Двухступенчатый планетарный редуктор
Полезная модель относится к области общего машиностроения, к многоступенчатым зубчатым редукторам и может быть использовано в судостроении, авиастроении, тяжелом машиностроении для привода соответствующих винтов, привода валков прокатных станов, брикетных прессов, каландров. Двухступенчатый планетарный редуктор содержит две ступени в виде трезвенных планетарных передач. Обе планетарные передачи содержат ведущую солнечную шестерню, эпицикл и водило с установленными в нем сателлитами. Первая ступень редуктора выполнена в виде передачи с передаточным числом равным 4, с ведомым эпициклом и остановленным водилом, в котором закреплены оси трех сателлитов. Вторая ступень выполнена в виде передачи с внутренним передаточным числом равным 2, с остановленным эпициклом и ведомым водилом, в котором закреплены оси шести сателлитов. При этом диаметр эпицикла первой ступени равен диаметру эпицикла второй ступени, а отношение диаметра солнечной шестерни второй ступени к диаметру солнечной шестерни первой ступени равно 2:1. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является существенное увеличение передаваемой мощности за счет равномодульности зубчатых зацеплений обеих ступеней и увеличение передаточного числа двухступенчатого редуктора при сохранении высокого КПД. Технико-экономическим результатом полезной модели является существенное увеличение коэффициента унификации деталей.
Полезная модель относится к области общего машиностроения, а именно, к многоступенчатым зубчатым редукторам, и может быть использована в судостроении, авиастроении и тяжелом машиностроении для привода соответствующих винтов, валков прокатных станов и брикетных прессов, каландров.
Известен двухступенчатый зубчатый редуктор с равномодульными ступенями [Гроховский Д.В. «Новые конструкции двух- и многоступенчатых редукторов.» // Вестник машиностроения. 
2, 2003 г., с.7-11], состоящий из первой ступени с цилиндрическими колесами и второй планетарной ступени, число сателлитов которой равно передаточному числу первой ступени. Недостатком данного редуктора является пониженная передаваемая мощность, малый коэффициент унификации и несоосность ведущего и ведомого валов.
Известен также редуктор скорости (патент RU 2257497 С2), содержащий по крайней мере одну первую ступень, выполненную в виде планетарной передачи, и по крайней мере одну вторую ступень, выполненную в виде цилиндрической передачи. Недостатками данного редуктора являются большие габаритные размеры вследствие расположения цилиндрической ступени после планетарной и небольшая передаваемая мощность вследствие консольности расположения сателлитов планетарной ступени.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому редуктору является двухступенчатый зубчатый планетарный редуктор (патент RU 2190137 С2), содержащий две ступени, выполненные на основе простых трехзвенных планетарных передач. Недостатком указанного редуктора является невозможность достижения равномодульности зацепления ступеней ввиду принятия одинаковой кинематической схемы в обеих ступенях.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является существенное увеличение передаваемой мощности и увеличение передаточного числа (ПЧ) двухступенчатого редуктора при сохранении высокого КПД.
Для достижения данного технического результата конструктивно предлагаемый редуктор содержит две последовательно соединенные ступени в виде трехзвенных планетарных передач, каждая из которых содержит ведущую солнечную шестерню, эпицикл и водило с установленными на нем сателлитами. Первая ступень редуктора выполнена в виде передачи с передаточным числом равным 4, с ведомым эпициклом и остановленным водилом, в котором закреплены оси трех сателлитов. Вторая ступень выполнена в виде передачи с внутренним передаточным числом равным 2, с остановленным эпициклом и ведомым водилом, в котором закреплены оси шести сателлитов. При этом диаметр эпицикла первой ступени равен диаметру эпицикла второй ступени, а отношение диаметра солнечной шестерни второй ступени к диаметру солнечной шестерни первой ступени равно 2:1.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый выбор числа сателлитов и ПЧ обеих ступеней редуктора, а также соотношение диаметров эпициклов и ведущих солнечных шестерен первой и второй ступеней обеспечивает равномодульность зубчатых зацеплений обеих ступеней и позволяет увеличить ПЧ всего редуктора до 12.
На Фиг.1 устройство схематично изображено в общем виде. Редуктор включает в себя ведущую солнечную шестерню 1 первой ступени, кинематически связанную с ведомым эпициклом 2 через сателлиты 3. Оси сателлитов 3 закреплены в остановленном водиле 4, эпицикл 2 жестко соединен с солнечной шестерней 5 второй ступени, кинематически связанной через сателлиты 6 с остановленным эпициклом 7, при этом оси сателлитов 6 закреплены в ведомом водиле 8.
Устройство работает следующим образом. При вращении солнечной шестерни 1 вращаются сателлиты 3, закрепленные в остановленном водиле 4. Вращаясь на своих осях, сателлиты 3 вращают эпицикл 2. Вместе с эпициклом 2 вращается жестко скрепленная с ним солнечная шестерня 5, которая в свою очередь вращает сателлиты 6, закрепленные в водиле 8. Сателлиты 6 вращают водило 8, обкатываясь по остановленному эпициклу 7. Так как ПЧ планетарной передачи первой ступени с остановленным водилом 4 равно 4, то вращающий момент, передаваемый ведомым эпициклом 2, увеличивается в 4 раза (без учета КПД) по сравнению с вращающим моментом, передаваемым солнечной шестерней 1. Благодаря тому, что во второй ступени заявленного технического решения используется планетарная передача, имеющая шесть сателлитов и увеличенный в 2 раза по отношению к диаметру солнечной шестерни 1 диаметр солнечной шестерни 5, то при равенстве диаметров эпициклов 3 и 7 обеих ступеней величина окружного усилия, приходящегося на зубчатые зацепления солнечных шестерен 1 и 5 первой и второй ступеней получается одинаковой. В связи с этим все параметры зацепления (модуль и ширина соответствующего зубчатого колеса) в первой и второй ступенях являются идентичными при сохранении их прочностных характеристик (изгибных и контактных напряжений). Следовательно, одинаковыми являются также нагрузки на оси сателлитов в обеих ступенях редуктора, которые также выполняются идентичными по своей конструкции.
Таким образом, обе ступени заявленного двухступенчатого планетарного редуктора оказываются составленными из идентичных по геометрии зацепления и прочностным характеристикам зубчатых колес и идентичных по конструкции осей сателлитов. Технико-экономические преимущества заявленного двухступенчатого планетарного редуктора заключаются в существенном увеличении коэффициента унификации деталей устройства.
Анализ известных технических решений в данной области не выявил конструкций двухступенчатых планетарных редукторов с указанными особенностями преимущественных и отличительных признаков.
Двухступенчатый планетарный редуктор, содержащий первую и вторую ступени, выполненные в виде трехзвенных планетарных передач, каждая из которых содержит ведущую солнечную шестерню, эпицикл и водило с установленными на нем сателлитами, отличающийся тем, что первая ступень редуктора выполнена в виде передачи с передаточным числом равным 4, с ведомым эпициклом и остановленным водилом, в котором закреплены оси трех сателлитов, а вторая ступень выполнена в виде передачи с внутренним передаточным числом равным 2, с остановленным эпициклом и ведомым водилом, в котором закреплены оси шести сателлитов, при этом диаметр эпицикла первой ступени равен диаметру эпицикла второй ступени, а отношение диаметра солнечной шестерни второй ступени к диаметру солнечной шестерни первой ступени равно 2:1.
