[go: up one dir, main page]

RU2273777C2 - Reduction gear with cycloid gearing - Google Patents

Reduction gear with cycloid gearing Download PDF

Info

Publication number
RU2273777C2
RU2273777C2 RU2003104489/11A RU2003104489A RU2273777C2 RU 2273777 C2 RU2273777 C2 RU 2273777C2 RU 2003104489/11 A RU2003104489/11 A RU 2003104489/11A RU 2003104489 A RU2003104489 A RU 2003104489A RU 2273777 C2 RU2273777 C2 RU 2273777C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
satellite
sun wheel
gear
closed
line
Prior art date
Application number
RU2003104489/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003104489A (en
Inventor
Евгений Александрович Горлов (RU)
Евгений Александрович Горлов
Анатолий Сергеевич Коньшин (RU)
Анатолий Сергеевич Коньшин
Алексей Владимирович Полежаев (RU)
Алексей Владимирович Полежаев
Владислав Васильевич Спичкин (RU)
Владислав Васильевич Спичкин
Сергей Александрович Чуклин (RU)
Сергей Александрович Чуклин
Виктор Васильевич Ледовской (RU)
Виктор Васильевич Ледовской
Сергей Юрьевич Козлов (RU)
Сергей Юрьевич Козлов
Original Assignee
Коньшина Елена Борисовна
Горлова Марина Евгеньевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Коньшина Елена Борисовна, Горлова Марина Евгеньевна filed Critical Коньшина Елена Борисовна
Priority to RU2003104489/11A priority Critical patent/RU2273777C2/en
Publication of RU2003104489A publication Critical patent/RU2003104489A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2273777C2 publication Critical patent/RU2273777C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Retarders (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: reduction gear comprises housing, driving shaft (10) whose eccentric pin (11) is provided with two-rim satellite (13), unmovable first solar wheel (3), and driven shaft 20 with second solar wheel (21). The inner geared profile of solar wheel (3) is defined by guide that mates with the reference epicyclic line. The inner surface of solar wheel (3) is revolved by gear rim (14) of satellite (13) whose profile is defined by the closed epicyclic line that is shortened with respect to the reference epicyclic line. The spaces in the gearing between the working surfaces are filled with the flexible fluid which is supplied under pressure. The working surface of the gearing are sealed from the sides to define closed chambers whose volume is variable. The chambers together with the space define the hydrostatic bearing. The rotation is transmitted to second solar wheel (21) through second geared rim (15).
EFFECT: expanded functional capabilities.
1 cl, 5 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к редуктору с циклоидальным зацеплением.The present invention relates to mechanical engineering, and more particularly to a cycloidal gear reducer.

Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано для передачи больших крутящих моментов в газотурбинных энергетических установках, в узлах машин горнодобывающей отрасли в качестве механической зубчатой передачи особо высокой мощности.Most effectively, the present invention can be used to transmit large torques in gas turbine power plants, in the nodes of mining machines as a mechanical gear transmission of particularly high power.

Уровень техники.The prior art.

В настоящее время в мировом машиностроении возникла необходимость в создании компактных, экономичных и высоконадежных устройств для преобразования крутящих моментов при передаче большой мощности.Currently, in the world of mechanical engineering, there is a need to create compact, economical and highly reliable devices for converting torque when transmitting high power.

Для решения этой задачи применяются различного вида редукторы, использующие для передачи вращения зубчатые зацепления, рабочие поверхности подавляющего большинства которых имеют эвольвентный профиль. Однако, не смотря на все достоинства эвольвентного зацепления и на его хорошую изученность, оно не позволяет в полной мере решить поставленную задачу. Зубчатые передачи, использующие эвольвентный профиль рабочих поверхностей зубьев, в силу свойств самой эвольвенты, не способны обеспечить необходимую экономичность и долговечность редукторов высокой мощности. В процессе работы таких устройств между контактирующими эвольвентными профилями имеет место повышенное трение скольжения, что приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей, снижению ресурса работы такого редуктора и к уменьшению коэффициента полезного действия механизма в целом. При передаче больших крутящих моментов, особенно при необходимости одновременного обеспечения высокого передаточного отношения, в зоне контакта зубчатых профилей возникают значительные контактные напряжения. Для снижения их до величины, допустимой для материала зубчатых венцов колес, применяют конструкции, обеспечивающие распределение контактных нагрузок. Это приводит к пропорциональному снижению коэффициента полезного действия зубчатой передачи из-за увеличения количества пар трения. К таким конструкциям относятся, например, механизмы параллельных кривошипов, а также планетарные передачи различной компоновки.To solve this problem, various types of gearboxes are used that use gears to transmit rotation, the working surfaces of the vast majority of which have an involute profile. However, despite all the advantages of involute gearing and its good knowledge, it does not allow to fully solve the problem. Toothed gears using the involute profile of the working surfaces of the teeth, due to the properties of the involute itself, are not able to provide the necessary efficiency and durability of high-power gearboxes. During the operation of such devices between the contacting involute profiles, increased sliding friction takes place, which leads to intensive wear of the working surfaces, a decrease in the service life of such a gearbox and a decrease in the efficiency of the mechanism as a whole. When transmitting large torques, especially if it is necessary to simultaneously ensure a high gear ratio, significant contact stresses arise in the contact zone of the gear profiles. To reduce them to a value acceptable for the material of the gear rims of the wheels, designs are used that ensure the distribution of contact loads. This leads to a proportional decrease in the gearbox efficiency due to an increase in the number of friction pairs. Such designs include, for example, parallel crank mechanisms, as well as planetary gears of various layouts.

Таким образом, использование в высокомощных редукторах для передачи крутящих моментов эвольвентного зубчатого зацепления связано со значительными потерями энергии на преодоление трения скольжения в зацеплении и, как следствие, со значительным снижением коэффициента полезного действия и ресурса работоспособности.Thus, the use of involute gearing in high-power gearboxes for transmitting torques is associated with significant energy losses due to overcoming sliding friction in gearing and, as a result, with a significant decrease in efficiency and service life.

В настоящее время известен редуктор с циклоидальным зацеплением, взятый за прототип (патент РФ №2123627), который содержит корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, соосно с которым с возможностью вращения установлены эксцентриковый вал, на эксцентриковой шейке которого с возможностью вращения размещен сателлит, и ведомый вал с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом, при этом сателлит выполнен в виде двух жестко связанных зубчатых венцов, поверхность каждого из которых образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию, причем каждый из зубьев первого зубчатого венца находится с заданным предварительным натягом в непрерывном циклоидальном зацеплении с зубьями первого солнечного колеса, а каждый из зубьев второго зубчатого венца с заданным предварительным натягом находится в последовательном контакте с каждым соответствующим зубом второго солнечного колеса, при этом количество зубьев первого зубчатого венца сателлита на один меньше количества зубьев первого солнечного колеса, а количество зубьев второго зубчатого венца сателлита равно количеству зубьев второго солнечного колеса.Currently known gearbox with cycloidal gearing, taken as a prototype (RF patent No. 2133627), which contains a housing in which the first sun wheel is fixedly mounted coaxially with which the eccentric shaft is mounted rotatably, on the eccentric neck of which the satellite is rotatably mounted , and a driven shaft with a second sun wheel rigidly fixed on it, while the satellite is made in the form of two rigidly connected gear rims, the surface of each of which is formed by a guide, representing which is a closed epicyclic line, each of the teeth of the first gear ring being in predetermined preload in continuous cycloidal engagement with the teeth of the first sun gear, and each of the teeth of the second gear in gear with a predetermined preload is in serial contact with each corresponding tooth of the second sun gear while the number of teeth of the first gear ring of the satellite is one less than the number of teeth of the first sun wheel, and the number of teeth of the second the gear of the satellite is equal to the number of teeth of the second sun wheel.

По сравнению с редукторами с эвольвентным профилем зубьев указанный редуктор с циклоидальным зацеплением имеет следующие основные преимущества:Compared with gearboxes with an involute tooth profile, this gearbox with cycloidal gearing has the following main advantages:

1) стопроцентную многопарность зацепления;1) absolute multiplicity of gearing;

2) отсутствие люфтов и гистерезиса;2) lack of backlash and hysteresis;

3) существенно меньшее трение скольжения;3) significantly less sliding friction;

4) высокий КПД.4) high efficiency.

Однако особенности этого редуктора, а именно: предварительный натяг в циклоидальном зацеплении, консольно закрепленные пальцы, цевки в виде подшипников качения не позволяют использовать их для передачи высоких крутящих моментов.However, the features of this gearbox, namely: a preload in cycloidal engagement, cantilever-mounted fingers, and pin arms in the form of rolling bearings do not allow them to be used to transmit high torques.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Сущность настоящего изобретения состоит в создании конструкции редуктора с циклоидальным зацеплением, способного передавать большие крутящие моменты с минимальными потерями энергии.The essence of the present invention is to create a design gearbox with cycloidal gearing, capable of transmitting large torques with minimal energy loss.

Эта задача решена созданием редуктора с циклоидальным зацеплением, содержащего корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, соосно с которым с возможностью вращения установлены ведущий вал, на эксцентриковой шейке которого с возможностью вращения размещен сателлит, и ведомый вал с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом. Указанный сателлит выполнен в виде двух жестко связанных зубчатых венцов, поверхность каждого из которых образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию, причем все зубья первого зубчатого венца сателлита одновременно находятся в непрерывном контакте с соответствующими циклическими рабочими поверхностями первого солнечного колеса и образуют между собой циклоидальное зацепление с коэффициентом многопарности, равным единице, а каждый зуб второго зубчатого венца сателлита находится в последовательном контакте с соответствующими циклическими рабочими поверхностями второго солнечного колеса. При этом количество указанных циклических рабочих поверхностей первого солнечного колеса на единицу больше количества зубьев указанного первого зубчатого венца сателлита, а количество указанных циклических рабочих поверхностей второго солнечного колеса равно количеству зубьев указанного второго зубчатого венца сателлита. В таком редукторе, согласно изобретению, устанавливают профиль на первом зубчатом венце сателлита, соответствующий выбранной замкнутой эпициклической линии, укороченной по сравнению с длиной эталонной замкнутой эпициклической линии, заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением, а профиль циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса устанавливают в виде внутренней зубчатой поверхности, образованной направляющей, представляющей собой замкнутую гипоциклическую линию, которая взаимосопряжена с указанной заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением эталонной замкнутой эпициклической линией. При этом профиль циклических рабочих поверхностей второго солнечного колеса устанавливают в соответствии с направляющей, являющейся «отпечатком» направляющей второго зубчатого венца сателлита в результате его плоскопараллельного перемещения по круговой траектории с радиусом, равным эксцентриситету расположения эксцентриковой шейки ведущего вала. Кроме того, указанное укорочение замкнутой эпициклической линии профиля первого зубчатого венца сателлита по сравнению с длиной эталонной замкнутой эпициклической линии, заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением, осуществляется с целью образования зазоров между рабочей поверхностью первого зубчатого венца сателлита и циклической рабочей поверхностью зубчатого венца первого солнечного колеса. Эти зазоры заполняются упругим слоем рабочей жидкости, подводимой под давлением.This problem was solved by creating a gearbox with cycloidal engagement, comprising a housing in which the first sun wheel is fixedly mounted coaxially with which the drive shaft is mounted rotatably, the satellite is mounted on its eccentric neck with the possibility of rotation, and the driven shaft with the second sun shaft rigidly fixed to it the wheel. The specified satellite is made in the form of two rigidly connected gear rims, the surface of each of which is formed by a guide representing a closed epicyclic line, moreover, all the teeth of the first gear rim of the satellite are simultaneously in continuous contact with the corresponding cyclic working surfaces of the first sun wheel and form a cycloidal engagement with a multiplicity coefficient equal to unity, and each tooth of the second gear ring of the satellite is in sequential ntakte with corresponding cyclic working surfaces of the second sun gear. Moreover, the number of the indicated cyclic working surfaces of the first sun wheel is one more than the number of teeth of the specified first gear ring of the satellite, and the number of these cyclic working surfaces of the second sun wheel is equal to the number of teeth of the specified second gear ring of the satellite. In such a reducer, according to the invention, a profile is installed on the first gear of the satellite, corresponding to the selected closed epicyclic line, shortened compared to the length of the reference closed epicyclic line defined by the eccentric cycloidal gearing, and the profile of the cyclic working surfaces on the gear rim of the first sun wheel is set in the form the internal gear surface formed by the guide, which is a closed hypocyclic line that is interconnected with indicated by a given eccentroid cycloidal engagement, a reference closed epicyclic line. The profile of the cyclic working surfaces of the second sun wheel is set in accordance with the guide, which is the “imprint” of the guide of the second gear ring of the satellite as a result of its plane-parallel movement along a circular path with a radius equal to the eccentricity of the eccentric neck of the drive shaft. In addition, the specified shortening of the closed epicyclic profile line of the first gear ring of the satellite in comparison with the length of the reference closed epicyclic line defined by the eccentric cycloidal gearing is carried out with the aim of creating gaps between the working surface of the first gear ring of the satellite and the cyclic working surface of the gear ring of the first sun wheel. These gaps are filled with an elastic layer of working fluid supplied under pressure.

В результате создания такой конструкции ввиду использования эпи- и гипоциклоидальных профилей рабочих поверхностей зацепления, обеспечивается распределение нагрузки на все зубья зубчатых колес сателлита, что позволяет пропорционально снизить удельные контактные напряжения до допустимых для материала, из которого изготовлены элементы передачи. Исключение непосредственного механического контакта между рабочими поверхностями зацепления в процессе работы редуктора за счет применения гидростатической опоры в зацеплении значительно снижает трение скольжения между указанными рабочими поверхностями зацепления, а значит увеличивает ресурс работы редуктора и снижает потери мощности при передаче крутящего момента. Кроме того, образование гидростатической опоры в зацеплении позволяет дополнительно снизить габаритные размеры редуктора за счет частичной разгрузки входного вала и уменьшения количества и размеров подшипников, на которые входной вал опирается в процессе работы редуктора.As a result of creating such a design, due to the use of epi- and hypocycloidal profiles of the working surfaces of the engagement, the load distribution on all the teeth of the gears of the satellite is ensured, which allows to proportionally reduce the specific contact stresses to acceptable for the material from which the transmission elements are made. The elimination of direct mechanical contact between the working surfaces of the gear during the operation of the gear due to the use of hydrostatic bearings in the gear significantly reduces sliding friction between the specified working surfaces of the gear, and therefore increases the service life of the gear and reduces power loss during transmission of torque. In addition, the formation of a hydrostatic support in the engagement allows you to further reduce the overall dimensions of the gear due to the partial unloading of the input shaft and reduce the number and size of bearings on which the input shaft rests during the operation of the gearbox.

Целесообразно в редукторе, а именно в его зацеплении, разместить объемно изменяющиеся замкнутые полости, количество которых равно количеству циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса. Эти полости отделены друг от друга подвижными уплотнениями в виде указанных зазоров в зацеплении и неподвижными в виде плоских уплотнений по торцам первого зубчатого венца сателлита и зубчатого венца первого солнечного колеса, выполненными в виде фланцев с плоскими поверхностями, которые жестко закреплены в указанном корпусе редуктора. Кроме того, в первом солнечном колесе целесообразно разместить впускные и выпускные клапаны, количество пар которых равно количеству циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса. Указанные впускные клапаны открывают канал для впуска жидкости в указанные полости при минимальной разности давлений внутри полости и внешней среды, а выпускные клапаны открывают выпускной канал для отвода рабочей жидкости из полости при давлении внутри полости, превышающем заданную величину, определяемую условиями нагружения зацепления. При этом каждую указанную объемно изменяющуюся замкнутую полость через каждую соответствующую пару указанных клапанов целесообразно соединить через систему каналов с емкостью, содержащей указанную рабочую жидкость. Таким образом вся совокупность таких автономных насосов по сути является гидростатическим подшипником жидкостного трения, в котором несущими поверхностями являются расположенные непосредственно в указанных зазорах зацепления циклические рабочие поверхности первого зубчатого венца сателлита и зубчатого венца первого солнечного колеса.It is advisable in the gearbox, namely in its engagement, to place volume-changing closed cavities, the number of which is equal to the number of cyclic working surfaces on the gear rim of the first sun wheel. These cavities are separated from each other by movable seals in the form of these clearances in engagement and stationary in the form of flat seals at the ends of the first gear ring of the satellite and the gear ring of the first sun wheel, made in the form of flanges with flat surfaces that are rigidly fixed in the specified gear housing. In addition, it is advisable to place inlet and outlet valves in the first sun wheel, the number of pairs of which is equal to the number of cyclic working surfaces on the gear rim of the first sun wheel. Said inlet valves open a channel for fluid inlet into said cavities with a minimum pressure difference inside the cavity and the external environment, and exhaust valves open an outlet channel for draining the working fluid from the cavity at a pressure inside the cavity exceeding a predetermined value determined by the engagement loading conditions. Moreover, it is advisable to connect each specified volumetric variable closed cavity through each corresponding pair of said valves through a channel system with a container containing the specified working fluid. Thus, the entire combination of such self-contained pumps is essentially a hydrostatic fluid friction bearing, in which the bearing surfaces are the cyclic working surfaces of the first gear ring of the satellite and the gear ring of the first sun wheel, located directly in the indicated clearance gaps.

Описанное исполнение редуктора позволит обеспечивать гидростатическую опору в циклоидальном зацеплении необходимым давлением рабочей жидкости автономно, то есть без использования внешних устройств.The described design of the gearbox will provide hydrostatic support in cycloidal engagement with the necessary pressure of the working fluid autonomously, that is, without the use of external devices.

Таким образом, настоящее изобретение представляет собой редуктор с циклоидальным зацеплением, в котором исключается непосредственный контакт рабочих поверхностей за счет применения гидростатической опоры в зацеплении, способный передавать высокую мощность с высоким коэффициентом полезного действия. Это дает возможность применять такие редукторы для приводов тяжело нагруженных органов машин в тяжелом, горном и энергетическом машиностроении.Thus, the present invention is a gearbox with a cycloidal engagement, which eliminates direct contact of the working surfaces due to the use of hydrostatic bearings in the engagement, capable of transmitting high power with a high efficiency. This makes it possible to use such reducers for drives of heavily loaded machine organs in heavy, mining and power engineering.

Перечень фигур чертежей и иных материалов.The list of figures of drawings and other materials.

Для лучшего понимания изобретения ниже приведен конкретный пример его исполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:For a better understanding of the invention, the following is a specific example of its implementation with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - схематичное изображение редуктора, выполненного согласно изобретению, вид сбоку в разрезе с вырывом;figure 1 is a schematic illustration of a gearbox made according to the invention, a side view in section with a break;

фиг.2 - сечение В-В на фиг.3 согласно изобретению;figure 2 - section bb in figure 3 according to the invention;

фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 согласно изобретению;figure 3 - section aa in figure 1 according to the invention;

фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1 согласно изобретению;figure 4 - section bB in figure 1 according to the invention;

фиг.5 - вид I на фиг.3 согласно изобретению, увеличено.5 is a view I in figure 3 according to the invention, enlarged.

Редуктор с циклоидальным зацеплением, выполненный согласно изобретению, содержит корпус (фиг.1), состоящий из двух жестко соединенных частей 1 и 2. В первой части корпуса 1 неподвижно закреплено первое солнечное колесо 3, по торцам которого неподвижно установлены уплотнения 4 и 5, выполненные в виде плоских шайб, ширина плоских торцевых поверхностей которых выбирается таким образом, чтобы они уплотняли зацепление с боковых сторон. Кроме того, в первом солнечном колесе 3 во впадинах зубчатого профиля по окружности размещены пары клапанов: впускной 6 (фиг.2) и регулируемый выпускной 7, а в корпусе размещены каналы 8, соединяющие каждый из впускных 6 и выпускных 7 клапанов с внешней емкостью (на чертежах не показана), содержащей рабочую жидкость.The cycloidal gear reducer, made according to the invention, comprises a housing (Fig. 1) consisting of two rigidly connected parts 1 and 2. In the first part of the housing 1, the first sun wheel 3 is fixedly fixed, at the ends of which the seals 4 and 5, made in the form of flat washers, the width of the flat end surfaces of which is chosen so that they seal the engagement on the sides. In addition, in the first sun wheel 3 in the depressions of the toothed profile around the circumference there are pairs of valves: inlet 6 (figure 2) and adjustable outlet 7, and channels 8 are connected in the body connecting each of inlet 6 and outlet 7 valves with an external tank ( not shown in the drawings) containing a working fluid.

В этой же части корпуса 1, опираясь на подшипники 9, соосно продольной оси неподвижного первого солнечного колеса 3, установлен ведущий вал 10 с эксцентриковой шейкой 11, продольная ось которой расположена параллельно продольной оси ведущего вала 10 и смещена относительно нее на эксцентриситет «е». На эксцентриковой шейке 11 с опорой на подшипники 12 установлен сателлит 13, на наружной поверхности которого закреплены два жестко связанных между собой зубчатых венца 14 и 15 с эпициклоидальными профилями рабочих поверхностей зубьев 16 и 17 (фиг.3, 4). Причем ширина первого зубчатого венца сателлита 14 равна ширине первого солнечного колеса 3. Рабочие поверхности зубьев 16 и 17 каждого зубчатого венца сателлита 14 и 15 образованы направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию. То есть эти поверхности представляют собой гладкие замкнутые эпициклические поверхности. Причем для образования указанного зазора «z» между рабочими циклоидальными поверхностями первого зубчатого венца сателлита 14 и первого солнечного колеса 3 профиль рабочей циклоидальной поверхности первого зубчатого венца сателлита выполняют укороченным по отношению к выбранной эталонной замкнутой эпициклоиде 18, заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением.In the same part of the housing 1, relying on the bearings 9, coaxially with the longitudinal axis of the stationary first sun wheel 3, a drive shaft 10 with an eccentric neck 11 is installed, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the drive shaft 10 and offset relative to it by an eccentricity "e". A satellite 13 is mounted on the eccentric neck 11 with support on the bearings 12, on the outer surface of which two gear crowns 14 and 15 are rigidly connected to each other with epicycloidal profiles of the working surfaces of the teeth 16 and 17 (Figs. 3, 4). Moreover, the width of the first gear ring of the satellite 14 is equal to the width of the first sun wheel 3. The working surfaces of the teeth 16 and 17 of each gear ring of the satellite 14 and 15 are formed by a guide, which is a closed epicyclic line. That is, these surfaces are smooth closed epicyclic surfaces. Moreover, for the formation of the specified gap "z" between the working cycloidal surfaces of the first gear ring of the satellite 14 and the first sun wheel 3, the profile of the working cycloidal surface of the first gear ring of the satellite is shortened with respect to the selected reference closed epicycloid 18 defined by the eccentric cycloidal gearing.

Выполнение каждой указанной гладкой замкнутой эпициклической поверхности 16, 17 возможно путем использования способа обработки цилиндрических зубчатых колес, который обеспечивает выполнение каждого зубчатого колеса путем имитации заданных условий эксплуатации циклоидной передачи в каждом планетарном ряду, а также путем непрерывного контроля радиальных размерных параметров профиля обрабатываемой зубчатой поверхности каждого зубчатого колеса при его изготовлении с получением профиля с точными заданными размерами, учитывающими фактическую величину эксцентриситета между осью эксцентриковой шейки и осью вращения ведущего вала, а также величину гарантированного зазора между рабочими поверхностями при зацеплении.The execution of each specified smooth closed epicyclic surface 16, 17 is possible by using the method of processing cylindrical gears, which ensures the execution of each gear by simulating the specified operating conditions of the cycloid gear in each planetary gear set, as well as by continuously monitoring the radial dimensional parameters of the profile of the machined gear surface of each gear during its manufacture to obtain a profile with exact specified dimensions, taking into account the fact the eccentricity between the axis of the eccentric neck and the axis of rotation of the drive shaft, as well as the size of the guaranteed clearance between the working surfaces when engaged.

Во второй части корпуса 2 с опорой на подшипники 19, соосно оси вращения ведущего вала 10, установлен ведомый вал 20, на котором неподвижно закреплено второе солнечное колесо 21, установленное соосно продольной оси первого солнечного колеса 3.In the second part of the housing 2, supported by bearings 19, coaxially with the axis of rotation of the drive shaft 10, a driven shaft 20 is mounted on which the second sun wheel 21 is fixedly mounted coaxially with the longitudinal axis of the first sun wheel 3.

Рабочие поверхности зубьев 22 и 23 (фиг.3, 4) каждого солнечного колеса 3 и 21 образованы направляющей, представляющей собой замкнутую гипоциклоидальную линию, взаимосопряженную с замкнутой эпициклоидальной линией зубчатого колеса сателлита. Эта направляющая образована методом обката профиля зубчатого венца сателлита 13 при имитации рабочего движения зубчатых венцов сателлита 16 и 17 относительно зацепляющихся с ними соответствующих солнечных колес 3 и 21.The working surfaces of the teeth 22 and 23 (Figs. 3, 4) of each sun wheel 3 and 21 are formed by a guide, which is a closed hypocycloidal line interconnected with a closed epicycloidal line of the satellite gear. This guide is formed by rolling around the profile of the gears of the satellite 13 while simulating the working movement of the gears of the satellite 16 and 17 relative to the corresponding sun wheels 3 and 21 that mesh with them.

Предлагаемый редуктор с циклоидальным зацеплением работает следующим образом.The proposed gearbox with cycloidal gearing works as follows.

Вращение передается от внешнего устройства (не показано) на ведущий вал 10, который, вращаясь в подшипниках 9 относительно первой части корпуса 1, сообщает плоскопараллельное движение по окружности эксцентриковой шейке 11, подшипникам 12 и сателлиту 13 вместе с зубчатыми венцами 14 и 15. В свою очередь сателлит 13, обкатываясь зубчатым венцом 14 по неподвижному первому зубчатому колесу 3, совершает сложное плоскопараллельное (планетарное) движение, которое благодаря второму планетарному ряду, образованному зубчатым венцом сателлита 15 и вторым солнечным колесом 21, преобразуется во вращательное движение ведомого вала 20.The rotation is transmitted from an external device (not shown) to the drive shaft 10, which, rotating in bearings 9 relative to the first part of the housing 1, reports plane-parallel movement around the circumference of the eccentric neck 11, bearings 12 and satellite 13 together with gear rings 14 and 15. In its satellite 13, rolling around the ring gear 14 along the stationary first gear wheel 3, performs a complex plane-parallel (planetary) movement, which, thanks to the second planetary row formed by the ring gear of the satellite 15 and the second salt echnym wheel 21 is converted into rotational motion of the driven shaft 20.

При этом имитируется обкат без проскальзывания по наружной поверхности центроиды, принадлежащей эталонной эпициклической поверхности зубьев 16 зубчатого венца 14, диаметр которой равен произведению двойного эксцентриситета «е» на количество зубьев зубчатого венца 14, внутренней поверхности центроиды, принадлежащей гипоциклической поверхности зубьев 22 солнечного колеса 3, диаметр которой равен произведению удвоенного эксцентриситета «е» на количество зубьев второго солнечного колеса 21. Обкат указанной внутренней поверхности центроиды по указанной наружной поверхности центроиды обуславливает вращение второго солнечного колеса 21 вместе с ведомым валом 20 на подшипниках 17 относительно второй части корпуса 2.In this case, a run-in is simulated without slipping on the outer surface of the centroid belonging to the reference epicyclic surface of the teeth 16 of the ring gear 14, the diameter of which is equal to the product of the double eccentricity “e” by the number of teeth of the ring gear 14, the inner surface of the centroid, belonging to the hypocyclic surface of the teeth 22 of the sun wheel 3, the diameter of which is equal to the product of the doubled eccentricity “e” by the number of teeth of the second sun wheel 21. Running around the indicated inner surface of the centroid s on the specified outer surface of the centroid determines the rotation of the second sun wheel 21 together with the driven shaft 20 on the bearings 17 relative to the second part of the housing 2.

Согласно настоящему изобретению, между рабочими поверхностями первого зубчатого венца сателлита 16 и первого солнечного колеса 22 создается зазор «z» (фиг.5). При вращении входного вала 10 в зацеплении образуются камеры 24 (фиг.3), ограниченные рабочими поверхностями первого зубчатого венца сателлита 16 и первого солнечного колеса 22 и торцевыми уплотнениями 4 и 5. В процессе работы зацепления объем указанных камер 24 изменяется. Причем в половине от общего количества образованных камер объем увеличивается, и соответственно образуется пониженное по сравнению с окружающей средой давление. За счет этой разности давлений в камеры, объем которых увеличивается, через каналы 8 и впускные клапаны 6 из внешней емкости (не показана) поступает рабочая жидкость. В другой половине общего количества образованных камер объем уменьшается и образуется повышенное по сравнению с окружающей средой давление. Разность этих давлений вызывает силы, направленные в противоположные стороны перпендикулярно рабочим циклоидальным поверхностям 16 и 22, ограничивающим камеры. Эти силы обеспечивают передачу крутящего момента и предотвращают непосредственный механический контакт между циклоидальными рабочими поверхностями первого зубчатого венца сателлита 16 и первого солнечного колеса 22. Рабочая жидкость выдавливается из камер, объем которых уменьшается, через зазоры в зацеплении «z», снижая величину силы трения скольжения между ними. Таким образом, в зацеплении образуется гидростатическая опора. Выпускные клапаны 7 отрегулированы таким образом, что при достижении в камере давления, достаточного для обеспечения работы описанной гидростатической опоры, открываются и рабочая жидкость выдавливается через них и канал 8 в указанную внешнюю емкость. За один оборот входного вала 10 редуктора во всех образованных камерах 24 проходит полный цикл сжатия-расширения, за счет чего обеспечивается постоянство и равномерность работы указанной гидростатической опоры.According to the present invention, a clearance “z” is created between the working surfaces of the first gear ring of the satellite 16 and the first sun wheel 22 (FIG. 5). When the input shaft 10 rotates in engagement, chambers 24 are formed (Fig. 3), limited by the working surfaces of the first gear ring of the satellite 16 and the first sun wheel 22 and the mechanical seals 4 and 5. During the engagement, the volume of these chambers 24 changes. Moreover, in half of the total number of formed chambers, the volume increases, and accordingly a lower pressure is formed in comparison with the environment. Due to this pressure difference, the working fluid flows through the channels 8 and inlet valves 6 from the external container (not shown) through the channels 8 and the inlet valves 6. In the other half of the total number of formed chambers, the volume decreases and an increased pressure is formed compared to the environment. The difference in these pressures causes forces directed in opposite directions perpendicular to the working cycloidal surfaces 16 and 22, bounding the chambers. These forces provide torque transmission and prevent direct mechanical contact between the cycloidal working surfaces of the first gear ring of the satellite 16 and the first sun wheel 22. The working fluid is squeezed out of the chambers, the volume of which decreases, through the gaps in the engagement "z", reducing the magnitude of the sliding friction force between them. Thus, a hydrostatic support is formed in the engagement. The exhaust valves 7 are adjusted so that when the pressure in the chamber is sufficient to ensure the operation of the described hydrostatic support, they open and the working fluid is squeezed out through them and the channel 8 into the indicated external container. For one revolution of the input shaft 10 of the gearbox in all the formed chambers 24, a complete compression-expansion cycle takes place, which ensures the constancy and uniformity of operation of this hydrostatic support.

Вышесказанное позволяет решить задачу создания редуктора особо высокой мощности с низкими потерями энергии в зацеплении.The above allows us to solve the problem of creating a gearbox of particularly high power with low energy losses in gearing.

Высокая нагрузочная способность предлагаемого редуктора обеспечивается использованием многопарности циклоидального зацепления, распределением нагрузки на все зубья зубчатых колес и снижением силы трения скольжения между рабочими поверхностями зацепления за счет создания гидростатической опоры в зацеплении.The high load capacity of the proposed gearbox is ensured by the use of multi-pair cycloidal gearing, load distribution on all gear teeth and reduction of the sliding friction force between the gearing working surfaces due to the creation of a hydrostatic support in gearing.

Claims (2)

1. Редуктор с циклоидальным зацеплением, содержащий корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, соосно с которым с возможностью вращения установлены ведущий вал, на эксцентриковой шейке которого с возможностью вращения размещен сателлит, и ведомый вал с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом, указанный сателлит выполнен в виде двух жестко связанных зубчатых венцов, поверхность каждого из которых образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию, причем все зубья первого зубчатого венца сателлита одновременно находятся в непрерывном контакте с соответствующими циклическими рабочими поверхностями первого солнечного колеса и образуют между собой циклоидальное зацепление с коэффициентом многопарности, равным единице, а каждый зуб второго зубчатого венца сателлита находится в последовательном контакте с соответствующими циклическими рабочими поверхностями второго солнечного колеса, при этом количество указанных циклических рабочих поверхностей первого солнечного колеса на единицу больше количества зубьев указанного первого зубчатого венца сателлита, а количество указанных циклических рабочих поверхностей второго солнечного колеса равно количеству зубьев указанного второго зубчатого венца сателлита, отличающийся тем, что устанавливают профиль на первом зубчатом венце сателлита, соответствующий выбранной замкнутой эпициклической линии, укороченной по сравнению с длиной эталонной замкнутой эпициклической линии, заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением, устанавливают профиль циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса в виде внутренней зубчатой поверхности, образованной направляющей, представляющей собой замкнутую гипоциклическую линию, которая взаимосопряжена с указанной заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением эталонной замкнутой эпициклической линией, а профиль циклических рабочих поверхностей второго солнечного колеса устанавливают в соответствии с направляющей, являющейся «отпечатком» направляющей второго зубчатого венца сателлита в результате его плоскопараллельного перемещения по круговой траектории с радиусом, равным эксцентриситету расположения эксцентриковой шейки ведущего вала, причем между рабочей поверхностью первого зубчатого венца сателлита с указанной выбранной замкнутой эпициклической направляющей линией и циклической рабочей поверхностью зубчатого венца первого солнечного колеса с указанной замкнутой гипоциклической направляющей линией устанавливают зазоры в зацеплении, которые заполняют упругим слоем рабочей жидкости, подводимой под давлением, а величина указанных зазоров в зацеплении соответствует величине указанного укорочения длины выбранной замкнутой направляющей эпициклической линии относительно длины указанной заданной внецентроидным циклоидальным зацеплением эталонной замкнутой эпициклической линии.1. A gearbox with a cycloidal engagement, comprising a housing in which the first sun wheel is fixedly mounted coaxially with which a drive shaft is mounted rotatably, a satellite is mounted on the eccentric neck of which rotatably, and a driven shaft with a second sun wheel rigidly fixed thereto, the specified satellite is made in the form of two rigidly connected gears, the surface of each of which is formed by a guide, which is a closed epicyclic line, and all the teeth of the first tooth At the same time, the satellite rims are in continuous contact with the corresponding cyclic working surfaces of the first sun wheel and form a cycloidal meshing with a multipair coefficient equal to unity, and each tooth of the second gear ring of the satellite is in serial contact with the corresponding cyclic working surfaces of the second sun wheel, this number of these cyclic working surfaces of the first sun wheel is one more than the number of memory beatings of said first gear ring of a satellite, and the number of said cyclic working surfaces of the second sun gear is equal to the number of teeth of said second gear ring of a satellite, characterized in that a profile is installed on the first gear ring of the satellite corresponding to the selected closed epicyclic line, shortened compared to the length of the reference closed of the epicyclic line defined by the eccentric cycloidal engagement, establish the profile of the cyclic working surfaces on the gear the crown of the first sun wheel in the form of an internal gear surface formed by a guide, which is a closed hypocyclic line that is interconnected with the specified specified eccentric cycloidal engagement, a reference closed epicyclic line, and the profile of the cyclic working surfaces of the second sun wheel is set in accordance with the guide, which is the "fingerprint "The guide of the second gear ring of the satellite as a result of its plane-parallel movement in a circular trajectories with a radius equal to the eccentricity of the eccentric neck of the drive shaft, and between the working surface of the first gear ring of the satellite with the selected selected closed epicyclic guide line and the cyclic working surface of the gear ring of the first sun wheel with the specified closed hypocyclic guide line set gaps that fill elastic a layer of working fluid supplied under pressure, and the size of the indicated clearances in the mesh corresponds the value of the specified shortening of the length of the selected closed guide of the epicyclic line relative to the length of the specified specified eccentric cycloidal engagement of the reference closed epicyclic line. 2. Редуктор с циклоидальным зацеплением по п.п.1, отличающийся тем, что в нем размещен гидростатический подшипник жидкостного трения, образованный автономными насосами, представляющими собой объемно изменяющиеся замкнутые полости в количестве, равном количеству циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса, которые отделены друг от друга подвижными уплотнениями в указанных зазорах в зацеплении и неподвижными плоскими уплотнениями по торцам указанного первого зубчатого венца сателлита и зубчатого венца первого солнечного колеса, выполненными в виде фланцев с плоскими поверхностями, которые жестко закреплены в указанном корпусе редуктора, в первом солнечном колесе размещены также впускные и выпускные клапаны, количество пар которых равно количеству автономных насосов и, соответственно, количеству циклических рабочих поверхностей на зубчатом венце первого солнечного колеса, причем каждая указанная объемно изменяющаяся замкнутая полость через каждую соответствующую пару указанных клапанов системой каналов соединена с внешней емкостью, содержащей указанную рабочую жидкость.2. The gearbox with a cycloidal gearing according to claim 1, characterized in that it contains a hydrostatic fluid friction bearing formed by self-contained pumps, which are volume-changing closed cavities in an amount equal to the number of cyclic working surfaces on the gear rim of the first sun wheel, which are separated from each other by movable seals in the indicated gaps in the engagement and stationary flat seals at the ends of the specified first gear ring of the satellite and gear ring of the first sun wheel made in the form of flanges with flat surfaces that are rigidly fixed in the indicated gear housing, inlet and outlet valves are also located in the first sun wheel, the number of pairs of which is equal to the number of stand-alone pumps and, accordingly, the number of cyclic working surfaces on the gear ring of the first the solar wheel, and each specified volumetric variable closed cavity through each respective pair of these valves by a channel system is connected to an external tank Strongly containing said working fluid.
RU2003104489/11A 2003-02-14 2003-02-14 Reduction gear with cycloid gearing RU2273777C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003104489/11A RU2273777C2 (en) 2003-02-14 2003-02-14 Reduction gear with cycloid gearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003104489/11A RU2273777C2 (en) 2003-02-14 2003-02-14 Reduction gear with cycloid gearing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003104489A RU2003104489A (en) 2004-08-27
RU2273777C2 true RU2273777C2 (en) 2006-04-10

Family

ID=36459300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003104489/11A RU2273777C2 (en) 2003-02-14 2003-02-14 Reduction gear with cycloid gearing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2273777C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2396473C1 (en) * 2009-03-23 2010-08-10 Юрий Васильевич Вахрушев Gearing by vakhrushevs
RU2502904C2 (en) * 2011-08-02 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Томский электромеханический завод им. В.В. Вахрушева" (ОАО "ТЭМЗ") Planet gear with pseudopin gearing
CN103527721A (en) * 2012-07-05 2014-01-22 北京精密机电控制设备研究所 Cycloidal pin wheel speed reducer
RU2559403C1 (en) * 2014-08-04 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" Gearbox with arch cylindrical gearing (versions)
RU2564791C1 (en) * 2014-10-16 2015-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" (Университет машиностроения) Gearbox with arch cylindrical gearing (versions)
CN115076252A (en) * 2022-07-22 2022-09-20 徐飞 Constant torque hydraulic coupler

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2433675A1 (en) * 1974-07-12 1976-01-15 Rudolf Braren PLANETARY GEAR
SU1585577A1 (en) * 1987-10-19 1990-08-15 Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР Planetary-pin reducer
DE4020504A1 (en) * 1990-06-27 1992-01-16 Rudolf Braren CYCLOID GEAR
RU2123627C1 (en) * 1995-09-12 1998-12-20 Государственная ассоциация "Российский дом международного научно-технического сотрудничества" Cycloidal reduction gear

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2433675A1 (en) * 1974-07-12 1976-01-15 Rudolf Braren PLANETARY GEAR
SU1585577A1 (en) * 1987-10-19 1990-08-15 Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР Planetary-pin reducer
DE4020504A1 (en) * 1990-06-27 1992-01-16 Rudolf Braren CYCLOID GEAR
RU2123627C1 (en) * 1995-09-12 1998-12-20 Государственная ассоциация "Российский дом международного научно-технического сотрудничества" Cycloidal reduction gear

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2396473C1 (en) * 2009-03-23 2010-08-10 Юрий Васильевич Вахрушев Gearing by vakhrushevs
RU2502904C2 (en) * 2011-08-02 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Томский электромеханический завод им. В.В. Вахрушева" (ОАО "ТЭМЗ") Planet gear with pseudopin gearing
CN103527721A (en) * 2012-07-05 2014-01-22 北京精密机电控制设备研究所 Cycloidal pin wheel speed reducer
RU2559403C1 (en) * 2014-08-04 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" Gearbox with arch cylindrical gearing (versions)
RU2564791C1 (en) * 2014-10-16 2015-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" (Университет машиностроения) Gearbox with arch cylindrical gearing (versions)
CN115076252A (en) * 2022-07-22 2022-09-20 徐飞 Constant torque hydraulic coupler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6902507B2 (en) Roller cam assembly
US5163826A (en) Crescent gear pump with hypo cycloidal and epi cycloidal tooth shapes
WO2009008767A1 (en) Toothed wheel gearing (variants) and a planetary toothed mechanism based thereon (variants)
CN108105359B (en) Stepless speed variator
RU2506477C1 (en) Planetary cycloidal reduction gear with preliminary stage
RU2273777C2 (en) Reduction gear with cycloid gearing
KR100606613B1 (en) Hydraulics with gears and a pair of gears
CN1124422C (en) Planetary static pressure mechanical torque converter with machine and liquid elements
CA2401430C (en) Eccentric toothed rotor set having planetary gears on the inner rotor
CN101082336A (en) internal gear rotary pump or motor
CN113357319A (en) Symmetrical shock wave oscillating tooth speed reducer
CN109780163B (en) Reciprocating type cylindrical sine end face oscillating tooth speed reducer
RU2003104489A (en) Cycloidal Gear Reducer
RU2733447C1 (en) Two-stage cycloidal reducer
CN117028519A (en) Composite planetary-harmonic gear reducer
JPH0544652A (en) Method of balancing radial directional force on gear pump or gear of motor and planet gear pump manufactured by said method
US3364819A (en) Hydraulic gear motor
RU2845697C1 (en) Internal gearing planetary gear
RU2338103C1 (en) Eccentric cycloid reduction gear with preliminary stage
RU2726245C1 (en) Planetary reduction gear
CN221401517U (en) A planetary gear reducer for engineering machinery
CN221347775U (en) Cycloid type piston driving device
WO2000061947A9 (en) Dual path hydraulic pump
RU2149281C1 (en) Rotary hydraulic machine
RU139028U1 (en) ROTARY HYDRAULIC MACHINE

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20080514

QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20080627

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20121004

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20121226

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180215