RU125281U1

RU125281U1 - PLANETARY-CHAIN REDUCER

Info

Publication number: RU125281U1
Application number: RU2012135417/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Иванов; Борис Олегович Дубовецкий; Михаил Михайлович Ермолаев; Владимир Михайлович Зябликов; Наталья Николаевна Куралина; Сергей Владимирович Муркин; Марк Викторович Фомин
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2013-02-27

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, а более конкретно - к приводам машин. Преимущественная область применения - следящие системы, станки с ЧПУ, роботы и т.п. Планетарно-цевочный редуктор состоит из быстроходной ступени, в которой центральное колесо 3 (солнце) с внешними эвольвентными косыми зубьями зацепляется с сателлитами 4, консольно насаженными на эксцентриковые валы 5, вращающиеся в подшипниках 6, размещенных в водиле 7 (ведомый элемент) цевочной передачи, сателлитов 8 с циклоидным профилем зубьев, установленных посредством подшипников 9 на эксцентриках соответствующего вала, и взаимодействующих с цевками 10, расположенными на внутренней поверхности корпуса 1. Сателлиты 4 неподвижно зафиксированы на эксцентриковых валах цевочной передачи комплектами металлических упругих конических колец (11 - наружное, 12 - внутреннее, 13 - распорная втулка) в точном угловом позиционировании относительно эксцентриков. При этом завинчивание гайки 14 для создания неподвижного соединения не приводит к осевому смещению сателлитов 4, что очень важно для нормальной работы цевочной передачи. Применение косозубой планетарной передачи в быстроходной ступени увеличивает ее крутильную жесткость и уменьшает люфт на выходном звене. Заявляемый объект может быть изготовлен на отечественном станочном оборудовании. The invention relates to mechanical engineering, and more specifically to the drives of machines. The primary field of application is tracking systems, CNC machines, robots, etc. The planetary gear reducer consists of a high-speed stage in which the central wheel 3 (the sun) with external involute oblique teeth engages with the satellites 4, which are cantilever mounted on eccentric shafts 5 rotating in bearings 6 placed in the carrier 7 (driven element) of the speed gear, satellites 8 with a cycloid profile of the teeth mounted by bearings 9 on eccentrics of the corresponding shaft, and interacting with tsueki 10 located on the inner surface of the housing 1. Satellites 4 fixedly fixed They are mounted on eccentric shafts of the tsevochnoy gear with sets of metal elastic conical rings (11 - outer, 12 - inner, 13 - spacer sleeve) in exact angular positioning relative to eccentrics. At the same time screwing the nut 14 to create a fixed connection does not lead to axial displacement of the satellites 4, which is very important for the normal operation of the yoke gear. The use of a helical gear in the high-speed stage increases its torsional rigidity and reduces the backlash at the output link. The inventive object can be manufactured on domestic machine equipment.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а более конкретно - к приводам машин. Преимущественная область применения - следящие системы: станки с ЧПУ, роботы и т.п.The invention relates to mechanical engineering, and more specifically to the drives of machines. The primary field of application is tracking systems: CNC machines, robots, etc.

Из уровня техники известен планетарно-цевочный редуктор, который содержит быстроходную и тихоходную ступени. Быстроходная ступень - эвольвентная прямозубая планетарная передача, состоящая из центрального колеса (солнца) и сателлитов, неподвижно связанных посредством шлицевых соединений с эксцентриковыми валами цевочной передачи (тихоходная ступень). При этом эвольвентные сателлиты, как и сателлиты цевочной передачи, расположены на эксцентриковом валу между его подшипниками, размещенными в соответствующем водиле. (GmbH. - Fine Cyclo Zero Backlash Speed Reducers: каталог / Sumitomo (SHI) Cyclo Drive Germany Indersdorf, 2011. - 114 с)The state of the art is known for a planetary-speed reducer, which contains high-speed and low-speed stages. The high-speed stage is an involute spur planetary gear consisting of a central wheel (the sun) and satellites fixedly connected by spline joints to the eccentric shafts of the speed gear (low-speed stage). At the same time, the involute satellites, as well as the pinion gear satellites, are located on the eccentric shaft between its bearings placed in the respective carrier. (GmbH. - Fine Cyclo Zero Backlash Speed Reducers: catalog / Sumitomo (SHI) Cyclo Drive Germany Indersdorf, 2011. - 114 s)

Такой редуктор сложно собирать и трудно обеспечить точную угловую установку эвольвентных сателлитов относительно эксцентриковых валов.Such a gearbox is difficult to assemble and it is difficult to ensure accurate angular installation of involute satellites with respect to eccentric shafts.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемой полезной модели является устройство - планетарно-цевочный двухступенчатый редуктор, содержащий быстроходную и тихоходную ступени. Быстроходная ступень - эвольвентная прямозубая планетарная передача, состоящая из центрального колеса (солнца) и сателлитов, неподвижно связанных с эксцентриковыми валами цевочной передачи (тихоходная ступень). При этом сателлиты установлены на эксцентриковых валах консольно (High Precision Gearheads RD Series: каталог / Nabtesco Precision Europe GmbH. - Düsseldorf, 2012. - 82 c).The closest in technical solution to the proposed utility model is a device - a planetary-two-stage planar reducer containing a high-speed and low-speed stages. The high-speed stage is an involute spur gear planetary gear consisting of a central wheel (the sun) and satellites fixedly connected with the eccentric shafts of the speed gear (low-speed stage). The satellites are mounted on eccentric shafts of the cantilever (High Precision Gearheads RD Series: catalog / Nabtesco Precision Europe GmbH. - Düsseldorf, 2012. - 82 c).

Данное конструктивное решение позволило устранить отмеченные недостатки: упростило сборку и регулировку редуктора. Известно, что в высокоточных планетарных зубчатых редукторах повышение крутильной жесткости и уменьшения люфтов на выходе можно добиться повышением коэффициента перекрытия в зацеплении. В прямозубой передаче (как в прототипе) существенного увеличения коэффициента перекрытия получить нельзя. Поэтому повышают точность изготовления и используют другие способы уменьшения люфтов. Все это приводит к удорожанию изделия и увеличению его размеров и массы.This design solution eliminated the noted shortcomings: simplified the assembly and adjustment of the gearbox. It is known that in high-precision planetary gear reducers, an increase in torsional rigidity and a decrease in backlash clearance can be achieved by increasing the overlap ratio in the mesh. In a spur transmission (as in the prototype), a significant increase in the overlap ratio cannot be obtained. Therefore, they increase manufacturing accuracy and use other ways to reduce backlash. All this leads to higher prices for the product and an increase in its size and weight.

Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение возможности увеличения крутильной жесткости передачи и уменьшения люфта на выходе.The technical result of the claimed utility model is to provide the possibility of increasing the torsional rigidity of the transmission and reducing the backlash at the output.

Поставленный технический результат достигается посредством того, что в планетарно-цевочном редукторе, содержащем корпус с быстроходной и тихоходной ступенями, при этом планетарная быстроходная ступень состоит из центрального колеса с наружными эвольвентными зубьями и взаимодействующих с ним сателлитов, жестко зафиксированных на эксцентриковых валах цевочной передачи, а тихоходная ступень состоит из сателлитов с циклоидным профилем зубьев, установленных на подшипниках эксцентриковых валов, которые установлены с возможностью вращения в водиле цевочной передачи, функционально являющимся выходным валом, и взаимодействующих с сателлитами цевок, зафиксированных на внутренней поверхности корпуса, согласно изобретению, редуктор дополнительно снабжен комплекта металлических упругих конических колец, каждый из которых установлен в зазоре между ступицей сателлита быстроходной ступени и эксцентриковым валом, обеспечивающими натяг между ними, при этом зубья сателлитов и центрального колеса выполнены косыми.The technical result is achieved by the fact that in a planetary-gear reducer containing a body with high-speed and low-speed stages, the planetary high-speed stage consists of a central wheel with external involute teeth and satellites interacting with it fixed on eccentric shafts of the speed gear, the low-speed stage consists of satellites with a cycloid profile of the teeth mounted on bearings of eccentric shafts that are mounted with the possibility of rotation According to the invention, the reducer is additionally equipped with a set of metallic elastic conical rings, each of which is installed in the gap between the hub of the satellite of the high-speed stage and the eccentric shaft, providing tension between them, while the teeth of the satellites and the central wheel are made oblique.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на:The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:

- фиг.1 изображен главный вид планетарно-цевочного редуктора с разрезом;- figure 1 shows the main view of the planetary-landed gearbox with a cut;

- фиг.2 изображен выносной элемент в увеличенном масштабе.- figure 2 shows the remote element in an enlarged scale.

Планетарно-цевочный редуктор содержит корпус 1, состоящий из трех частей, крышку 2 редуктора, центральное колесо 3 с внешними эвольвентными косыми зубьями, выполненное заодно с входным валом, сателлиты 4, установленные консольно на эксцентриковых валах 5, вращающихся в подшипниках 6, размещенных в водиле 7 (ведомый элемент) цевочной передачи, сателлиты 8 с циклоидным профилем зубьев, установленные посредством подшипников 9 на эксцентриках соответствующего вала, и взаимодействующих с цевками 10, расположенными на внутренней поверхности корпуса. Сателлиты 4 неподвижно зафиксированы на эксцентриковых валах цевочной передачи комплектами упругих конических колец (11 - наружное, 12 - внутреннее, 13 - распорная втулка) в точном угловом позиционировании относительно эксцентриков. При этом завинчивание гайки 14 для создания неподвижного соединения не приводит к осевому смещению сателлитов 4, что очень важно для нормальной работы цевочной передачи.The planetary lantern reducer includes a housing 1 consisting of three parts, a gearbox cover 2, a central wheel 3 with external involute oblique teeth, integral with the input shaft, satellites 4 mounted on the eccentric shafts 5 of the console rotating in bearings 6 placed in the carrier 7 (driven element) of the lantern transmission, satellites 8 with a cycloid tooth profile, mounted by bearings 9 on eccentrics of the corresponding shaft, and interacting with the 10 hems located on the inner surface of the body but. The satellites 4 are fixed on the eccentric shafts of the tsevochnoy transmission with sets of elastic conical rings (11 - external, 12 - internal, 13 - spacer sleeve) in exact angular positioning relative to eccentrics. At the same time screwing the nut 14 to create a fixed connection does not lead to axial displacement of the satellites 4, which is very important for the normal operation of the yoke gear.

Работа планетарно-цевочного редуктора.The work of the planetary gear train.

Крутящий момент от двигателя подводится к ведущему валу, выполненному заодно с центральным колесом 3, которое вращает сателлиты 4 и жестко связанные с ними эксцентриковые валы 5. Эксцентриковые валы вращаются синфазно, а циклоидальные сателлиты 8 совершают плоско-параллельное движение, обкатываясь оппозитно друг другу по цевкам 10. Выходным звеном редуктора является водило 7, с которого снимается крутящий момент. Чтобы получить синфазное вращение эксцентриковых валов, требуется обеспечить точное взаимное угловое положение сателлитов 4 относительно эксцентриков эксцентриковых валов 5. Для выполнения этого требования сателлиты 4 и эксцентриковые валы 5 соединены металлическими упругими коническими кольцами 11 и 12. Сборку быстроходной ступени выполняют в следующей последовательности. Каждый сателлит 4 на консольном конце валов 5 перемещают до упора во внутренние кольца подшипников 6. Затем вставляют между сателлитами центральное колесо 3, поддерживая его, и добиваются того, чтобы зубья всех сателлитов вошли в зацепление с ним. Поскольку зацепление косозубое, то при осевом перемещении центрального колеса сателлиты 4 провернутся на эксцентриковых валах 5 и займут нужное положение. Завинчивая гайки 14, фиксируют упругими коническими кольцами 11 и 12 сателлиты в этом положении на валах 5. Синфазное вращение валов 5 обеспечено. После этого заканчивают сборку редуктора. Существующий уровень техники позволяет изготовить заявленный объект при использовании отечественного оборудования.The torque from the engine is supplied to the drive shaft, made integral with the central wheel 3, which rotates the satellites 4 and the eccentric shafts 5 rigidly connected with them 5. The eccentric shafts rotate in phase, and the cycloidal satellites 8 make a plane-parallel movement, running around opposite to each other along the curbs 10. The output link of the reducer is the carrier 7, from which the torque is removed. To obtain the in-phase rotation of the eccentric shafts, it is required to ensure the exact mutual angular position of the satellites 4 relative to the eccentrics of the eccentric shafts 5. To fulfill this requirement, the satellites 4 and the eccentric shafts 5 are connected by metal elastic conical rings 11 and 12. The assembly of the high-speed stage is performed in the following sequence. Each satellite 4 at the cantilever end of the shafts 5 is moved up to the stop into the inner rings of the bearings 6. Then the central wheel 3 is inserted between the satellites, supporting it, and the teeth of all the satellites engage with it. Since the gearing is helical, with the axial movement of the central wheel, the satellites 4 will rotate on the eccentric shafts 5 and will take the desired position. Tightening the nuts 14, fix elastic conical rings 11 and 12 of the satellites in this position on the shafts 5. Common-mode rotation of the shafts 5 is provided. After that, complete the assembly of the gearbox. The existing level of technology allows the manufacture of the declared object using domestic equipment.

Таким образом, заявленная конструкция редуктора обладает большим передаточным числом, малыми размерами и массой, большой крутильной жесткостью и малым люфтом, что соответствует требованиям к высокоточным приводам, простотой сборки и наладки, и, в конечном итоге, делает использование редуктора экономически выгодным.Thus, the claimed gearbox design has a large gear ratio, small size and weight, high torsional rigidity and low backlash, which meets the requirements for high-precision drives, ease of assembly and commissioning, and ultimately makes the use of the gearbox economically viable.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the signs indicated in the independent claim are significant and interrelated with the formation of a stable aggregate of unknown on the priority date from the prior art necessary features sufficient to obtain the required synergistic (supra-total) technical result.

Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.The properties regulated in the claimed compound by individual features are well known in the art and do not require additional explanations.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates that the following set of conditions is fulfilled when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в следящих системах, в станках с ЧПУ, роботах и т.п.- an object embodying the claimed technical solution, when implemented, is intended for use in servo systems, CNC machines, robots, etc.

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the declared object, as it is described in the independent claim of the utility model, it is confirmed that it can be implemented using the means and methods known from the prior art on the priority date as described in the application materials;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- an object embodying the claimed technical solution, in its implementation is able to ensure the achievement of a technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям по условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the declared object meets the requirements under the conditions of patentability of "novelty" and "industrial applicability" under the current legislation.

Claims

A planetary gear reducer comprising a body with high-speed and low-speed stages, while the planetary high-speed stage consists of a central wheel with external involute teeth and cantilever satellites interacting with it rigidly fixed on eccentric shafts of the speed gear, and the low-speed stage consists of satellites with cycloid the profile of the teeth mounted on the bearings of eccentric shafts, which are mounted with the possibility of rotation in the speed-shifter, functionally is output shaft and interacting with satellite pinions fixed on the inner surface of the housing, characterized in that the gearbox is additionally equipped with sets of metal elastic conical rings, each of which is installed in the gap between the satellite hub of the high-speed stage and the eccentric shaft, providing tension between them, This teeth satellites and the central wheel are made oblique.