Планетарный редуктор

Планетарный редуктор относится к машиностроению и может быть использован в любых механизмах, где требуется преобразование высокооборотного вращательного движения входного звена в угловое перемещение выходного звена с увеличением крутящего момента. Устройство включает в себя, по крайней мере, одну тихоходную ступень, в виде планетарной передачи типа 3К, состоящей из трехвенцовых сателлитов, размещенных на опорных кольцах и кинематически связанных с подвижным кольцом, неподвижными кольцами и с солнечным колесом, а также быстроходную ступень типа 2К, благодаря наличию которой становится возможным повышение передаточного отношения при уменьшении радиального размера редуктора. Технический результат также достигается за счет упрощения конструкции сателлита передачи 3К, получаемого путем введения с внешней стороны крайних венцов сателлитов двух дополнительных опор в виде шеек, являющихся частью сателлита и имеющих одинаковую конструкцию со средними шейками, а также за счет того, что все четыре опорных кольца, на которых расположен сателлит, имеют одинаковую конструкцию. 5 ил.

Устройство относится к машиностроению и может быть использовано в любых механизмах, где требуется преобразование высокооборотного вращательного движения входного звена в угловое перемещение выходного звена с увеличением крутящего момента, в частности к авиастроению - для управления подвижными элементами фюзеляжа самолета.

Известен многопоточный планетарный редуктор, содержащий корпус, ведущий и ведомый элементы, последовательно размещенные планетарные механизмы, каждый из которых включает центральное колесо с наружными зубьями, соединенными с ведущим элементом, центральные колеса с внутренними зубьями, и многовенцовые сателлиты, состоящие из отдельных венцов со шлицевыми отверстиями сателлиты, стянутые для всех механизмов стяжкой с наружными шлицами (патент 1491092, МПК F16H 1/48, 1986).

Недостатком данного редуктора является то, что он одноступенчатый, что уменьшает возможности по увеличению передаточного отношения. Также сателлит имеет сложную составную конструкцию. Части сателлита насажены по шлицам, что снижает несущую способность конструкции. Крайние венцы сателлита не имеют опорных колец, поэтому они испытывают консольную нагрузку, что уменьшает несущую способность сателлита и снижает ресурс передачи.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является составной редуктор, содержащий несколько редукторов-звеньев, каждый из которых является планетарной передачей типа 3К с трехвенцовыми сателлитами. Концы крайних венцов сателлитов имеют опорные цилиндрические поверхности, которыми являются с одной стороны головка болта, проходящего через сателлит, а с другой стороны гайка того же болта (патент РФ 2051300, МГЖ F16H 1/48, бюл. 3, 1995).

Наличие опорных цилиндрических поверхностей позволяет решить проблему консольного прогиба крайних венцов сателлита.

Однако при этом сателлит имеет сложную составную конструкцию, что существенно снижает технологичность его изготовления и увеличивает массу. В связи с этим данная конструкция является дорогостоящей. Данный редуктор также не имеет возможности по увеличению передаточного отношения.

Задачей полезной модели является устранение недостатков за счет упрощения конструкции планетарной передачи 3К и введения быстроходной части, позволяющей повысить передаточное отношение при малом радиальном размере конструкции.

Технический результат достигается за счет введения в конструкцию дополнительных крайних опор сателлита передачи 3К в виде шеек, являющихся частью сателлита и имеющих одинаковую конструкцию со средними шейками, а также за счет того, что все четыре опорных кольца, на которых расположен сателлит, имеют одинаковую конструкцию. Повышение передаточного отношения достигается за счет введения передачи 2К.

На фиг.1 изображен общий вид редуктора. На фиг.2 изображена быстроходная ступень редуктора в сечении. На фиг.3 изображена тихоходная ступень редуктора в сечении. На фиг.4 изображена кинематическая связь сателлита с остальными деталями тихоходной ступени. На фиг.5 изображен один из возможных вариантов конструкции.

Планетарный редуктор состоит из быстроходной и тихоходной ступеней. В данном устройстве под быстроходной ступенью понимается зубчатая передача типа 2К, на входной вал которой подается крутящий момент от привода, а выходное звено которой имеет относительно высокие частоты вращения зубчатых колес и малый момент, под тихоходной - передача типа 3К, имеющая относительно низкие частоты вращения и высокий момент, совершающая полезную работу.

Быстроходная ступень 1 содержит планетарную передачу, состоящую из вала входного 3, сателлитов 4, сидящих на игольчатых подшипниках 5, установленных на пальцах 6, которые крепятся к неподвижному водилу 7, имеющему шлицевое соединение (на чертеже не показано) с корпусом 8 (фиг.1, фиг.2). Сателлиты 4 входят в зацепление с колесом центральным 9 с внутренними зубьями, которое посредством шлицевого соединения (на чертеже не показано) неподвижно закреплено на солнечном колесе 10 тихоходной ступени 2 (фиг.1). Тихоходная ступень 2 содержит трехвенцовые сателлиты 11, размещенные на опорных кольцах 12, 12а (фиг.4) и зацепленные с подвижным кольцом 13 и неподвижными кольцами 14 (фиг.1, фиг.3). К неподвижным кольцам 14 крепятся опоры 15, в которых на шарикоподшипниках располагается шлицевая втулка 16.

С внешней стороны крайних венцов 17 сателлитов 11 введены две опоры в виде шеек 18а, изготовленных за одно целое с сателлитами 11, что позволяет их уравновесить и сохранить равномерное пятно контакта с одновременным облегчением и упрощением конструкции (фиг.4). Между двумя средними опорными шейками 18 и двумя средними опорными кольцами 12 существует зазор А, мм (фиг.4), обеспечивающий статическую определенность конструкции, который определяется как

=0,150,20·T_dш,

где T_dш - значение поля допуска на диаметр шеек d_ш (фиг.4) трехвенцового сателлита.

Значение коэффициента в диапазоне 0,150,20 получены экспериментальным путем.

Зазор достигается путем уменьшения диаметра средних опорных колец.

Устройство работает следующим образом.

На входной вал 3 через шлицевую втулку 16 подается высокооборотное вращение с низким крутящим моментом. Входной вал 3 вращает сателлиты 4 быстроходной ступени 1, которые в свою очередь передают вращение с понижением частоты вращения и повышением крутящего момента через колесо центральное 9 на солнечное колесо 10 тихоходной ступени 2. Солнечное колесо 10 передает вращение на трехвенцовые сателлиты 11 через их средние зубчатые венцы 19. Крайние венцы 17 сателлитов 11 совершают обкатывающее движение по неподвижным кольцам 14, в то же время средние венцы 19 сателлитов 11 совершают обкатывающее движение по подвижному кольцу 13, сообщая ему, за счет разницы числа зубьев крайних 17 и средних 19 венцов, угловое перемещение с низкой скоростью и высоким моментом. Подвижное колесо 13 является выходным звеном, к которому крепится нагрузка.

Техническая применимость полезной модели.

Для увеличения нагрузочной способности используется вариант конструкции со сдвоенной быстроходной ступенью и двумя тихоходными ступенями (фиг.5).

Как вариант, может использоваться последовательное совмещение нескольких тихоходных ступеней с конструкцией как по фиг.1, так и по фиг.5.

Планетарный редуктор, включающий в себя, по крайней мере, одну планетарную передачу типа 3К, состоящую из трехвенцовых сателлитов, размещенных на опорных кольцах, кинематически связанных с подвижным кольцом и неподвижными кольцами, а также с солнечным колесом, отличающийся тем, что с внешней стороны крайних венцов сателлитов тихоходной ступени, выполненной по схеме 3К, расположены две дополнительные опоры в виде шеек, изготовленных за одно целое с сателлитом, а также наличием в составе конструкции быстроходной ступени типа 2К.