RU2529254C2 - Gear reducer - Google Patents
Gear reducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529254C2 RU2529254C2 RU2012148297/11A RU2012148297A RU2529254C2 RU 2529254 C2 RU2529254 C2 RU 2529254C2 RU 2012148297/11 A RU2012148297/11 A RU 2012148297/11A RU 2012148297 A RU2012148297 A RU 2012148297A RU 2529254 C2 RU2529254 C2 RU 2529254C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- shaft
- reducer
- spherical
- shafts
- Prior art date
Links
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Retarders (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к малогабаритным специализированным приводным механизмам с большим, от нескольких сотен до нескольких тысяч, передаточным отношением и высоким, десятки ньютонов на метр, моментом на выходном валу. Изобретение может быть использовано в качестве приводов панелей солнечных элементов, антенн и штанг специального оборудования космических летательных аппаратов. Это изобретение может также найти применение в самолетостроении и судостроении глиссирующих судов в качестве привода триммеров аэро- и гидродинамических поверхностей, а также в станкостроении при создании приводов станков с ЧПУ, роботизированных комплексов и высокомоментного ручного электроинструмента.The invention relates to small-sized specialized drive mechanisms with a large, from several hundred to several thousand, gear ratios and high, tens of newtons per meter, torque on the output shaft. The invention can be used as drives for solar panels, antennas and rods of special equipment for spacecraft. This invention can also find application in aircraft building and shipbuilding of planing vessels as a drive for trimmers of aero- and hydrodynamic surfaces, as well as in machine tool building when creating drives for CNC machines, robotic complexes and high-torque hand-held power tools.
Известны аналоги заявляемого технического решения - это конструкции малогабаритных приводных механизмов с большим передаточным отношением (см., например, «Атлас конструкций элементов приборных устройств» под ред. Ю.Ф.Тимошенко, М., «Машиностроение», 1982, а также книгу С.А.Чернявского, Г.А.Снесарева и др. «Проектирование механических передач», учебно-справочное пособие для втузов, М., «Машиностроение», 1984). Основой для создания малогабаритных специализированных приводных механизмов с большим передаточным отношением обычно служат двух- и более ступенчатые редукторы, при этом одной из ступеней (обычно выходной) является червячная пара. Червячная пара может обеспечить большое передаточное отношение, однако в червячной паре оси валов перекрещиваются в пространстве, что снижает компактность такого редуктора.The analogues of the claimed technical solution are known - these are the designs of small-sized drive mechanisms with a large gear ratio (see, for example, “Atlas of constructions of elements of instrumentation devices” under the editorship of Yu.F. Timoshenko, M., “Mechanical Engineering”, 1982, and also book C . A. Cherniavsky, G. A. Snesarev and others. "Design of mechanical gears", a training manual for technical schools, M., "Engineering", 1984). The basis for the creation of small-sized specialized drive mechanisms with a high gear ratio is usually two or more step gears, while one of the steps (usually the output) is a worm pair. A worm pair can provide a large gear ratio, however, in a worm pair, the shaft axes intersect in space, which reduces the compactness of such a gearbox.
Известно, что КПД червячной пары (0,75-0,98) (см., например, «Справочник металлиста», под ред. С.А.Чернавского и В.Ф.Рещикова, том 1, М., «Машиностроение», 1975, график на рис.40, стр.649) в целом ниже, чем КПД пар цилиндрических зубчатых колес (0,95-0,99) (см. например, таблицу 11.5 на стр.97 книги В.Н.Кудрявцева, Ю.А.Державца и Е.Г.Глухарева «Конструкция и расчет зубчатых редукторов», изд.«Машиностроение», Ленинград, 1971).It is known that the efficiency of a worm pair (0.75-0.98) (see, for example, “Metalworker's Handbook”, edited by S. A. Chernavsky and V. F. Reshchikov, Volume 1, M., “Mechanical Engineering” , 1975, the graph in Fig. 40, p. 649) is generally lower than the efficiency of pairs of cylindrical gears (0.95-0.99) (see, for example, table 11.5 on page 97 of the book by V.N. Kudryavtsev, Yu.A. Derzhavets and E.G. Glukharev “Design and calculation of gear reducers”, publishing house “Engineering”, Leningrad, 1971).
Прямая замена червячных пар в редукторе с большим передаточным отношением на цилиндрические передачи с целью повышения КПД редуктора создает противоречие, состоящее в том, что получение заданного передаточного отношения в малых габаритах при заданном моменте на выходном валу приводит к увеличению количества ступеней редуктора и, соответственно, к снижению его КПД. Такое противоречие разрешается применением ступеней редуктора на основе планетарных передач. Планетарные передачи, обеспечивая передаточные отношения до 250, в зависимости от схемы, обладают КПД от 0,95 до 0,99 и от 1,5 до 5 раз меньшим весом по сравнению с обычными цилиндрическими редукторами при прочих равных условиях (см., например, книгу В.Н.Кудрявцева, Ю.А.Державца и Е.Г.Глухарева «Конструкция и расчет зубчатых редукторов», изд.«Машиностроение», Ленинград, 1971, табл.111.4 на стр.182, табл.11.5 на стр.97, а также стр.5, соответственно). Общий КПД электроприводов с редукторами на основе различных типов зубчатых передач характеризуется следующими значениями: на основе червячных пар - от 0,45 до 0,8; на основе цилиндрических пар - от 0,6 до 0,8, а на основе планетарных передач - от 0,65 до 0,81 (см., например, каталог промышленной автоматики WEXON, С-Петербург, 2010 г. - 2012 г., стр.6). Кроме того, применение планетарных передач в многоступенчатом редукторе с большим передаточным отношением позволяет выполнить этот редуктор с соосным положением входного и выходного валов, что при прочих равных условиях повышает его компактность.Direct replacement of worm pairs in a gearbox with a large gear ratio to cylindrical gears in order to increase the gearbox efficiency creates a contradiction in that obtaining a given gear ratio in small dimensions at a given moment on the output shaft leads to an increase in the number of gear stages and, accordingly, reduce its efficiency. Such a contradiction is resolved by the use of gear stages based on planetary gears. Planetary gears, providing gear ratios of up to 250, depending on the scheme, have an efficiency of 0.95 to 0.99 and 1.5 to 5 times less weight compared to conventional helical gearboxes, all other things being equal (see, for example, book of V.N. Kudryavtsev, Yu.A. Derzhavets and E.G. Glukharev “Design and calculation of gear reducers”, publishing house “Mechanical Engineering”, Leningrad, 1971, table 11.1.4 on page 182, table 11.5 on page 97, as well as p. 5, respectively). The overall efficiency of electric drives with gearboxes based on various types of gears is characterized by the following values: based on worm pairs - from 0.45 to 0.8; on the basis of cylindrical pairs - from 0.6 to 0.8, and on the basis of planetary gears - from 0.65 to 0.81 (see, for example, WEXON Industrial Automation Catalog, St. Petersburg, 2010 - 2012 , p. 6). In addition, the use of planetary gears in a multi-stage gearbox with a large gear ratio allows this gearbox to be aligned with the coaxial position of the input and output shafts, which, all other things being equal, increases its compactness.
Ступенчатость редуктора подразумевает наличие прямой кинематической связи между его ступенями в промежутке между входным и выходным валами редуктора, то есть промежуточного конструктивного элемента с передаточным числом, равным единице, передающим вращение внутри редуктора от предыдущей ступени редуктора к последующей. Таким элементом может служить вал, соединенный одним концом с выходным элементом предыдущей ступени, например, водила в планетарной передаче по схеме 2К-Н с заторможенным одним из центральных колес (см., например, книгу В.Н.Кудрявцева, Ю.А.Державца и Е.Г.Глухарева «Конструкция и расчет зубчатых редукторов»,изд. «Машиностроение», Ленинград, 1971, табл.111.3 на стр.176), либо выходное зубчатое колесо планетарной передачи по схеме 3K (см., например, книгу В.Н.Кудрявцева, Ю.А.Державца и Е.Г.Глухарева «Конструкция и расчет зубчатых редукторов», изд. «Машиностроение», Ленинград, 1971, табл.111.4 на стр.182).The stepwise gearbox implies the presence of a direct kinematic connection between its steps in the interval between the input and output shafts of the gearbox, i.e. an intermediate structural element with a gear ratio equal to one, transmitting rotation inside the gearbox from the previous gearbox stage to the next one. Such an element can be a shaft connected at one end to the output element of the previous stage, for example, drove in a planetary gear according to the 2K-N scheme with one of the central wheels braked (see, for example, the book by V.N. Kudryavtsev, Yu.A. Derzhavets and EGGlukhareva “Design and calculation of gear reducers”, publishing house “Mechanical Engineering”, Leningrad, 1971, table 11.1.3 on p.176), or the output gear of the planetary gear according to the 3K scheme (see, for example, book B .N. Kudryavtseva, Yu.A. Derzhavets and E.G. Glukharev “Design and calculation of gear reducers”, ed. “Mashinos swarming ", Leningrad, 1971 tabl.111.4 on p.182).
Для одновременного удовлетворения требований компактности, малого веса и технологичности промежуточный конструктивный элемент выполняется как одно целое либо с выходным элементом предыдущей ступени редуктора, либо с входным элементом последующей ступени редуктора, либо содержащим оба этих элемента. Примерами таких промежуточных конструктивных элементов могут служить промежуточные валы общеизвестных многоступенчатых зубчатых редукторов и автомобильных коробок передач (см., например, книгу В.Н.Кудрявцева, Ю.А.Державца и Е.Г.Глухарева «Конструкция и расчет зубчатых редукторов», изд. «Машиностроение», Ленинград, 1971, рис.111.1 на стр.171, рис.111.3 на стр.172, рис.111.5 на стр.174, рис.111.15 на стр.181, рис.111.21 и рис.111.22 на стр.186, а также книгу Й.Раймпеля «Шасси автомобиля», М., «Машиностроение», 1983).In order to simultaneously satisfy the requirements of compactness, low weight and manufacturability, the intermediate structural element is made as a whole either with the output element of the previous gear stage, or with the input element of the next gear stage, or containing both of these elements. Examples of such intermediate structural elements are intermediate shafts of well-known multi-stage gear reducers and automobile gearboxes (see, for example, the book by V.N. Kudryavtsev, Yu.A. Derzhavets and E.G. Glukharev “Design and calculation of gear reducers”, ed. “Engineering”, Leningrad, 1971, Fig. 11.1.1 on p. 171, Fig. 11.1.3 on p. 172, Fig. 11.5 on p. 174, Fig. 11.15 on p. 181, Fig. 11.21.21 and fig. 11.22 on page .186, as well as the book by J. Raimpel, "Automobile Chassis", M., "Mechanical Engineering", 1983).
Исходя из анализа вышеназванных общих признаков промежуточных элементов и общепринятого для них названия «промежуточный вал» указанное название здесь и далее будет использовано для элементов многоступенчатого редуктора, передающих без изменения крутящий момент от выходного элемента предыдущей ступени редуктора к входному элементу последующей ступени редуктора и не являющихся входным или выходным валами редуктора. Промежуточные валы имеют свои подшипниковые опоры, в которых из-за технологических погрешностей механической обработки и сборки элементов редуктора возникают взаимные эксцентриситеты и перекосы, приводящие к перекосам промежуточных валов. Кроме этого, возникают изменения линейных размеров взаимного положения ступеней редуктора как из-за технологических погрешностей изготовления, так и из-за тепловых деформаций вследствие применения различных по коэффициенту теплового расширения материалов, а также вследствие неравномерности внешнего нагрева или охлаждения и внутреннего тепловыделения при работе привода. Указанные погрешности приводят как к изгибным напряжениям промежуточных валов, так и к перекосам подшипников и возникновению в них дополнительных осевых нагрузок. Перечисленные силовые факторы снижают ресурс редуктора, а увеличение сечения валов и применение подшипников большего типоразмера повышает массу редуктора.Based on the analysis of the aforementioned common features of the intermediate elements and the common name for them “intermediate shaft”, this name will be used hereinafter for elements of a multi-stage gearbox that transmit unchanged torque from the output element of the previous gear stage to the input element of the next gear stage and which are not input or output shafts of the gearbox. The intermediate shafts have their own bearings, in which, due to technological errors in the machining and assembly of the gearbox elements, mutual eccentricities and distortions arise, leading to distortions of the intermediate shafts. In addition, there are changes in the linear dimensions of the mutual position of the gear stages, both due to manufacturing manufacturing errors and to thermal deformations due to the use of materials with different thermal expansion coefficients, as well as due to the unevenness of external heating or cooling and internal heat generation during operation of the drive. The indicated errors lead both to the bending stresses of the intermediate shafts and to the misalignment of the bearings and the appearance of additional axial loads in them. The listed power factors reduce the gearbox life, and an increase in the shaft cross section and the use of bearings of a larger size increase the mass of the gearbox.
Указанная проблема решена в конструкциях многоступенчатых редукторов, в которых промежуточные валы установлены на сферических опорах, выполненных в виде сферических подшипников.This problem has been solved in the construction of multi-stage gearboxes in which the intermediate shafts are mounted on spherical bearings made in the form of spherical bearings.
Одним из примеров такого решения является двухступенчатый редуктор, показанный на рис.111.22, стр.186 книги В.Н.Кудрявцева, Ю.А.Державца и Е.Г.Глухарева «Конструкция и расчет зубчатых редукторов», изд. «Машиностроение», Ленинград, 1971. Данная конструкция имеет первую и вторую ступени и вал, одновременно являющийся выходным валом первой ступени и входным валом второй ступени, то есть представляет собой промежуточный вал редуктора. Первая ступень рассматриваемой конструкции выполнена цилиндрической и соединена со второй ступенью, как сказано выше, промежуточным валом, установленным на сферических опорах в виде сферических шариковых подшипников качения. Данная конструкция имеет с заявляемым решением наибольшее количество общих существенных признаков и принята за прототип.One example of such a solution is a two-stage gearbox, shown in Fig. 11.22, p. 186 of the book by V.N. Kudryavtsev, Yu.A. Derzhavets and E.G. Glukharev "Design and calculation of gear reducers", ed. "Engineering", Leningrad, 1971. This design has a first and second stage and a shaft, which is simultaneously the output shaft of the first stage and the input shaft of the second stage, that is, it is an intermediate shaft of the gearbox. The first stage of the structure under consideration is made cylindrical and connected to the second stage, as mentioned above, by an intermediate shaft mounted on spherical bearings in the form of spherical ball bearings. This design has with the claimed solution the largest number of common essential features and is taken as a prototype.
Признаками, общими с заявляемым техническим решением, являются более чем одна ступень редуктора, наличие входного и выходного валов, а также как минимум одного промежуточного вала, установленного на сферических подшипниковых опорах.Signs common with the claimed technical solution are more than one gear stage, the presence of input and output shafts, as well as at least one intermediate shaft mounted on spherical bearings.
Решение, примененное в прототипе, освобождая промежуточный вал и его опоры от вышеупомянутых дополнительных нагрузок, имеет недостаток в виде увеличенной массы, что важно для летательных аппаратов, особенно космических. Другим недостатком прототипа является то, что его первая ступень выполнена цилиндрической, что приводит к несоосности компоновки входного и выходного валов и снижает компактность редуктора.The solution used in the prototype, freeing the intermediate shaft and its supports from the aforementioned additional loads, has the disadvantage of an increased mass, which is important for aircraft, especially space ones. Another disadvantage of the prototype is that its first stage is cylindrical, which leads to misalignment of the layout of the input and output shafts and reduces the compactness of the gearbox.
Известно, что при одинаковых габаритах примененные в качестве сферических опор сферические шариковые подшипники качения имеют на (12-20)% большую массу и на (10-30)% меньшую динамическую грузоподъемность, а также на (80-90)% меньшую статическую грузоподъемность по сравнению с аналогичными типоразмерами шариковых радиальных подшипников качения (см., например, данные ГОСТ 8338-75 и ГОСТ 28428-90 для легких серий однорядных радиальных шариковых подшипников качения и сферических шариковых подшипников качения). Те же рассуждения применимы и к сферическим роликовым подшипникам качения по сравнению с радиальными роликовыми подшипниками качения. Необходимо отметить, что выбор типа подшипника качения (шариковый или роликовый) зависит только от требуемой грузоподъемности подшипниковой опоры вала и не влияет на сущность изложения заявляемого технического решения. Поэтому при дальнейшем изложении тип подшипника (шариковый или роликовый) будет опущен, а важным является то, что рассматриваться будет подшипник качения. Таким образом, конструкция опор промежуточного вала на основе сферических подшипников качения, как это выполнено в прототипе, предопределяет увеличение массы и габаритов редукторов, от которых требуется малая масса и компактность. Кроме того, стоимость сферических подшипников качения при одинаковых габаритных размерах более чем в два раза превышает стоимость соответствующих однорядных радиальных подшипников качения. Что касается пониженной компактности рассматриваемого прототипа, то задача повышения его компактности решается заменой в прототипе цилиндрической первой ступени на планетарную с соответствующим передаточным отношением.It is known that, with the same dimensions, spherical ball bearings used as spherical bearings have (12–20)% higher mass and (10–30)% lower dynamic load rating, as well as (80–90)% lower static load rating compared with similar sizes of ball radial bearings (see, for example, the data of GOST 8338-75 and GOST 28428-90 for light series of single-row radial ball bearings and spherical ball bearings). The same considerations apply to spherical roller bearings compared to radial roller bearings. It should be noted that the choice of the type of rolling bearing (ball or roller) depends only on the required bearing capacity of the shaft bearing and does not affect the essence of the presentation of the claimed technical solution. Therefore, in the following presentation, the type of bearing (ball or roller) will be omitted, and it is important that the rolling bearing be considered. Thus, the design of the bearings of the intermediate shaft based on spherical rolling bearings, as is done in the prototype, determines the increase in the mass and dimensions of the gearboxes, which require low weight and compactness. In addition, the cost of spherical rolling bearings with the same overall dimensions is more than twice the cost of the corresponding single-row radial rolling bearings. As for the reduced compactness of the prototype under consideration, the task of increasing its compactness is solved by replacing the cylindrical first stage in the prototype with a planetary one with an appropriate gear ratio.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа путем исключения дополнительных нагрузок на промежуточный вал и его подшипниковые опоры при сохранении преимуществ прототипа.The objective of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prototype by eliminating additional loads on the intermediate shaft and its bearing bearings while maintaining the advantages of the prototype.
Поставленная задача решена следующим образом. В известной конструкции зубчатого редуктора, содержащего зубчатые передачи и кинематически связанные с этими передачами входной и выходной валы, а также промежуточный вал, установленный между входным и выходным валами и опирающийся хотя бы на одну сферическую подшипниковую опору, при этом выходной вал редуктора входит в состав планетарной передачи, согласно настоящему изобретению, сферическая подшипниковая опора выполнена в виде радиального подшипника качения, во внутреннее кольцо которого установлен сферический элемент, выполненный как минимум на одном из упомянутых валов и сопряженный с упомянутым внутренним кольцом радиального подшипника качения подвижным образом.The problem is solved as follows. In the known construction of a gear reducer containing gears and input and output shafts kinematically associated with these gears, as well as an intermediate shaft mounted between the input and output shafts and supported by at least one spherical bearing, the output shaft of the gear is part of the planetary gears, according to the present invention, the spherical bearing support is made in the form of a radial rolling bearing, in the inner ring of which a spherical element is installed, are made d at least on one of the said shafts and coupled with the said inner ring of the radial rolling bearing in a movable manner.
Такое новое техническое решение всей совокупностью существенных признаков позволяет уменьшить габариты, снизить массу зубчатого редуктора и, сохраняя преимущества прототипа, снизить его стоимость.Such a new technical solution with the totality of essential features allows to reduce the dimensions, reduce the mass of the gear reducer and, while maintaining the advantages of the prototype, reduce its cost.
Таким образом, суть предлагаемой конструкции заключается в том, что функции восприятия радиальных нагрузок и компенсации перемещений разделены между радиальным подшипником качения и сферическим элементом вала, при этом функции компенсации взаимных угловых и линейных перемещений валов совмещены путем образования на валу сферической поверхности, которая контактирует с посадочной поверхностью внутреннего кольца указанного радиального подшипника качения, что в сравнении с прототипом является существенным отличием настоящего изобретения.Thus, the essence of the proposed design lies in the fact that the functions of perception of radial loads and compensation of movements are divided between the radial rolling bearing and the spherical shaft element, while the functions of compensation of mutual angular and linear movements of the shafts are combined by forming a spherical surface on the shaft that is in contact with the landing the surface of the inner ring of the specified radial rolling bearing, which in comparison with the prototype is a significant difference of the present invention Nia.
Заявляемая совокупность существенных признаков не была обнаружена в патентном фонде и в фондах научно-технической информации. Поэтому предлагаемое изобретение можно признать новым.The claimed combination of essential features was not found in the patent fund and in the funds of scientific and technical information. Therefore, the present invention can be recognized as new.
Заявляемая конструкция зубчатого редуктора соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень», так как предлагаемое техническое решение для специалиста явным образом не следует из уровня техники.The inventive design of the gear reducer meets the criterion of patentability "inventive step", as the proposed technical solution for a specialist does not explicitly follow from the prior art.
Сущность заявляемой конструкции зубчатого редуктора поясняется фигурой, согласно которой зубчатый редуктор снабжен двигателем 1 (электро-, пневмо-, гидродвигателем без изменения сути изложения), содержит корпус 2, в котором собрана вся конструкция редуктора. Входной вал 3 первой ступени 4 закреплен на валу двигателя 1. Ступень 4 выполнена, например, в виде планетарной передачи типа 3К. Промежуточный вал 5 кинематически соединяет первую ступень 4 со второй ступенью 6, которая также представляет собой планетарную передачу типа 3K с выходным валом 7. Входной вал 3 имеет сферический элемент 8, с которым сопряжен своим внутренним кольцом 9 радиальный подшипник качения 10 промежуточного вала 5 подвижным образом, например, по подвижной посадке. На другом конце промежуточного вала 5 выполнен сферический элемент 11, который сопряжен с внутренним кольцом 12 радиального подшипника качения 13 выходного вала 7 подвижным образом, например, по подвижной посадке. Внешняя нагрузка 14 кинематически соединена с выходным валом 7. На фигуре также показаны детали редуктора, объединяющие вышеозначенные элементы в единую конструкцию: корпусные детали, зубчатые колеса, подшипники качения, кроме вышеописанных, крепеж, втулки и прочие элементы, не являющиеся предметом притязаний.The essence of the claimed design of the gear reducer is illustrated by the figure according to which the gear reducer is equipped with an engine 1 (electric, pneumatic, hydraulic motor without changing the essence of the presentation), contains a housing 2, in which the entire design of the gearbox is assembled. The input shaft 3 of the first stage 4 is mounted on the shaft of the engine 1. Stage 4 is made, for example, in the form of a planetary gear type 3K. The intermediate shaft 5 kinematically connects the first stage 4 with the second stage 6, which is also a 3K planetary gear with an output shaft 7. The input shaft 3 has a spherical element 8 with which the radial rolling bearing 10 of the intermediate shaft 5 is connected in an movable manner by its inner ring 9 , for example, on a movable landing. At the other end of the intermediate shaft 5, a spherical element 11 is made, which is mated to the inner ring 12 of the radial rolling bearing 13 of the output shaft 7 in a movable manner, for example, in a movable fit. The external load 14 is kinematically connected to the output shaft 7. The figure also shows the details of the gear unit, combining the above elements into a single structure: body parts, gears, rolling bearings, in addition to the above, fasteners, bushings and other items that are not the subject of claims.
Работает зубчатый редуктор, изображенный на фигуре, следующим образом.The gear reducer, shown in the figure, operates as follows.
При включении электродвигателя 1 он создает на входном валу 3 соответствующие момент и обороты. Входной вал 3 вращает связанные с ним зубчатыми передачами зубчатые колеса первой ступени 4. Первая ступень 4 преобразует момент и обороты входного вала 3 в соответствии со своим передаточным отношением в момент и обороты промежуточного вала 5, который без изменений передает вращение на вторую ступень 6 в виде планетарной передачи одной из известных схем. Выбор схемы планетарной передачи не является предметом изобретения, поэтому описание работы планетарной передачи любой известной схемы является тривиальным и здесь опущено. Вторая ступень 6 преобразует момент и обороты промежуточного вала 5 в соответствии со своим передаточным отношением в момент и обороты выходного вала 7, который сообщает их внешней нагрузке 14. В связи с тем что двигатель 1, первая 4 и вторая 6 ступени, а также выходной вал 7 установлены в корпусе редуктора 2 на различные посадочные поверхности, промежуточный вал 5 выполняет не только функцию передачи момента и оборотов от первой ступени 4 ко второй ступени 6, но и компенсирует возникающие технологические погрешности углового положения, взаимные эксцентриситеты, а также погрешности продольного расположения ступеней зубчатых передач. Это достигается тем, что радиальный подшипник качения 10 промежуточного вала 5 сопряжен своим внутренним кольцом 9 со сферическим элементом входного вала 8, а сферический элемент промежуточного вала 11, в свою очередь, сопряжен с внутренним кольцом 12 радиального подшипника качения 13 выходного вала 7.When you turn on the motor 1, it creates on the input shaft 3 the corresponding moment and speed. The input shaft 3 rotates the gears of the first stage 4 connected with it by gears. The first stage 4 converts the moment and revolutions of the input shaft 3 in accordance with its gear ratio to the moment and revolutions of the intermediate shaft 5, which transfers the rotation to the second stage 6 without changes planetary gear of one of the known schemes. The choice of the planetary gear scheme is not the subject of the invention, therefore, the description of the planetary gear operation of any known scheme is trivial and is omitted here. The second stage 6 converts the moment and revolutions of the intermediate shaft 5 in accordance with its gear ratio to the moment and revolutions of the output shaft 7, which reports their external load 14. Due to the fact that the engine 1, the first 4 and second 6 stages, as well as the output shaft 7 are installed in the gear housing 2 on different seating surfaces, the intermediate shaft 5 performs not only the function of transmitting torque and revolutions from the first stage 4 to the second stage 6, but also compensates for the technological errors of the angular position, mutual eccentricities, as well as errors in the longitudinal arrangement of gear stages. This is achieved by the fact that the radial rolling bearing 10 of the intermediate shaft 5 is mated with its inner ring 9 with the spherical element of the input shaft 8, and the spherical element of the intermediate shaft 11, in turn, is mated with the inner ring 12 of the radial rolling bearing 13 of the output shaft 7.
Для обеспечения подвижности соединения соответствующего сферического элемента вала с ответной посадочной поверхностью внутреннего кольца радиального подшипника качения их взаимная посадка должна быть подвижной, например скользящей. Шариковые радиальные подшипники качения допускают при своей эксплуатации небольшой, до восьми угловых минут, угловой люфт (см., например, справочник-каталог «Подшипники качения» под ред. В.Н.Нарышкина и Р.В.Коросташевского, М., «Машиностроение», 1984, табл.76 на стр.88). Поэтому в реальной конструкции зубчатого редуктора в зависимости от технологически располагаемой точности изготовления может потребоваться лишь одна сферическая опора промежуточного вала.To ensure the mobility of the connection of the corresponding spherical element of the shaft with the mating seating surface of the inner ring of the radial rolling bearing, their mutual landing must be movable, for example sliding. Ball radial rolling bearings allow during their operation a small, up to eight angular minutes, angular play (see, for example, the directory-catalog "Rolling bearings" edited by V.N. Naryshkin and R.V. Korostashevsky, M., "Engineering ", 1984, Table 76 on page 88). Therefore, in the actual design of the gear reducer, depending on the technologically available manufacturing accuracy, only one spherical support of the intermediate shaft may be required.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012148297/11A RU2529254C2 (en) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | Gear reducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012148297/11A RU2529254C2 (en) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | Gear reducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012148297A RU2012148297A (en) | 2014-05-20 |
| RU2529254C2 true RU2529254C2 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=50695540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012148297/11A RU2529254C2 (en) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | Gear reducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2529254C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680957C1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-02-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Electric drive with planetary reducer for mechanical systems of space apparatus |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU3155U1 (en) * | 1993-09-27 | 1996-11-16 | АО "Каменский опытный механический завод" | MULTI-STAGE PLANETARY GEAR |
| RU2252347C2 (en) * | 2003-04-29 | 2005-05-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Electric drive for producing torque |
| WO2011047448A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Hansen Transmisions International, Naamloze Vennootschap | Planetary gear unit for a gearbox of a wind turbine and planet carrier for use in such planetary gear unit |
| RU2464464C1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Electric drive with three-stage planetary reduction gear |
-
2012
- 2012-11-13 RU RU2012148297/11A patent/RU2529254C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU3155U1 (en) * | 1993-09-27 | 1996-11-16 | АО "Каменский опытный механический завод" | MULTI-STAGE PLANETARY GEAR |
| RU2252347C2 (en) * | 2003-04-29 | 2005-05-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Electric drive for producing torque |
| WO2011047448A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Hansen Transmisions International, Naamloze Vennootschap | Planetary gear unit for a gearbox of a wind turbine and planet carrier for use in such planetary gear unit |
| RU2464464C1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Electric drive with three-stage planetary reduction gear |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Л.Н.РЕШЕТОВ "Самоустанавливающиеся механизмы". Справочник. М.: Машиностроение, 1979, с.266, рис.5.37 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680957C1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-02-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Electric drive with planetary reducer for mechanical systems of space apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012148297A (en) | 2014-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180283503A1 (en) | Bearingless planetary gearbox | |
| US9879760B2 (en) | Rotary actuator with shortest force path configuration | |
| US11692614B2 (en) | Hollow reducer for high precision control | |
| CN101949429B (en) | Single-stage cycloidal speed reducer of industrial robot | |
| CN106499775B (en) | Transmission speed reducer | |
| CN202203345U (en) | Compound precision cycloid decelerator | |
| US9605749B2 (en) | Planetary gear reducer | |
| CN102678832A (en) | Double output and self-balance planetary reducer | |
| CN107842590B (en) | Redundancy angular displacement output type differential mechanism | |
| RU2529254C2 (en) | Gear reducer | |
| Du et al. | A 3K Planetary Gear Train with a flexure-based anti-backlash carrier for collaborative robots | |
| RU127149U1 (en) | GEARED REDUCER | |
| CN102032320A (en) | Zero-return difference worm gear speed reducer for industrial robot | |
| CN104259991A (en) | Force control module based on variable-rigidity flexible mechanism | |
| CN202612494U (en) | Double-output self-balance planetary reduction gear | |
| CN204123270U (en) | A kind of power control module based on stiffness variable compliant mechanism | |
| CN213393363U (en) | Double-output speed reducer for rolling mill | |
| CN115875409B (en) | A structure of a planetary gear reducer with a large transmission ratio, a transmission ratio calculation method and a parameter determination method | |
| CN119175699A (en) | High-reduction-ratio robot joint actuator with built-in reduction structure | |
| CN102080705A (en) | Solar heliostat precision cycloid transmission device | |
| Georgiev et al. | Design and analysis of the bearingless planetary gearbox | |
| Trang et al. | Design harmonic drive for application in robot joint | |
| Kude et al. | Design of planetary gear train for geared rotary actuator | |
| CN209925522U (en) | Precision speed reducer | |
| CN223152687U (en) | Speed reducer with high transmission ratio |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201114 |