RU2498128C1

RU2498128C1 - Planetary gear reducer

Info

Publication number: RU2498128C1
Application number: RU2012123692/11A
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Головкин
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2013-11-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: planetary gear reducer includes three peripheral shafts (6, 7, 8) with cylindrical gears kinematically connected to input shaft (24), a combined internal gear (14) and differential gear. The differential gear is placed inside the combined gear (14), one rim (12) of which forms internal engagement with cylindrical gears (9, 10, 11) of the peripheral shafts and the other rim (13) forms internal engagement with the differential gear satellites. Axes of the peripheral shafts are parallel to the axis of the central output shaft and are equally distanced from it. Gears (15, 16, 17) of the peripheral shafts are engaged with a cylindrical gear wheel (18) having a common hub with the cylindrical wheel (19) of the differential gear.

EFFECT: invention provides for eliminating of centrifugal forces, obtaining of any value of the reducer gear ratio and diminishing of reducer dimensions.

2 dwg

Description

Изобретение относится к зубчатым передачам и может найти применение в силовых приводах технологических машин, к которым предъявляются требования большого передаточного отношения, и повышенной частоте вращения входного вала, например, таких как автоматические тележки, приводы систем управления технологическими процессами и др.The invention relates to gears and can find application in power drives of technological machines, which are subject to the requirements of a large gear ratio, and an increased frequency of rotation of the input shaft, for example, such as automatic carts, drives of process control systems, etc.

Известен планетарный редуктор по кинематической схеме 3k, содержащий центральный входной вал с солнечным зубчатым колесом, сателлиты, водило и консольный центральный выходной вал, позволяющий получать большие передаточные отношения (Планетарные передачи. Справочник. / Под ред. В.Н. Кудрявцева и Ю.Н. Кирдяшева - Л.: Машиностроение, 1977 - С.9-15, Табл.1.1).Known planetary gearbox according to the kinematic scheme 3k, containing a central input shaft with a sun gear, satellites, a carrier and a cantilever central output shaft, allowing to obtain large gear ratios (Planetary gears. Reference book. / Edited by V.N. Kudryavtsev and Yu.N. Kirdyasheva - L .: Engineering, 1977 - S.9-15, Table 1.1).

Недостатком указанного редуктора является наличие центробежных сил из-за планетарной подвижности сателлитов, водила, осей, получающих вращение от центрального входного (быстроходного) вала, причем, чем выше частота вращения входного вала (приводного двигателя), тем больше центробежные силы.The disadvantage of this gearbox is the presence of centrifugal forces due to the planetary mobility of the satellites, carrier, axles receiving rotation from the central input (high-speed) shaft, and the higher the speed of the input shaft (drive motor), the greater the centrifugal force.

Известен планетарный редуктор по кинематической схеме, описанной в патенте на изобретение RU 2311573 С23, содержащий не менее трех периферийных валов, кинематически связанных с входным валом и несущих цилиндрические шестерни, зубчатую муфту и конический дифференциал, в состав которого входят сателлиты и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, который является центральным валом конического дифференциала, при этом конический дифференциал расположен внутри зубчатой муфты, один венец которой образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями периферийных валов, находящимися в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с одним коническим колесом дифференциала, второй венец зубчатой муфты образует зубчатое соединение с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с другим коническим колесом дифференциала, оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее.Known planetary gear according to the kinematic scheme described in the patent for invention RU 2311573 C23, containing at least three peripheral shafts kinematically connected to the input shaft and bearing cylindrical gears, a gear coupling and a bevel differential, which includes satellites and a carrier rigidly connected to the central output shaft, which is the central shaft of the conical differential, while the conical differential is located inside the gear coupling, one crown of which forms an internal engagement with the cylinder with peripheral shaft gears meshing with a cylindrical gear having a common hub with one bevel differential gear, the second gear clutch rim forms a gear connection with a cylindrical gear having a common hub with another differential bevel gears, the axis of the peripheral shafts parallel to the axis of the central output shaft and equidistant from it.

Недостатками указанного редуктора является: во-первых - наличие конического дифференциала, существенно увеличивающего осевые габариты редуктора, требующего регулировки зацепления, а так же снижающего его нагрузочную способность по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами; во-вторых - одновременное зацепление цилиндрических шестерен на периферийном валу с одним из венцов комбинированной зубчатой муфты и с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с одним коническим колесом дифференциала, существенно снижает ряд допустимых чисел зубьев зубчатых колес из-за необходимости выполнения условия сборки.The disadvantages of this gearbox are: firstly, the presence of a conical differential, which significantly increases the axial dimensions of the gearbox, which requires adjustment of the gearing, and also reduces its load capacity in comparison with spur gears; secondly, the simultaneous engagement of the cylindrical gears on the peripheral shaft with one of the rims of the combined gear clutch and with a cylindrical gear wheel having a common hub with one bevel differential gear, significantly reduces the number of allowable numbers of gear teeth due to the need to fulfill the assembly condition.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является, снижение осевых габаритов планетарного зубчатого редуктора, а так же увеличения ряда допустимых значений чисел зубьев зубчатых колес, удовлетворяющих условиям сборки, соосности и соседства при сохранении таких преимуществ, как исключение центробежных сил, получение любого значения передаточного отношения редуктора и уменьшение его габаритов за счет введения звена внутренней обратной связи в устройство редуктора.The technical result of the proposed invention is to reduce the axial dimensions of the planetary gear reducer, as well as increase the number of allowable values of the number of gear teeth that meet the conditions of assembly, alignment and proximity while maintaining advantages such as the exclusion of centrifugal forces, obtaining any gear ratio and reducing its dimensions due to the introduction of an internal feedback link into the gear unit.

Технический результат достигается тем, что планетарный зубчатый редуктор, содержащий входной вал с шестерней, сателлиты, водило и центральный выходной вал, отличающийся тем, что содержит не менее трех периферийных валов, кинематически связанных с входным валом и несущих цилиндрические шестерни, комбинированное колесо внутреннего зацепления и дифференциал, в состав которого входят сателлиты и водило, жестко связанное с центральным выходным валом, при этом дифференциал расположен внутри комбинированного колеса, один венец которого образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями периферийных валов, второй венец образует внутреннее зацепление с сателлитами дифференциала, оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала и равноудалены от нее, а шестерни периферийных валов находятся в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом, имеющим общую ступицу с цилиндрическим колесом дифференциала. Изобретение поясняется чертежами:The technical result is achieved in that the planetary gear reducer comprising an input shaft with gear, satellites, a carrier and a central output shaft, characterized in that it contains at least three peripheral shafts kinematically connected to the input shaft and bearing cylindrical gears, a combined internal gearing wheel and the differential, which includes satellites and a carrier rigidly connected to the central output shaft, while the differential is located inside the combined wheel, one crown of which is it is internal gearing with the cylindrical gears of the peripheral shafts, the second crown forms the internal gearing with the differential gears, the axes of the peripheral shafts are parallel to and equidistant from the axis of the central output shaft, and the gears of the peripheral shafts are meshed with a cylindrical gear wheel having a common hub with the cylindrical differential gear . The invention is illustrated by drawings:

Фиг.1 - кинематическая схема планетарного зубчатого редуктора;Figure 1 is a kinematic diagram of a planetary gear reducer;

Фиг.2 - вид А.Figure 2 - view A.

Планетарный зубчатый редуктор содержит входной вал (1) с шестерней (2), три периферийных вала (6, 7, 8), несущих цилиндрические шестерни (9, 10, 11 и 15, 16, 17), комбинированное колесо внутреннего зацепления (14) и цилиндрический дифференциал, который расположен внутри комбинированного колеса (14). Венец (12) комбинированного колеса внутреннего зацепления (14) образует внутреннее зацепление с цилиндрическими шестернями (9, 10, 11), а цилиндрические шестерни (15, 16, 17) образуют внешнее зацепление с цилиндрическим зубчатым колесом (18), имеющим общую ступицу с цилиндрическим колесом (19) дифференциала. Венец (13) комбинированного колеса внутреннего зацепления (14) образует внутреннее зацепление с сателлитами дифференциала (20, 21, 22). Водило (23) дифференциала жестко связано с центральным выходным валом (24). Оси периферийных валов параллельны оси центрального выходного вала (24) и равноудалены от нее. Изобретение позволяет исключить центробежные силы, получить любое значение передаточного отношения редуктора и уменьшить его габариты.The planetary gear reducer contains an input shaft (1) with gear (2), three peripheral shafts (6, 7, 8), bearing cylindrical gears (9, 10, 11 and 15, 16, 17), a combined internal gear wheel (14) and a cylindrical differential, which is located inside the combination wheel (14). The crown (12) of the combined internal gear wheel (14) forms an internal gear with cylindrical gears (9, 10, 11), and the cylindrical gears (15, 16, 17) form an external gear with a cylindrical gear wheel (18) having a common hub with a cylindrical differential wheel (19). The crown (13) of the combined internal gear wheel (14) forms the internal gear with the differential gears (20, 21, 22). The differential carrier (23) is rigidly connected to the central output shaft (24). The axis of the peripheral shafts is parallel to the axis of the central output shaft (24) and equidistant from it. The invention allows to exclude centrifugal forces, to obtain any value of the gear ratio of the gearbox and reduce its dimensions.

Планетарный зубчатый редуктор работает следующим образом.Planetary gear reducer operates as follows.

Вращение от входного вала 1 через сменные зубчатые колеса 3, 4, 5 параллельными потоками передается на цилиндрические шестерни 9, 10, 11 и 15, 16, 17. Поскольку они находятся в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом 18 и с венцом 12 комбинированного колеса внутреннего зацепления, то вращение передается и на центральное колесо 19, имеющее общую ступицу с цилиндрическим колесом 18, и на сателлиты 20, 21, 22 дифференциала, имеющие зубчатое зацепление с венцом 13 комбинированного колеса, но с разными передаточными числами (частотами вращения). От водила 23 дифференциала вращение передается на центральный выходной вал 24 редуктора.The rotation from the input shaft 1 through the interchangeable gears 3, 4, 5 is transmitted in parallel streams to the spur gears 9, 10, 11 and 15, 16, 17. Since they are meshed with the spur gear 18 and the crown 12 of the combined internal gear , then the rotation is transmitted to the central wheel 19, which has a common hub with a cylindrical wheel 18, and to the differential gears 20, 21, 22, which have gearing with the crown 13 of the combined wheel, but with different gear ratios (rotation frequencies). From the carrier 23 differential, the rotation is transmitted to the Central output shaft 24 of the gearbox.

В связи с присутствием положительной обратной связи на цилиндрических шестернях 9, 10, 11 и 15, 16, 17 происходит суммирование вращающих моментов периферийных валов 6, 7, 8 и момента комбинированного колеса внутреннего зацепления 14, поэтому одновременно с редукцией частоты вращения соответственно возрастает вращающий момент на центральном выходном валу 24 редуктора.Due to the presence of positive feedback on the cylindrical gears 9, 10, 11 and 15, 16, 17, the torques of the peripheral shafts 6, 7, 8 and the moment of the combined internal gear wheel 14 are summed, therefore, simultaneously with a decrease in the rotational speed, the torque increases accordingly on the central output shaft 24 of the gearbox.

Сменные зубчатые колеса 3, 4, 5 служат для повышения или корректировки общего передаточного отношения.Interchangeable gears 3, 4, 5 serve to increase or adjust the overall gear ratio.

Планетарный зубчатый редуктор за счет использования внутренней обратной связи позволяет исключить существенное влияние центробежных сил, открывает возможность создания скоростной, динамически сбалансированной конструкции, уменьшает ее габариты при большом передаточном отношении, расширяет эксплуатационные возможности за счет включения в схему привода высокоскоростных двигателей.The planetary gear reducer through the use of internal feedback eliminates the significant influence of centrifugal forces, opens up the possibility of creating a high-speed, dynamically balanced design, reduces its dimensions with a large gear ratio, expands operational capabilities by including high-speed motors in the drive circuit.

Claims

A planetary gear reducer containing an input shaft with a gear, at least three peripheral shafts kinematically connected to the input shaft, the axes of which are parallel to the axis of the central output shaft and equidistant from it, the satellites and the carrier rigidly connected to the central output shaft, characterized in that the peripheral the shafts bear two cylindrical gears, one of which forms an external gearing with a cylindrical wheel having a common hub with one of the central differential wheels, and the other with a combined wheel m of internal gearing, the second crown of which forms an internal gearing with the differential gears, which are cylindrical gears.