RU212891U1 - Планетарный механизм - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к планетарным зубчатым механизмам. Планетарный механизм содержит центральные зубчатые колеса (1, 2) с внешним зацеплением, водило (3) и сателлиты (4, 5, 6), один из которых - основной (4), шарнирно соединен с водилом (3) непосредственно, и шатуны (7, 8, 9, 10), шарнирно связанные с водилом (3), пассивные сателлиты (5, 6) шарнирно соединены с введенными дополнительными шатунами (11, 12), которые соединены шарнирами с шатунами (7, 8, 9, 10), связанными с водилом (3). Такое выполнение механизма позволяет повысить его нагрузочную способность за счет улучшения самоустанавливаемости сателлитов, а также расширить кинематические возможности, допуская использование центральных зубчатых колес с внешними зубьями.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к планетарным зубчатым механизмам.

Известен планетарный механизм, содержащий центральные колеса с внешним зацеплением, сателлиты и водило [Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Изд. 3-е. - М.: Наука, 1975. - 640 с., ил., стр. 495, рис. 22.2, в]. Несколько сателлитов используются для повышения нагрузочной способности, но из-за статической неопределимости такого механизма с двумя и более сателлитами, эффект от увеличения числа сателлитов значительно снижается.

Известен также планетарный механизм, содержащий центральные колеса с внешним и внутренним зацеплением, сателлиты и водило. Недостатком его является сложная конструкция водила, которое состоит из секторов сателлитного блока и ступицы (F16H 1/48 RU 132514 U1 Опубликовано: 20.09.2013 Бюл. №26).

Наиболее близким по технической сущности является планетарный механизм (F16H 1/48 RU 2342573 С1, опубликовано 27.12.2008, бюл. №36), содержащий центральные колеса, одно из которых с внешним зацеплением, водило и сателлиты, один из которых, основной, шарнирно соединен с водилом непосредственно, и шатуны, шарнирно связанные с водилом. Недостатками такого технического решения является значительное перемещение сателлита в направлении вдоль прямой, соединяющей центры колес зацеплений, что приводит к изменению межосевых расстояний зубчатых зацеплений (допуск на межосевые расстояния цилиндрических зубчатых зацеплений ±0,02-0,2 мм). Причем перемещение в направлении перпендикулярном этой прямой, необходимое для выравнивания нагрузки по сателлитам, меньше чем перемещение, изменяющее межосевое расстояние в зацеплениях. Таким образом, данное техническое решение не позволяет эффективно выравнивать нагрузку по сателлитам механизма. Кроме того, данное решение может использоваться только для передачи с одним внешним и одним внутренним зацеплением. В передаче с двумя внешними зацеплениями не обеспечивается непрерывность контакта зубчатых колес в зацеплениях, например, при действии сил тяжести.

Задачей настоящей полезной модели является повышение уровня нагрузочной способности планетарного механизма за счет увеличения перемещений сателлитов по направлению, перпендикулярному прямой, соединяющей центры колес зацеплений, а также расширение кинематических возможностей механизма.

Поставленная цель достигается тем, что увеличивается степень самоустанавливаемости планетарного механизма, содержащего центральные колеса, одно из которых с внешним зацеплением, водило и сателлиты, один из которых, основной, шарнирно соединен с водилом непосредственно, и шатуны, шарнирно связанные с водилом, пассивные сателлиты шарнирно соединены с введенными дополнительными шатунами, которые соединены шарнирами с шатунами, связанными с водилом, а все центральные колеса - с внешним зацеплением.

Для упрощения конструкции за счет уменьшения числа деталей шарнирные соединения дополнительных шатунов с шатунами, связанными с водилом, выполнены в виде упругих шарниров.

На чертежах представлен предлагаемый планетарный механизм: с двумя внешними зацеплениями и двухвенцовыми сателлитами (фиг. 1) и механизм с упругими шарнирами (фиг. 2).

Планетарный механизм (фиг.1) содержит центральные звенья: колесо 1 и колесо 2 с внешними зубьями, водило 3, оси вращения которых совпадают. С зубчатыми колесами 1 и 2 зацепляются основной сателлит 4 и пассивные сателлиты 5 и 6. Основной сателлит 4 шарнирно соединен с водилом 3, с которым также шарнирно связанны шатуны 7, 8, 9 и 10. Дополнительные шатуны 11 и 12 шарнирно соединены с шатунами 7, 8 и 9, 10, соответственно. В дополнительных шатунах 11 и 12 шарнирно установлены пассивные сателлиты 5 и 6, соответственно. Благодаря такому соединению сателлиты 5 и 6 самоустанавливаются относительно центральных колес 1 и 2 перемещаясь преимущественно в направлении перпендикулярном прямой, соединяющей центры колес зацеплений. Траектория перемещение центра вращения сателлита показана отрезком А на фиг. 1. Используемое соединение пассивных сателлитов с центральными звеньями позволяет применять данное техническое решение для планетарных передач с двумя внешними зацеплениями.

В планетарном механизме, показанном на фиг. 2, шарниры, образованные дополнительными шатунами 11 и 12 с шатунами 7, 8 и 9, 10 выполнены в виде упругих шарниров.

Работает механизм следующим образом.

При движении подвижного центрального колеса 1 за счет зацепления с ним приходят в движение все сателлиты передачи. Основной сателлит 4 опираясь на неподвижное колесо 2 приводит в движение водило 3, а пассивные сателлиты 5 и 6 передают свои части мощности на водило 3 через кинематические цепи, образованные шатунами 7, 8, 9, 10 и дополнительными шатунами 11, 12, самоустанавливаясь относительно колес 1 и 2. Это возможно благодаря тому, что дополнительные шатуны 11 и 12 обеспечивают перемещение осей пассивных сателлитов преимущественно в направлении перпендикулярном прямой, соединяющей центры колес зацеплений (траектория А на фиг. 1). Приведенные на чертежах механизмы, образованные шатунами 7, 11, 8, и 9, 12, 10, являются прямолинейно направляющими механизмами. Точки шатунов 11 и 12, совпадающие с центрами пассивных сателлитов, описывают около своего номинального положения траекторию близкую к прямой, перпендикулярной прямой, соединяющей центры колес зацеплений. Показано отрезком А на фиг. 1. Отрезок В показывает перемещение центра вращения сателлита (Δy₁=4,32), когда он непосредственно шарнирно соединен с шатуном, шарнирно связанным с водилом 3 в точке О. Размеры, приведенные на фиг. 1, показывают, что при одном и том же перемещении (Δх=1,03 мм) в направлении, обеспечивающем самоустановку, предлагаемое техническое решение обеспечивает на два порядка меньшее перемещение (Δу₂=0,02), приводящее к изменению межосевых расстояний в зубчатых зацеплениях.

Если проверить наличие избыточных связей по структурным формулам теории механизмов и машин, то убедимся, что подвижность всего механизма равна единице, что доказывает отсутствие избыточных связей и работоспособность механизма.

По формуле Чебышева П.Л. [Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Изд. 3-е. - М.: Наука, 1975. - 640 с., ил., стр. 39, формула (2.5)] подвижность механизма (W) равна

W=3n-2р₅-р₄,

где n - число подвижных звеньев,

р₅ - число низших кинематических пар,

p₄ - число высших кинематических пар.

В предлагаемом механизме n=ll, p₅=13, р₄=6, W=3⋅11-2⋅13-6=1. Расчетное значение подвижности соответствует его реальной подвижности, значит избыточные связи отсутствуют. Это доказывает работоспособность предложенного механизма.

При введении еще одного пассивного сателлита добавляются четыре звена n=4, пять низших кинематических пар p₅=5 и две высших р₄=2, W=3⋅4-2⋅5-2=0. При введении парных сателлитах подвижность механизма также не меняется. Таким образом, добавление новых пассивных сателлитов и использование парных сателлитов не уменьшает подвижности механизма, а значит, не вносит и избыточные связи. Это доказывает, что предлагаемое техническое решение применимо при любом числе сателлитов.

Claims (2)

1. Планетарный механизм, содержащий центральные колеса, одно из которых с внешним зацеплением, водило и сателлиты, один из которых, основной, шарнирно соединен с водилом непосредственно, и шатуны, шарнирно связанные с водилом, отличающийся тем, что пассивные сателлиты шарнирно соединены с введенными дополнительными шатунами, которые соединены шарнирами с шатунами, связанными с водилом, а все центральные колеса - с внешним зацеплением.

2. Планетарный механизм по п. 1, отличающийся тем, что шарнирные соединения дополнительных шатунов с шатунами, связанными с водилом, выполнены в виде упругих шарниров.

Images