Планетарний редуктор

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в приводах широкого класса силовых машин и агрегатов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Известны планетарные редукторы, содержащие составной корпус с неподвижным центральным кольцом с внутренними зубьями, установленный в нем на подшипниках выходной вал с подвижным центральным колесом с внутренними зубьями, входной эксцентриковый вал-водило, установленный на нем на подшипниках сателлит с двумя венцами, один из которых (с большим числом зубьев) зацепляется с неподвижным центральным колесом (I ступень), а второй (с меньшим числом зубьев) - с подвижным центральным колесом (II ступень), и балансир (балансиры), установленные на валводиле (А.с. СССР №1293416, 1384859, кл. F16H1/48; Планетарные передачи: Справ. / Под ред. В.Н. Кудрявцева, Ю.К. Кирдяшева. - М.: Машиностроение, 1977. - С.10, рис.1.4в; Планетарные передачи: Справ. / Под ред. В.Н. Кудрявцева. - М.: Ма шиностроение, 1977. - С.159, рис.9.3; Кожевников С.Н. и др. Механизмы. - М.: Машиностроение, 1976. - С.197, рис. 3.113; Руденко В.Н. Планетарные и волновые передачи. Альбом конструкций. - М.: Ма шиностроение, 1980. - С.54, 64, с.19, табл.14, схема V; Детали машин: Справ. / Под ред. Н.С. Ачеркана. - М.: Машиностроение, 1969. - С.268, рис.6 и др.). Указанные редукторы относятся к двухступенчатым планетарно-кривошипным (эксцентриковым) редукторам, тип передачи 2К-Н с двумя внутренними зацеплениями. Особенностью редукторов является равенство модулей и разностей чисел зубьев образующи х I и II ступени центральных колес и соответствующи х зубчатых венцов сателлитов. Редукторы эффективны для передаточных отношений 30 ... 100, обладают относительно малыми габаритами и массой. Недостатком редукторов является низкий КПД при больших передаточных числах, а также ограниченные величины передаваемого крутящего момента и ресурса работы. Последнее объясняется тем, что нагрузочная способность редукторов определяется меньшей по величине диаметра делительной окружности II ступенью редуктора, ограничивающей радиальные размеры и грузоподъемность размещаемых под сателлитом подшипников, и, тем самым, ресурс работы редуктора. Исследования и практика применения в конструкциях указанных редукторов многопарного мелкомодульного зацепления по патенту №7 Украины (по заявке России №5020263/28 подтвердили увеличение в тех же габаритах передаваемого крутящего момента при одновременном увеличении на 5 ... 10% их КПД за счет снижения удельных контактных нагрузок взаимодействующих зубчатых пар. В то же время установлено, что использование в передаче 2К-Н многопарного мелкомодульного зацепления ведет к увеличению абсолютного числа зубьев зубчатых деталей, и при достижении одной и той же величины передаточного числа к увеличению разности диаметров сателлитов с 1,1 ... 1,3 до 1,5 ... 2,5 раз. Так, в приведенном в альбоме конструкций В.Н. Руденко (с.64) планетарном редукторе при модуле и числах зубьев 42 и 40 - I ступень и 35 и 33 - II ступень передаточное число составляет При использовании в указанной конструкции многопарного мелкомодульного зацепления с передаточное число 99 в одних и те х же габаритах редуктора (при одинаковом диаметре неподвижного центрального колеса) обеспечивается при числе зубьев 252 и 250 - I ступень и 112 и 110 - II ступень (для разности чисел зубьев 2) или 252 и 248 - I ступень и 156 и 152 - II ступень (для разности чисел зубьев 4) соответственно. При этом соотношение диаметров центральных зубчатых колес увеличивается с 1,2 до 1,6 ... 2,25. Это ведет к уменьшению радиального зазора между зубчатым венцом сателлита II ступени редуктора и поверхностью эксцентричного вал-водила для размещения подшипников, к использованию подшипников меньшей грузоподъемности, и, как следствие, к уменьшению ресурса работы редуктора, что снижает эффективность использования многопарного зубчатого зацепления. Наиболее близким из вышеуказанных по технической сущности к предлагаемому техническому решению является планетарный редуктор, содержащий составной корпус и установленный в нем на подшипниках выходной вал с центральными зубчатыми колесами с большим и меньшим количеством одинаковых по модулю зубьев соответственно, зацепляющийся с центральными колесами с равной разностью чисел зубьев и установленный на подшипниках на эксцентричной части входного эксцентрикового вал-водила сателлит с двумя зубчатыми венцами и установленный на вал-водиле балансир (Руденко В.Н. Планетарные и волновые передачи. Альбом конструкций. - М.: Машиностроение, 1980. - С.54, "Планетарный редуктор затирочной машины"). Указанный планетарный редуктор обладает вышеописанными недостатками двухступенчатых редукторов типа 2К-Н с двумя внутренними зацеплениями, а именно, ограниченной несущей способностью и ресурсом работы, что не позволяет использовать редуктор в силовых передачах широкого класса машин. Таким образом, актуальной задачей является повышение несущей способности и увеличение ресурса работы двухступенчатых планетарных редукторов типа 2К-Н с двумя внутренними зацеплениями. Для этого предлагается в планетарном редукторе, содержащем составной корпус и установленный в нем на подшипниках выходной вал с центральными зубчатыми колесами с большим и меньшим количеством внутренних зубьев соответственно, зацепляющийся с центральными колесами с равной разностью чисел зубьев и установленный на подшипниках на эксцентричной части входного эксцентрикового вал-водила сателлит с двумя зубчатыми венцами и установленный на валводиле балансир, зубья центральных колес и сателлита выполнить мелкомодульными с малой разностью чисел зубьев, при этом сателлит выполнить составным из двух, соединенных шти фтовым соединением, зубчатых колец, причем модуль зубьев кольца, зацепляющегося с центральным колесом выходного вала, выполнить большим, чем модуль зубьев кольца, зацепляющегося с центральным колесом составного корпуса, на величину, определяемую выражением Выполнение зубьев центральных колес и сателлитов мелкомодульными с малой разностью чисел зубьев позволяет повысить нагрузочную способность планетарных редукторов типа 2К-Н с двумя внутренними зацеплениями путем использования многопарного зацепления зубьев по патенту №7 Украины. Выполнение модуля зубьев венца сателлита с меньшим количеством зубьев большим, чем модуль венца сателлита с большим количеством зубьев, позволяет увеличить несущую способность зубчатого зацепления II ступени и планетарного редуктора в целом как за счет увеличения абсолютных размеров зубьев, так и за счет уменьшения действующи х на зубчатое зацепление нагрузок вследствие увеличения его делительного диаметра. Выполнение сателлита составным позволяет устанавливать на эксцентриковый валводило зубчатые кольца с разными (вследствие отличия модулей) межцентровыми расстояниями, а также устанавливать под каждым зубчатым кольцом подшипники различных диаметров с потребной нагрузочной способностью, что существенно увеличивает ресурс работы редуктора, расширяет область его использования для силовых передач. Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.), на котором схематично изображен продольный разрез предлагаемого планетарного редуктора. Предлагаемый планетарный редуктор является двухступенчатым типа 2К-Н с двумя внутренними зацеплениями и состоит из составного корпуса 1 с неподвижным центральным колесом 2 с внутренними зубьями и переходником 3 для крепления привода редуктора, выходного вала 4 с подвижным центральным колесом 5 с внутренними зубьями, входного эксцентрикового вал-водила 6, установленных на нем балансиров 7, 8 и зубчатых колец 9. 10 с наружными зубьями, входящими в зацепление с равной разностью чисел зубьев с неподвижным 2 и подвижным 5 центральными колесами соответственно. Входной эксцентриковый вал-водило 6 установлен на подшипниках 11. 12, размещенных в переходнике 3 и в вы ходном вале 4 соответственно. Выходной вал 4 установлен в корпусе 1 на подшипниках 13, 14. Зубчатые кольца 9, 10 установлены на входном эксцентриковом вал-водиле 6 на подшипниках 15, 16 соответственно. Между собой зубчатые кольца 9, 10 соединены штифто вым соединением 17, параллельным оси редуктора. Зубча тые детали редуктора выполнены мелкомодульными с малой (до 8) разностью чисел зубьев, при этом модуль m 2 зубьев зубчатых де талей II ступени редуктора (подвижное центральное колесо 5 и зубчатое кольцо 10) выполнен большим, чем модуль m 1 зубчатых деталей I ступени редуктора (неподвижное центральное колесо 2 и зубчатое кольцо 9) на величину, определяемую выражением где и - числа з убьев неподвижного 2 и подвижного 5 центральных колец. Работает планетарный редуктор следующим образом. Силовые нагрузки от привода через эксцентричную часть вал-водила 6 и подшипники 15 и 16 передаются на неподвижное 2 и подвижное 5 центральные колеса через входящие с ними в зацепление зубчатые кольца 9 и 10, совершающие благодаря осепараллельному шти фтовому соединению 17 совместное плоскопараллельное вращение относительно оси редуктора. От подвижного центрального колеса 5 силовые загрузки передаются на выходной вал 4, а от него - потребителю. В предложенном планетарном редукторе в отличие от известных двухступенчатых редукторов типа 2К-Н с двумя внутренними зацепления зубья выполнены мелкомодульными с малой разностью чисел зубьев, что позволяет использовать в конструкции изобретение по патенту №7 Украины, обеспечивающим за счет многопарного зацепления зубьев повышение несущей способности редуктора. Кроме того, повышение несущей способности редуктора достигается за счет увеличения модуля гтІ2 зубьев зубчатых деталей его II ступени (т.е. абсолютных размеров зубьев) и увеличение при большем модуле делительного диаметра зацепления, уменьшающего нагрузки на контактирующие пары зубьев. Выполнение сателлита составным из двух, соединенных шти фтовым соединением 17, зубчатых колец 9 и 10 позволяет устанавливать на входной эксцентриковый вал-водило зубчатые детали с разным (вследствие отличия модулей) межцентровым расстоянием, увеличить диаметр внутренних поверхностей зубчатых колец, и, как следствие, устанавливать подшипники 15 и 16 больших размеров, определяемых их потребной нагрузочной способностью, что существенно увеличивает ресурс работы редуктора. Таким образом, предложенный планетарный редуктор по сравнению с аналогами обладает большими несущей способностью и ресурсом работы, что расширяет область его применения для силовых передач в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Эффективность созданного изобретения подтверждена на опытном образце редуктора, имеющего следующие те хнические характеристики: I ступень число зубьев 400 и 392; II ступень число зубьев 204 и 196; крутящий момент передаточное число масса ресурс работы Использование предложенного редуктора позволяет по сравнению с серийно выпускаемыми в настоящее время редукторами уменьшить массу в 2,5 ... 6 раз и стоимость в 1,2 ... 2,0 раза.