Самоустанавливающаяся шестисателлитная планетарная передача

Изобретение относится к машиностроению. Шестисателлитная планетарная передача включает центральное ведущее зубчатое колесо, неподвижное центральное колесо с внутренним зацеплением, сателлиты и водило. Сателлиты попарно соединены между собой двумя шарнирами трехпарных шатунов, третьи шарниры которых соединены с четвертым и пятым трехпарными шатунами, шарнирно соединенными между собой, при этом третий шарнир пятого трехпарного шатуна соединен с водилом. Обеспечивается равномерное распределение нагрузки на все шесть установленных сателлитов за счет введенной в передачу двенадцатизвенной группы нулевой подвижности, которая и самоустанавливает сателлиты. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к планетарным зубчатым передачам, и может быть использовано в редукторостроении, станкостроении, горном машиностроении и др.

Известна так называемая одноступенчатая планетарная передача, так называемый «планетарный механизм Джеймса», который содержит в своем составе неподвижное колесо, центральное ведущее колесо, сателлит и водило (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Изд. четвертое. Москва, «Наука», 1988 г., с. 162, рис. 7.23).

Недостатком такого механизма является то обстоятельство, что вся мощность двигателя передается через один сателлит.

При постановке нескольких сателлитов передача вращательного момента делится между ними и «нагрузка на зубья уменьшается, а редуктор получает меньшие габаритные размеры». Однако при этом возникает проблема с подвижностью механизмов и передачей нагрузки, т.к. «весьма трудно добиться равномерного распределения нагрузки на сателлиты», что требует постановки «уравнительных механизмов».

Как оказалось, при создании уравнительных механизмов, что уже при двух сателлитах необходимо вводить дополнительно от трех до пяти звеньев. Такие решения не получили в технике применения (Руденко Н.Ф. Планетарные передачи. Гос. Науч. Тех. Издательство, Машиностроительная литература. Москва, 1947., с. 564, §52, с. 546. фиг. 702).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является механизм, где достигается возможность передачи движения от центрального колеса к водилу через три сателлита (RU №2342573, МПК F16H 1/48, опубл. 27.12.2008). Недостатком такого механизма является то обстоятельство, что при увеличении в нем числа сателлитов более трех он перестает быть самоустанавливающимся.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, это обеспечение определенности движения и передачи мощности от входного звена к водилу через все шесть сателлитов.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемой шестисателлитной планетарной передаче, включающей центральное ведущее зубчатое колесо, неподвижное центральное колесо с внутренним зацеплением, сателлиты и водило, сателлиты попарно соединены между собой двумя шарнирами трехпарных шатунов, третьи шарниры которых соединены с четвертым и пятым трехпарными шатунами, шарнирно соединенными между собой, при этом третий шарнир пятого трехпарного шатуна соединен с водилом.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, заключается в равномерном распределении нагрузки на все шесть установленных сателлитов за счет введенной в передачу двенадцатизвенной группы нулевой подвижности, которая и самоустанавливает сателлиты.

Предлагаемая шестисателлитная планетарная передача показана на рисунке, где обозначены: неподвижная стойка О, относительно которой осуществляется движение, центральное ведущее зубчатое колесо 1, неподвижное зубчатое колесо 2, первый сателлит 3, второй сателлит 4, третий сателлит 5, четвертый сателлит 6, пятый сателлит 7, шестой сателлит 8, первый трехпарный шатун 9, второй трехпарный шатун 10, третий трехпарный шатун 11, четвертый трехпарный шатун 12, пятый трехпарный шатун 13, водило 14.

Звенья между собой соединены в кинематические пары: одноподвижные пятого класса р₅ (шарниры): I - первый сателлит 3 с первым трехпарным шатуном 9, II - второй сателлит 4 с первым трехпарным шатуном 9, III - первый трехпарный шатун 9 с четвертым трехпарным шатуном 12, IV - второй трехпарный шатун 10 с четверным трехпарным шатуном 12, V - второй трехпарный шатун 10 с третьим сателлитом 5, VI - четвертый сателлит 6 со вторым трехпарным шатуном 10, VII - четвертый трехпарный шатун 12 с пятым трехпарным шатуном 13, VIII - пятый трехпарный шатун 13 с третьим трехпарным шатуном 11, IX - третий трехпарный шатун 11 с пятым сателлитом 7, X - третий трехпарный шатун 11 с шестым сателлитом - 8, XI - пятый трехпарный шатун 13 с водилом 14, XII - водило 14 со стойкой О, и двухподвижные пары четвертого класса р₄ (пары зацепления) - по две пары каждого из сателлитов соответственно с центральным колесом 1 и с неподвижным зубчатым колесом 2. Таким образом, всего в механизме используются кинематических пар р₅=13, кинематических пар p₄=12, а общее число подвижных звеньев 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 n=13.

Известно, что подвижность плоских механизмов с парами р₅ и р₄ определяется структурной формулой Чебышева П.Л., имеющей вид

W=3n-2р₅-р₄,

где n - число подвижных звеньев, р₅ и р₄ - числа кинематических пар пятого и четвертого классов (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин, изд. четвертое. Москва, «Наука», 1988 г., с. 38, формула 2, 5).

Как показано выше, в предлагаемой шестисателлитной передаче n=13, р₅=13, р₄=12. Подставляя эти значения в формулу Чебышева, получим, что W=39-26-12=1, то есть предлагаемая планетарная передача вполне работоспособна.

Работает предлагаемая шестисателлитная планетарная передача следующим образом: при задании движения центральному колесу 1, движение от него передается на сателлиты 3, 4, 5, 6, 7, 8 равномерно через пять трехпарных шатунов 9, 10, 11, 12, 13, соединенных с входным звеном через водило 14.

Таким образом, в предлагаемом изобретении крутящий момент от центрального колеса 1 равномерно передается на все шесть установленных сателлитов за счет введенной в передачу двенадцатизвенной группы нулевой подвижности, что и является достоинством предлагаемой планетарной передачи.

Самоустанавливающаяся шестисателлитная планетарная передача, включающая центральное ведущее зубчатое колесо, неподвижное центральное колесо с внутренним зацеплением, сателлиты и водило, отличающаяся тем, что сателлиты попарно соединены между собой двумя шарнирами трехпарных шатунов, третьи шарниры которых соединены с четвертым и пятым трехпарными шатунами, шарнирно соединенными между собой, при этом третий шарнир пятого трехпарного шатуна соединен с водилом.