшипника.
В целом применение в планетарной передаче компенсационного узла, через который сателлиты устанавливаются на осях, позволяет
одновременно выравнивать нагрузку между сателлитами и по длине контактных линий зубчатых зацеплений сателлита с центральными колесами.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид планетарной передачи, на фиг.2 - компенсационный узел.
Планетарная передача содержит центральное колесо внешнего зацепления 1 (фиг.1), размещенное в стакане 2 на подшипниках скольжения 3, центральное колесо внутреннего зацепления 4, установленное на подшипниках качения 5, опирающихся на стакан 2, установленный в расточке корпуса 6, сателлитов 7, расположенных в водиле 8 на осях 9. Оси 9 опираются на игольчатые подшипники качения 10, запрессованные в отверстия щек водила 8, соединенного с валом 11.
Планетарный ряд образуют центральное колесо внешнего зацепления 1, которое является заторможенным, центральное колесо внутреннего зацепления 4, к которому подводится крутящий момент, сателлиты 7 и водило 8, предназначенное для передачи крутящего момента валу 11, с которого он снимается.
Стакан 2 выполняет роль опоры центрального колеса внешнего зацепления 1 посредством подшипников скольжения 3, выполненных в виде бронзовых втулок, которые запрессовываются в отверстие стакана 2. Также стакан 2 служит опорой для центрального колеса внутреннего зацепления 4, установленного на нем через подшипник качения 5.
Сателлиты 7 установлены на осях 9 посредством компенсационного узла, предназначенного для снижения неравномерности нагрузки между сателлитами и по длине контактных линий. Компенсационный узел выполнен в виде эксцентрического сферического подшипника 12 (фиг.2), состоящим из внешнего 13, промежуточного 14 и внутреннего 15 колец.
Эксцентрический сферический подшипник 12 устанавливается в венце сателлита 7 и служит для компенсации перекоса и непараллельности образующих зубьев сателлита 7 в зацеплениях с центральными колесами внешнего зацепления 1 и внутреннего зацепления 4, образованных в результате погрешностей изготовления деталей передачи.
Планетарная передача работает следующим образом.
Крутящий момент, подводимый к центральному колесу внутреннего зацепления 4, передается водилу 8 и валу 11 через зацепления сателлитов 7 с центральными колесами внешнего зацепления 1 и внутреннего зацепления 4, компенсационный узел, оси 9 и игольчатые подшипники 10. Погрешности изготовления деталей вызывают перекос образующих зубьев сателлитов 7 и центральных колес, приводящий к неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий и появлению момента сил относительно центра сферического эксцентрического подшипника 12.
Момент сил, возникающий в зацеплении зубьев сателлита 7 с центральным колесом внешнего зацепления 1 уравновешивается моментом
сил, возникающим в зацеплении зубьев сателлита 7 с центральным колесом внутреннего зацепления 4, а за счет поворота сателлита на сферическом эксцентрическом подшипнике 12 суммарный момент сил, возникающих в зацеплениях зубьев сателлита 7 становится равным нулю.
Разница боковых зазоров сателлитов 7 с центральными колесами внешнего зацепления 1 и внутреннего зацепления 4 вызывает неравномерность распределения нагрузки между ними. Выравнивание нагрузки достигается выборкой оптимального значения эксцентриситета подшипников 12 за счет поворота внешнего 13 или внутреннего 15, а также промежуточного 14 колец относительно сателлита или оси соответственно. При относительном повороте внутреннего, промежуточного и внешнего колец величина эксцентриситета изменяется от нуля до наибольшей величины.
Описанная конструкция планетарной передачи позволяет повысить надежность и долговечность передачи за счет применения эксцентрического сферического подшипника, одновременно выравнивающего нагрузку между сателлитами и по длине контактных линий зубчатых зацеплений сателлитов с центральными колесами.
Планетарная передача, содержащая центральные колеса внешнего зацепления, водило и сателлиты, установленные на осях, отличающаяся тем, что сателлиты установлены на осях посредством компенсационного узла, представляющего собою эксцентрический сферический подшипник, который состоит из внешнего, внутреннего и промежуточного колец, причем промежуточное и внешнее или промежуточное и внутреннее кольца эксцентричны, при этом внешнее или внутреннее кольца подвижны относительно сателлита или оси соответственно, что обеспечивает выравнивание нагрузки между сателлитами и по длине зубьев зубчатых колес за счет изменения их углового и радиального положений.
