Многоступенчатый многопоточный редуктор ивачева л.м.

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: многопоточный многоступенчатый планетарный редуктор содержит корпус, быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса, водило с двухвенцовыми сателлитами. Между венцами одного из последних размещено распределительно-компенсирующее устройство. 16 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 16 Н 1/48, 37/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

О

0 (21) 4847244/28 (22) 04.07.90 (46) 23.01.93. Бюл. ¹ 3 (76) Л, М. Ивачев (56) Авторское свидетельство СССР

N 1242665, кл, F 16 Н 1/46, 1984.

Патент Франции N1564860,,кл. F 16 Н

1/46, 1969.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно, к зубчатым многоступенчатым многопоточным передачам с повышенным передаточным числом, и может быть использовано в редукторах, мультипликаторах и приводах машин различных отраслей промышленности.

Известна многопоточная зубчатая передача, содержащая корпус, соосные быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса, водило и сателлитные блоки, состоящие из набора ведущих и ведомых зубчатых сателлитов, сжатых в осевом направлении пружинами и зацепляющихся соответственно с центральными колесами.

Такая многопоточная передача является одной ступенью редуктора, в которой в каждом из параллельных потоков мощности установлены распределительно-компенсирующие устройства, которая имеет ограниченное передаточное число и соответственно этому ограниченное увеличение крутящего момента (например, до 5).

Для того, чтобы многократно увеличить (до

25 и более) передаточное число и крутящий момент потребуется последовательно устанавливать в редукторе несколько (2, 3 и более) аналогичных по такой схеме ступеней.

„„5U „„1790709 АЗ (54) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ МНОГОПОТОЧНЫЙ РЕДУКТОР ИВАЧЕВА Л, M. (57) Использование: машиностроение. Сущность изобретения: многопоточный многоступенчатый планетарный редуктор содержит корпус, быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса, водило с двухвенцовыми сателлитами. Между венцами одного из последних размещено распределительно-компенсирующее устройство. 16 ил.

Это потребует дополнительных соединительных устройств между ступенями и приведет к увеличению суммарного количества деталей редуктора ввиду того, что в каждой из ступеней будут повторяться последовательно установленные водила с центральными подшипниками и распределительно-компенсирующие устройства. Все это приведет к усложнению конструкции, увеличению осевого размера и массы редуктора в целом.

Известен также многоступенчатый многопоточный редуктор, содержащий корпус, соосные быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса и водило с двумя двухвенцовыми сателлитами с последовательным соединением их между собой и с центральными колесами. В таком редукторе все зубчатые венцы двухвенцовых сателлитов соединены между собой жестко. А так как количество расположенных по окружности параллельных сателлитов несколько и зацепляются они с общими для них центральными шестернями, то это создает соответственно несколько замкнутых кинематических контуров с жесткими избыточными связями, что требует идеально точного изготовления деталей редуктора. Но

1790709 так как погрешности изготовления в производстве неизбежны, то это приведет к неравНомерности распределения нагрузки между потоками передачи мощности (сателлитами), к низкой надежности и долговечности редуктора, либо потребует увеличения размеров и массы редуктора ввиду повышенного коэффциента неравномерного нагружения параллельнЬ х сателлитов.

Цель изобретения — повышение равномерности распределения нагрузки между параллельными потоками мощности и уменьшение размеров и массы редуктора.

Цель достигается тем, что во многоступенчатом многопоточном планетарном редукторе, содержащем корпус, соосные быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса, водило с двумя и более двухвенцовыми последовательными сателлитами, соединенными соответственно с центральными колесами, по меньшей мере, на одном из двухвенцовых сателлитов установлено распределительно-компенсирующее устройство, размещенное между венцами двухвенцового сателлита.

Передача мощности в таком редукторе осуществляется параллельно несколькими удлиненными равнонагруженными потоками за счет последовательной установки в них нескольких (двух и более) двухвенцовых сателлитов с распределительно-компенсирующим устройством в одном из них, это обеспечивает равномерность распределения нагрузки между параллельными потоками мощности и тем самым повышает надежность и долговечность редуктора.

Установка распределительно-компенсирующих устройств в каждом из параллельных потоков мощности также позволяет компенсировать погрешности изготовления и сборки редуктора, что уменьшает требования к точности изготовления деталей редуктора и удешевляет производство" их.

Установка в каждом потоке мощности распределительно-компенсирующих устройств"только на одном, например, низкомоментном "двухвенцовом сателЛите (промежуточном блоке) упрощает конструкцию, уменьшает размеры и массу редуктора.

В качестве распределительно-компенсирующих устройств могут быть использованы фрикционные муфты, торсионные и ружи н н ы е вал ы и другие.

На фиг. 1 и 2 в продольном и поперечном разрезах схематично показан 1-й вариант редуктора — трехступенчатый трехпоточный планетарный редуктор; на фиг, 3 и 4 — 2-й вариант редуктора — трехсту5

55 пенчатый четырех-восьмипоточный планетарный редуктор; на фиг. 5 и 6 — 3-й вариант редуктора — трехступенчатый трехпоточный планетарный редуктор; на фиг, 7 и 8 — 4-й вариант редуктора — четырехступенчатый четырех-восьмипоточный редуктор; на фиг, 9 и 10 — 5-й вариант редуктора — трехступенчатый четырехпоточный редуктор; на фиг. 11 и 12 — 6-й вариант редуктора — трехступенчатый четырехпоточный редуктор; на фиг. 13 и 14 — 7-й вариант редуктора — трехступенчатый трехпоточный планетарный редуктор; на фиг. 15 и 16 — 8-й вариант редуктора— трехступенчатый трехпоточный редуктор.

Первый вариант устройства выполнен в виде планетарного трехступенчатого трехпоточного редуктора (фиг. 1 и 2), который состоит из корпуса 1, быстроходного и тихоходного валов 2 и 3. На быстроходном валу

2 закреплена центральная солнечная шестерня 4, находящаяся в зацеплении с тремя зубчатыми венцами 5, каждый из которых через фрикционные пары трения (распределительно-компенсирующие устройства) 6 соединяется с шестерней (венцом) 7. Шестерня 7 соединяется с зубчатыми венцами 8, которые жестко закреплены на валах вместе с шестернями (венцами) 9, зацепляющимися с центральным внутренним зубчаиым венцом 10, закрепленным в корпусе 1, Валы двухвенцовых сателлитов, состоящих из шестерен (венцов) 5 и 7, 8 и 9 установлены на подшипниках в общем водиле 11, которое жестко соединено с тихоходным валом 3 и вращается на подшипниках вокруг центральной оси редуктора. Редуктор имеет две ступени с наружным зацеплением и одну— с внутренним.

Работа редуктора. Вращение от быстроходного вала 2 и центральной шестерни 4 передается трем зубчатым венцам 5 и далее трем потокам через фрикционные пары трения 6 — венцам 7, 8 и 9, которые, обкатываясь по внутреннему зубчатому венцу 10, обеспечивают вращение водила 11 и тихоходного вала 3, Передача мощности от быстроходного вала 2 к тихоходному валу 3 осуществляется тремя параллельными потоками и последовательно через три ступени редукции.

Благодаря наличию в каждом из потоков мощности фрикционных пар трения 6, установленных между венцами 6 и 7 двухвенцовых сателлитов и сжатых в осевом направлении с одинаковым усилием, например, с помощью пружин или гидроцилиндров, обеспечивается равномерное распределение нагрузки между потоками мощности (сателлитами), Если в первоначальный момент при передаче вращения

1790709

15

55 крутящий момент в одном из потоков мощности превышает крутящий момент проскальзывания фрикционных пар трения, благодаря этому вся последовательная кинематическая цепь и редуктор в целом предохраняются от перегрузок, Наличие в каждом из потоков мощности распределительно-компенсирующих устройств (фрикционных муфт) обеспечивает равномерное распределение нагрузки между всеми потоками мощности и ступенями редуктора, что повышает надежность и долговечность его, Ввиду установки распределительнокомпенсирующих фрикционных пар трения в каждом из параллельных потоков мощности только на быстроходных двухступенчатых сателлитах, передающих низкие крутящие моменты, обеспечивается упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров и массы, Установка расп ределител ьно-компенсирующих устройств в каждом из параллельных потоков мощности также компенсирует погрешности изготовления и сборки редуктора, что уменьшает требования к точности изготовления редуктора в целм и удешевляет производство его.

Второй вариант устройства выполнен в виде планетарного трехступенчатого четырех-восьмипоточного редуктора (фиг. 3 и 4), который отличается от первого варианта (фиг. 1 и 2) тем, что в каждом из потоков мощности вторая ступень 12 редуктора дополнительно раздвоена.

Третий вариант устройства выполнен в виде планетарного трехступенчатого трех- поточного редуктора (фиг, 5 и 6), который отличается от 1-го варианта (фиг. 1 и 2) тем, что вторая ступень 13, как и третья тоже выполнена с внутренним зацеплением, что уменьшает диаметральный размер редуктора.

Четвертый вариант устройства выполнен в виде четырехступенчатого четырехвосьмипоточного редуктора с наружными зацеплениями (фиг. 7 и 8), в котором оси всех промежуточных блоков шестерен закреплены в неподвижном корпусе 1 и не вращаются вокруг центральной оси редуктора.

Пятый вариант устройства выполнен в виде трехступенчатого четырехпоточного редуктора с наружными зацеплениями (фиг.

9 и 10). Отличительная особенностью этого варианта заключается в том, что распределительно-компенсирующее устройство, выполненное в виде многодисковых фрикционных муфт 14, установлено во втором двухвенцовом промежуточном блоке между зубчатыми венцами 15 и 16, которые имеют меньшие скорости вращения, Такое конструктивное исполнение, в котором фрикционные муфты установлены на тихоходном двухвенцовом промежуточном блоке, может быть использовано преимущественно в высокоскоростных редукторах для того, чтобы снизить износ фрикционных поверхностей муфты 14 и повысить долговечность их ввиду снижения скорости проскальзывания или когда необходимо использовать простые и дешевые фрикционные материалы с низкими допустимыми скоростями проскальзывания.

Шестой вариант устройства выполнен в виде трехступенчатого четырехступенчатого редуктора с наружными зацеплениями (фиг, 11 и 12), в котором оси всех двухвенцовых промежуточных блоков установлены на подшипниках в неподвижном корпусе 1 и не вращаются вокруг центральной оси редуктора, Редуктор содержит корпус 1, быстроходный и тихоходный валы 2 и 3. На быстроходном валу 2 закреплена центральная шестерня 17, находящаяся в зацеплении с тремя зубчатыми венцами 18, каждый из которых через многодисковые фрикционные муфты 19 соединяются с шестерней (венцом) 20. Каждая из шестерен 20 соединяется с зубчатым венцом 21, который жестко закреплен на валу вместе с шестерней (венцом) 22, каждая из которых зацепляется с общим центральным зубчатым колесом 23, соединенным с тихоходным валом 3. Валы двух венцовых и ромежуточн ых шестеренчатых блоков, состоящих соответственно из шестерен 18 и 20, 21 и 22, установлены на подшипниках в корпусе 1. Работа редуктора. Вращение от быстроходного вала 2 и центральной шестерни 17 передается трем зубчатым венцом 18 и далее тремя потоками через многодисковые фрикционные муфты

19 шестерням 20, 21 и 22, которые обеспечивают вращение центрального зубчатого колеса 23 и тихоходного вала 3.

Сельмой вариант устройства выполнен в виде планетарного трехступенчатого редуктора (фиг, 13 и 14), который по кинематической схеме одинаков с первым вариантом редуктора (фиг. 1 и 2). Отличительная особенность редуктора заключается в том, что в качестве расп редел ител ь но-компенсирующих устройств в каждом из потоков передачи мощности используются торсионные (пружинные) валы 24, работающие на кручение и содержащие по концам шлицевые roловки 25, соединенные соответственно с зубчатыми колесами 26 и шестернями 27, Такое соединение зубчатых колес 26 с шестернями 27 с помощью торсионных валов 24

1790709

55 образует собой двухвенцовые сателлиты, зубчатые колеса 26 которых зацепляются с быстроходной солнечной шестерней 28, а шестерня 27 — с зубчатыми колесами 29, которые жестко закреплены на валу вместе с шестернями 30, соответственно зацепляющимися с общим внутренним зубчатым (коронным) венцом 31, закрепленным в корпусе 1. Валы зубчатых колес 26 и шестерен

27, а также валы сателлитов с зубчатыми колесами 29 и шестернями 30 установлены на подшипниках в водиле 32, которое жестко соединено с тихоходным валом 3 и вращается на подшипниках центральной оси редуктора. Все шестерни (венцы) 26, 27, 29 и 30, расположенные на вращающемся водиле 32, является сателлитными, одновременно вращающимися вокруг собственной оси и центральной оси редуктора. Редуктор имеет две ступени с наружным зацеплением и одну — с внутренним. Работа редуктора.

Вращение от быстроходного вала 2 и солнечной шестерни 28 передается трем зубчатым колесам 26 и далее тремя потоками через торсионные валы 24 шестернями 27, 29 и 30, которые, откатываясь по внутреннему зубчатому венцу 31, обеспечивают вращение водила 32 и тихоходного вала 3.

Передача мощности от быстроходного вала

2 к тихоходному валу 3 осуществляется тремя параллельными потоками, каждый из которых представляет собой последовательную кинематическую цепь, состоящую из трех ступеней, Наличие в каждом из потоков мощности торсионных (npy>l

Установка расп редел ител ь но-компенсирующих устройств (торсионных валов) в каждом из параллельных потоков мощности позволяет также компенсировать погрешности изготовления и сборки редуктора. это уменьшает требования к точности изготовления деталей редуктора и тем самым удешевляет производство их.

Восьмой вариант устройства выполнен в виде трехступенчатого трехпоточного редуктора с наружными зацеплениями (фиг. 15 и 16), который отличается от шестого варианта (фиг, 11 и 12) тем, что вместо многодисковых фрикционных муфт, расположенных между венцами промежуточных блоков, в качестве распределительно-компенсирующих устройств установлены торсионные (пружинные) валы.

На основе изображенных на чертежах восьми вариантов возможны и другие эквивалентные комбинированные варианты кинематического и конструкторского исполнения редуктора с установкой распределительно-компенсирующих устройств в каждом из многоступенчатых потоков передачи мощности.

Количество ступеней (последовательно установленных зубчатых передач в каждом из параллельных потоков мощности) в редукторе может быть три и более, а передаточное число — 25 и более, Количество потоков мощности (параллельных зубчатых передач) в редукторе может быть два и более, Зубчатые колеса и шестерни, используемые в редукторе, могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. В качестве распределительно-компенсирующих устройств, устанавливаемых в каждом из потоков мощности редуктора, могут быть использованы фрикционные муфты, торсионные валы, пружинные муфты и другие.

Устройство может быть использовано в качестве редуктора, ускорителя (мультипликатора), дифференциала, в котором вращаются все три центральных звена, а так же в качестве планетарной и обычной передачи, в которой водило остановлено, а центральные шестерни вращаются. Использование редуктора возможно в различных отраслях машиностроения и преимущественно в качестве зубчатого передаточного устройства для передачи вращения от электродвигателя к рабочей машине. Такие редукторы могут быть использованы, например, во вращающихся печах, трубных, шаровых, ролико-тарельчатых и пресс-валковых мельницах для цементной, горнорудной, химической, металлургической и других отраслей промышленности, в турбоагрегатах судов, в ускорителях-редукторах гидроаккумулирующих электростанций, в мультипликаторах (ускорителях) ветроэлектростанций, в главных приводах вертолетов, в газотурбовинтовых двигателях самолетов, в транспортерах и эскалаторах, в турбобурах и других машинах.

1790709

Формула изобретения

Многоступенчатый многопоточный редуктор, содержащий корпус, соосные быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса, водило по меньшей мере с двумя двухвенцовыми сателлитами для взаимодействия между собой и центральными колесами,отличающийсятем,что,сцелью повышения равномерности распределения нагрузки между потоками редуктора, мощности, уменьшения габаритных размеров

5 массы, по меньшей мере на одном из двухвенцовых сателлитов установлено распределительно-компенсирующее устройство, размещенное между венцами последнего.

1790709

1790709

1790709

1790709

Составитель Л.Ивачев

Техред М.Моргентал

Корректор Н,Мельникова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 372 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5