Планетарний редуктор

Винахід відноситься до галузі машинобудування, зокрема, до редукторобудування і може бути використаний в приводах машин. Відомий планетарний редуктор ( див. ав. св. СРСР №729400, М. кл. F16Н1/28, 1980), що містить водило, центральне нерухоме колесо з внутрішніми зубцями, яке зачіплюється з планетарним колесом, вільно установленим на водилі, і механізм кривошипів, який містить в собі жорстко з'єднаний з планетарним колесом ведучий диск з отворами, ведений диск, з'єднаний з веденим валом, і пальці, котрі вільно входять в отвори указаних дисків. Однак у цій конструкції в процесі роботи редуктора пальці, які з'єднують ведучий і ведений диски, переміщуються в радіальному напрямку, що викликає появу значного тертя, а також можливе заїдання циліндричних поверхонь отворів та пальців, аналогічно явищу, що виникає в обгінній роликовій муфті. Відомий також планетарний редуктор (див. ав. св. СРСР №1024618, м. Кл F16Н 1/28, 1983), що містить корпус, ведучий та ведений співвісні вали, ексцентричне встановлений на ведучому валу сателіт із зубцями у вигляді роликів, котрі зачіплюються з двома центральними колесами, одне з яких закріплено в корпусі, а друге - на веденому валі. Ця конструкція редуктора є близькою до запропонованого рішення за технічною сутністю та досягнутим результатом, тому і прийнята за прототип. Основним недоліком редуктора є недосконала конструкція передачі обертового моменту від сателіту до веденого валу за допомогою роликів, які працюють як консольні стрижні. Тому більша частина роликів не стиснута між сателітом і центральним колесом, закріпленим в корпусі, і як результат, вони не передають обертовий момент на ведений вал. У разі чого, на ролики діють значні колові сили, що приводить до згину та перекосу їх в отворах, в сателіті і центральних колесах, виникненню тертя і , як наслідок, до втрат потужності в зачепленні і зниженню коефіцієнта корисної дії (ККД) редуктора. Крім того, наявність в сателіті зубців у вигляді роликів не дозволяє при заданих розмірах центральних коліс змінювати діаметр сателіту і тим самим, регулювати передаточне число редуктора. В основу винаходу поставлене завдання удосконалення передачі обертового моменту від сателіту до веденого валу в планетарному редукторі шляхом заміни роликів зубцями, що дозволить отримати багатопарність зубчастого зачеплення, збільшити несучу здатність, надійність, а також ККД редуктора, а також забезпечити регулювання передаточного числа в широкому діапазоні. Поставлене завдання вирішується таким чином, що у відомому планетарному редукторі, що містить корпус, ведучий та ведений співвісні вали, ексцентричне встановлений на ведучому валі сателіт, з'єднаний з двома центральними колесами, одне із яких закріплене в корпусі , а друге - на веденому валі, згідно з винаходом, сателіт на ведучому валу встановлений на підшипниках кочення і виготовлений у вигляді зубчастого вінця складеного із блоку шестерень із зовнішніми і внутрішніми зубцями, при цьому шестерня сателіта із зовнішніми зубцями зачіплюється із центральним колесом, яке нерухомо закріплене в корпусі, а шестірня сателіта із внутрішніми зубцями зачіплюється з другим центральним колесом в діаметрально протилежному напрямку, причому друге центральне колесо жорстко посаджене на веденому валі. Використання запропонованого редуктора у сукупності з усіма суттєвими ознаками, в тому числі і відмінними, дозволяє завдяки жорсткості конструкції сателіту із зубцями отримати багатопарність зачеплення цих зубців з нерухомим колесом і колесом, з'єднаним з веденим валом, що забезпечує повну передачу обертового моменту від сателіту до веденого валу редуктора. При цьому виключаються перекоси конструктивних елементів сателіта, запобігається можливість заклинення сателіту і колеса веденого валу, зменшуються втрати на тертя між указаними елементами, що сприяє підвищенню несучої здатності, надійності роботи та ККД самого редуктора. Окрім того , в запропонованому редукторі кількість зубців на сателіті і центральних колесах може змінюватись в широких межах в залежності від прийнятих діаметрів коліс і назначеного модуля, а це значно розширює діапазон регулювання передаточних чисел, що майже неможливо в аналогічних планетарних редукторах , які мають сателіти із зубцями у вигляді роликів. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фіг.1 схематично показана запропонована конструкція планетарного редуктора, на фіг.2 і фіг.3 - поперечні перерізи А-А і Б-Б на фіг.1. Планетарний редуктор складається із корпуса 1 з кришками 2 і 3, в яких на підшипниках 4 установлений ведучий вал 5. На ексцентрику 6 ведучого вала 5 в підшипниках 7 кочення розмішується сателіт 8 у вигляді зубчастого вінця складеного із блока шестерень із зовнішніми і внутрішніми зубцями. Вінець 9 сателіта із зовнішніми зубцями зачіплюється з центральним колесом 10, встановленим нерухомо в корпусі 1 і зафіксованим гвинтом 11. Вінець 12 сателіта із внутрішніми зубцями зачіплюється з другим центральним колесом 13, жорстко з'єднаним (або виготовленим за одно ціле) з веденим валом 14, встановленим в кришці 3 в підшипниках 15. З'єднання вінця 12 сателіта із внутрішніми зубцями і другого центрального колеса 13 являє собою зубчасту муфту з передаточним числом менше одиниці. Планетарний редуктор працює таким чином. При обертанні ведучого валу 5 обертається також і вісь сателіта 8, яка знаходиться від загальної осі редуктора на відстані ексцентриситету є (фіг.1). При цьому сателіт 8 своїм вінцем 9 із зовнішніми зубцями зачіплюється в полюсі Р1 (фіг.2) і обкочується по центральному колесу 10, виконуючи планетарний рух відносно загальної осі редуктора. В діаметрально протилежному напрямку в полюсі Р2 (фіг.3) зачіплюється вінець 12 сателіту із внутрішніми зубцями з другим центральним колесом 13, жорстко з'єднаним з веденим валом 14. Полюси зачеплення Р1 і Р2 переміщуються по ділильним колам центральних коліс 10 і 13 і завжди знаходяться на однакових відстанях один від другого в діаметрально протилежних напрямках, що дозволяє виключити перекоси і, як наслідок, виключити тертя поміж сателітом 8 та веденим валом 14. Завдяки різниці числа зубців вінця 9 сателіта із зовнішніми зубцями і нерухомого колеса 10 за один оберт ведучого валу 5 сателіт 8 обернеться в протилежному напрямку відносно корпуса 1 на кут j, який дорівнює: j= 2p(Z 1 - Z 2 ) Z1 (1) де Z1 , Z 2 - числа з убців відповідно на колесі 10 і вінці 9 сателіту із зовнішніми зубцями. Передаточне число U1 зубчастої пари Z 2 - Z 1 має вигляд: U1 = Z1 Z 2 - Z1 (2) Загальне передаточне число U редуктора визначається формулою: Z1 Z U= × 4 (3) Z 2 - Z1 Z 3 де Z 4 , Z 3 - число з убців відповідно на колесі 13 і вінці 12 сателіту із вн утрішніми зубцями. Як показано на прикладі цих формул, в залежності від числа зубців Z1,Z2 ,Z3 ,Z 4 і різниці Z2-Z1 можливо здійснити в одній парі коліс велике передаточне число, що і визначає перевагу такої передачі у порівнянні з іншими. Таким чином, заміна роликів на сателіті зубцями суттєво зменшує тертя між сателітом та колесом веденого валу, запобігає перекосу зубців сателіта при передачі обертаючого моменту, що сприяє збільшенню несучої здатності, надійності роботи, ККД редуктора, а також регулюванню передаточного числа в широкому діапазоні.