RU2791077C1

RU2791077C1 - Multi-satellite planetary gear

Info

Publication number: RU2791077C1
Application number: RU2022128542A
Authority: RU
Inventors: Григорий Николаевич Первушин; Александр Сергеевич Сунцов; Елена Федоровна Вычужанина
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2023-03-02

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of mechanical engineering. Multi-satellite planetary gear contains a sun gear, a stationary central wheel with internal teeth, six planet gears located on the axles by means of spherical rolling bearings, and a composite carrier consisting of disk-shaped jaws, one of which is made in one piece with the output shaft. Axes of three pinion gears are made shortened and fixedly mounted in the holes of the cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft. The axes of the other three satellites, fixedly mounted in the holes of the self-aligning disk-shaped cheeks of the composite carrier, are evenly spaced between the shortened axles, and the sun gear is made self-aligning by means of a toothed clutch.

EFFECT: reduction of the axial size of the multi-satellite planetary gear is provided.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к зубчатым планетарным передачам и может быть использовано в высоконагруженных механических приводах с ограниченным радиальным размером.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to planetary gears and can be used in highly loaded mechanical drives with a limited radial size.

Из уровня техники известна планетарная передача, содержащая солнечную шестерню, неподвижное центральное колесо, сателлиты, расположенные посредством подшипников качения на осях, и составное водило, состоящее из блока сателлитов и ступицы, соединенных между собой компенсационным узлом, выполненным в виде шлицевого соединения, расположенного в промежутках между сателлитами (пат. №2357138 РФ, МПК F16H 1/48. Планетарная передача / Шевчук В.П., Ляшенко М.В., Шеховцов В.В. и др. Заяв. 31.03.2008. Опубл. 27.05.2009, БИ №15).A planetary gear is known from the prior art, containing a sun gear, a fixed central wheel, satellites located by means of rolling bearings on the axles, and a composite carrier consisting of a block of satellites and a hub connected to each other by a compensation unit made in the form of a splined joint located in the gaps between satellites (pat. No. 2357138 of the Russian Federation, IPC F16H 1/48. Planetary gear / Shevchuk V.P., Lyashenko M.V., Shekhovtsov V.V. and others. Application. 03/31/2008. Published 05/27/2009, BI No. 15).

Недостатком этой конструкции является ее сложность и нетехнологичность, что обусловлено наличием компенсационного узла, выполненного в виде шлицевого соединения, расположенного в промежутках между сателлитами.The disadvantage of this design is its complexity and lack of manufacturability, which is due to the presence of a compensation node, made in the form of a slotted connection, located in the gaps between the satellites.

Известна также планетарная передача, содержащая солнечную шестерню, неподвижное центральное колесо, сателлиты, расположенные на осях посредством сферических подшипников, и составное водило, выполненное в виде жестко соединенной с выходным валом щеки с отверстиями под оси сателлитов и самоустанавливающегося диска, в который запрессованы оси сателлитов, а противоположные концы осей сателлитов установлены с зазором в отверстиях щеки водила. (пат. №2673584 РФ, МПК F16H 1/32. Многосателлитная планетарная передача / Плеханов Ф.И., Первушин Г.Н., Суслин А.В. Заяв 10.07.2017. Опуб. 28.11.2018, БИ №34).A planetary gear is also known, containing a sun gear, a fixed central wheel, satellites located on the axles by means of spherical bearings, and a composite carrier made in the form of a cheek rigidly connected to the output shaft with holes for the axles of the satellites and a self-aligning disk into which the axles of the satellites are pressed, and the opposite ends of the axes of the satellites are installed with a gap in the holes of the cheeks of the carrier. (Pat. No. 2673584 of the Russian Federation, IPC F16H 1/32. Multi-satellite planetary gear / Plekhanov F.I., Pervushin G.N., Suslin A.V. Application 07/10/2017. Published 11/28/2018, BI No. 34).

Недостатком ее является низкая нагрузочная способность из-за неравномерного распределения нагрузки по сателлитам при многосателлитном исполнении передачи, так как устройство позволяет выровнять нагрузку между сателлитами только при числе их, не превышающем трех. Высоконагруженные же передачи выполняются с числом сателлитов, большим трех.Its disadvantage is the low load capacity due to the uneven distribution of the load over the satellites in the case of a multi-satellite transmission, since the device allows you to equalize the load between the satellites only if their number does not exceed three. Highly loaded transmissions are performed with the number of satellites greater than three.

Наиболее близкой к заявленному изобретению является многосателлитная планетарная передача, содержащая солнечную шестерню, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, шесть сателлитов, расположенных на осях посредством сферических подшипников качения, и составное водило, состоящее из трех дискообразных щек с отверстиями под оси сателлитов, одна из которых выполнена за одно целое с выходным валом, две другие не связаны друг с другом и выполнены в виде самоустанавливающихся дисков, в одном из которых расположены путем запрессовки оси одной половины сателлитов, в другом расположены также путем запрессовки оси второй половины сателлитов и выполнены отверстия для свободного прохождения через них осей первой половины сателлитов (пат. №2725376 РФ, МПК F16H 1/32. Многосателлитная планетарная передача / Плеханов Ф.И., Михайлов Ю.О., Пушкарев А.Э., Пушкарев И.А. Заяв. 07.06.2019, Опуб. 02.07.2020, БИ №19) (прототип).Closest to the claimed invention is a multi-satellite planetary gear containing a sun gear, a fixed central wheel with internal teeth, six satellites located on the axles by means of spherical rolling bearings, and a composite carrier consisting of three disk-shaped cheeks with holes for the axis of the satellites, one of which made in one piece with the output shaft, the other two are not connected to each other and are made in the form of self-aligning disks, in one of which they are located by pressing the axis of one half of the satellites, in the other they are also located by pressing the axis of the second half of the satellites and holes are made for free passage through them the axes of the first half of the satellites (pat. No. 2725376 of the Russian Federation, IPC F16H 1/32. Multi-satellite planetary gear / Plekhanov F.I., Mikhailov Yu.O., Pushkarev A.E., Pushkarev I.A. App. 07.06. 2019, Published 07/02/2020, BI No. 19) (prototype).

Недостатком этой конструкции является большой ее осевой размер, что связано с наличием двух не связанных друг с другом самоустанавливающихся дискообразных щек составного водила.The disadvantage of this design is its large axial size, which is associated with the presence of two self-aligning disc-shaped cheeks of the composite carrier that are not connected to each other.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение осевого размера многосателлитной планетарной передачи.The problem to which this invention is directed is to reduce the axial size of a multi-satellite planetary gear.

Указанная задача решена тем, что в многосателлитной планетарной передаче, содержащей солнечную шестерню, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, шесть сателлитов, расположенных на осях посредством сферических подшипников качения, и составное водило, состоящее из дискообразных щек, одна из которых выполнена за одно целое с выходным валом, оси трех сателлитов выполнены укороченными и установлены неподвижно в отверстиях щеки составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, оси других трех сателлитов, установленные неподвижно в отверстиях самоустанавливающейся дискообразной щеки составного водила, расположены равномерно между укороченными осями, а солнечная шестерня выполнена самоустанавливающейся посредством зубчатой муфты.This problem is solved by the fact that in a multi-satellite planetary gear containing a sun gear, a stationary central wheel with internal teeth, six satellites located on the axles by means of spherical rolling bearings, and a composite carrier consisting of disk-shaped cheeks, one of which is made in one piece with output shaft, the axes of the three planet carriers are shortened and fixed in the holes of the cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, the axes of the other three satellites, fixed in the holes of the self-aligning disk-shaped cheek of the composite carrier, are located evenly between the shortened axles, and the sun gear is made self-aligning by means of a gear coupling.

Снижение осевого размера достигается за счет выполнения осей трех из шести сателлитов укороченными и установкой их неподвижно в щеке составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, а солнечной шестерни - самоустанавливающейся, что позволило избавиться от одной из двух самоустанавливающихся дискообразных щек составного водила.Reducing the axial size is achieved by making the axes of three of the six satellites shortened and installing them motionless in the cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, and the sun gear is self-aligning, which made it possible to get rid of one of the two self-aligning disk-shaped cheeks of the composite carrier.

Конструкция передачи поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид многосателлитной планетарной передачи в разрезе, на фиг. 2 - вид по А-А на фиг. 1.The design of the transmission is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a general view of a multi-satellite planetary gear in section, in Fig. 2 is a view along A-A in FIG. 1.

Многосателлитная планетарная передача содержит солнечную шестерню 1, зубчатую муфту 2, шесть сателлитов 3, сферические подшипники качения сателлитов 4, три укороченные оси сателлитов 5, три обычные оси сателлитов 6, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями 7, дискообразную щеку составного водила, выполненную за одно целое с выходным валом, 8, самоустанавливающуюся дискообразную щеку составного водила 9, центрирующие резиновые кольца 10, подшипники выходного вала 11, подшипники быстроходного вала 12, корпус 13, крышку 14.SUBSTANCE: multi-satellite planetary gear includes sun gear 1, toothed clutch 2, six satellites 3, spherical rolling bearings of satellites 4, three shortened axles of satellites 5, three conventional axles of satellites 6, a stationary central wheel with internal teeth 7, a disk-shaped cheek of a compound carrier made in one whole with output shaft, 8, self-aligning disk-shaped cheek of the composite carrier 9, centering rubber rings 10, output shaft bearings 11, high-speed shaft bearings 12, housing 13, cover 14.

Дискообразная щека составного водила, выполненная за одно целое с выходным валом, 8 выполнена с тремя отверстиями для установки в них укороченных осей сателлитов 5 и тремя отверстиями с канавками для установки трех обычных осей сателлитов 6 и центрирующих резиновых колец 10, причем диаметр обычных осей сателлитов 6 меньше диаметра отверстий под них. Самоустанавливающаяся дискообразная щека составного водила 9 выполнена с тремя отверстиями для установки в них обычных осей сателлитов 6. Венец с внешними зубьями зубчатой муфты 2 выполнен за одно целое с быстроходным валом.The disk-shaped cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, 8 is made with three holes for installing shortened axes of the satellites 5 and three holes with grooves for installing three conventional axes of the satellites 6 and centering rubber rings 10, and the diameter of the usual axes of the satellites 6 less than the diameter of the holes under them. The self-adjusting disk-shaped cheek of the composite carrier 9 is made with three holes for installing conventional satellite axles 6 in them. The crown with external teeth of the gear coupling 2 is made in one piece with the high-speed shaft.

Укороченные оси сателлитов 5 запрессованы в отверстия дискообразной щеки составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, 8. Обычные оси сателлитов 6 запрессованы в отверстия самоустанавливающейся дискообразной щеки составного водила 9 и установлены с зазором в отверстия дискообразной щеки составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, 8. Центрирующие резиновые кольца 10 установлены плотно в кольцевые канавки дискообразной щеки составного водила, жестко связанной с выходным валом, 8.The shortened axles of the satellites 5 are pressed into the holes of the disc-shaped cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, 8. The usual axles of the satellites 6 are pressed into the holes of the self-aligning disc-shaped cheek of the composite carrier 9 and installed with a gap in the holes of the disc-shaped cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, 8. Centering rubber rings 10 are installed tightly in the annular grooves of the disk-shaped cheek of the composite carrier, rigidly connected to the output shaft, 8.

Сборка многосателлитной планетарной передачи осуществляется в следующей последовательности.The assembly of a multi-satellite planetary gear is carried out in the following sequence.

На запрессованные в дискообразные щеки составного водила 8 и 9 укороченные оси сателлитов 5 и обычные оси сателлитов 6 сажаются сателлиты 3 в сборе со сферическими подшипниками качения 4. Блок деталей, содержащий три сателлита 3, укороченные оси сателлитов 5 и дискообразную щеку составного водила, выполненную за одно целое с выходным валом, 8, устанавливается на подшипники выходного вала 11, предварительно расположенные в корпусе 13. Неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями 7 устанавливается в корпусе 13 и фиксируется в нем. Блок деталей, содержащий три сателлита 3, обычные оси сателлитов 6 и самоустанавливающуюся дискообразную щеку составного водила 9, осевым перемещением вводится в корпус 13 так, чтобы сателлиты 3 зацеплялись с неподвижным центральным колесом с внутренними зубьями 7, а обычные оси сателлитов 6 вошли в отверстия дискообразной щеки составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, 8 и сели на центрирующие резиновые кольца 10. Солнечная шестерня 1 в сборе с зубчатой муфтой 2 осевым перемещением вводится в зацепление с сателлитами 3 и одновременно сажается на левый подшипник быстроходного вала 12, предварительно установленный в дискообразной щеке составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, 8. После этого крышка 14 с расположенным в ней правым подшипником быстроходного вала 12 сажается на быстроходный вал и одновременно устанавливается в корпусе 13.On pressed into the disk-shaped cheeks of the composite carrier 8 and 9, the shortened axles of the satellites 5 and the usual axles of the satellites 6 are seated satellites 3 assembled with spherical rolling bearings 4. one piece with the output shaft, 8, is installed on the output shaft bearings 11, previously located in the housing 13. The stationary central wheel with internal teeth 7 is installed in the housing 13 and fixed in it. A block of parts containing three satellites 3, the usual axles of the satellites 6 and a self-aligning disk-shaped cheek of the composite carrier 9, is inserted into the body 13 by axial movement so that the satellites 3 engage with a stationary central wheel with internal teeth 7, and the usual axles of the satellites 6 enter the holes of the disk-shaped the cheeks of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, 8 and sat on the centering rubber rings 10. The sun gear 1, complete with a gear clutch 2, is axially moved into engagement with the satellites 3 and at the same time sits on the left bearing of the high-speed shaft 12, pre-installed in the disc-shaped cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, 8. After that, the cover 14 with the right bearing of the high-speed shaft 12 located in it is seated on the high-speed shaft and is simultaneously installed in the housing 13.

Многосателлитная планетарная передача работает следующим образом.Multi-satellite planetary gear operates as follows.

Вращательное движение передается от солнечной шестерни 1, связанной посредством зубчатой муфты с быстроходным валом 2, через сателлиты 3, сферические подшипники сателлитов 4 и укороченные и обычные оси сателлитов 5, 6 дискообразной щеке составного водила и выполненному за одно целое с ней выходному валу 8. При этом самоустанавливающаяся дискообразная щека составного водила 9 и установленные на расположенных в ней обычных осях 6 сателлиты 3 самоустанавливаются за счет зазоров между обычными осями 6 и отверстиями в дискообразной щеке составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, 8. Нагрузка между этими тремя сателлитами 3 выравнивается. Солнечная шестерня 1 самоустанавливается за счет зазоров между зубьями зубчатой муфты 2, обеспечивая равномерное распределение нагрузки между тремя сателлитами 3, расположенными на укороченных осях сателлитов 5. При работе многосателлитной планетарной передачи на холостом ходу или при небольшом моменте на выходном валу центрирующие резиновые кольца 10 не позволяют самоустанавливающейся дискообразной щеке составного водила 9 в сборе с сателлитами 3 смещаться в радиальном направлении под действием их силы тяжести, что способствует равномерному распределению нагрузки при этом режиме работы.The rotational movement is transmitted from the sun gear 1, connected by means of a gear coupling with a high-speed shaft 2, through the satellites 3, the spherical bearings of the satellites 4 and the shortened and conventional axles of the satellites 5, 6 to the disk-shaped cheek of the composite carrier and the output shaft 8 made in one piece with it. In this case, the self-aligning disc-shaped cheek of the composite carrier 9 and the satellites 3 installed on the ordinary axles 6 located in it are self-aligning due to the gaps between the conventional axles 6 and the holes in the disc-shaped cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, 8. The load between these three satellites 3 levels out. The sun gear 1 is self-adjusting due to the gaps between the teeth of the gear coupling 2, ensuring uniform load distribution between the three satellites 3 located on the shortened axes of the satellites 5. When the multi-satellite planetary gear is idling or with a small torque on the output shaft, the centering rubber rings 10 do not allow self-aligning disk-shaped cheek of the composite carrier 9 assembled with satellites 3 to move in the radial direction under the action of their gravity, which contributes to a uniform distribution of the load in this mode of operation.

Учитывая, что из-за наличия зазоров между обычными осями сателлитов 6 и отверстиями в дискообразной щеке составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, 8 нагрузка в зацеплениях сателлитов 3, расположенных на этих осях 6, меньше, чем в зацеплениях сателлитов 3, расположенных на укороченных осях 5, зубья сателлитов 3, расположенных на обычных осях 6, следует выполнить толще зубьев других сателлитов на величину, равную разности диаметров отверстия в дискообразной щеке составного водила 8 и обычной оси сателлита 6 в месте их сопряжения.Considering that due to the presence of gaps between the usual axes of the satellites 6 and the holes in the disk-shaped cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, 8 the load in the gears of the satellites 3 located on these axles 6 is less than in the gears of the satellites 3, located on shortened axles 5, the teeth of satellites 3, located on ordinary axles 6, should be made thicker than the teeth of other satellites by an amount equal to the difference in the diameters of the hole in the disk-shaped cheek of the composite carrier 8 and the usual axis of the satellite 6 at the place of their conjugation.

Выполнение трех осей сателлитов 5 укороченными и расположение их в дискообразной щеке составного водила, выполненной за одно целое с выходным валом, 8, а солнечной шестерни 1 - самоустанавливающейся позволяет избавиться от одной из самоустанавливающихся дискообразных щек составного водила и снизить осевой размер многосателлитной планетарной передачи на толщину щеки. А выполнение зубьев сателлитов разной толщиной обеспечивает снижение неравномерности распределения нагрузки между сателлитами.The implementation of the three axes of the satellites 5 shortened and their location in the disk-shaped cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, 8, and the sun gear 1 - self-aligning allows you to get rid of one of the self-aligning disk-shaped cheeks of the composite carrier and reduce the axial size of the multi-satellite planetary gear by thickness cheeks. And the implementation of the teeth of the satellites of different thicknesses reduces the uneven distribution of the load between the satellites.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Пат. №2357138 РФ, МПК F16H 1/48. Планетарная передача /Шевчук В.П., Ляшенко М.В., Шеховцов В.В. и др. Заяв. 31.03.2008. Опубл. 27.05.2009, БИ №15.1. Pat. No. 2357138 RF, IPC F16H 1/48. Planetary gear / Shevchuk V.P., Lyashenko M.V., Shekhovtsov V.V. etc. Application. 03/31/2008. Published 05/27/2009, BI No. 15.

2. Пат. №2673584 РФ,МПК F16H1/32. Многосателлитная планетарная передача /Плеханов Ф.И., Первушин Г.Н., Суслин А.В. Заяв 10.07.2017. Опуб. 28.11.2018, БИ №34.2. Pat. No. 2673584 RF, IPC F16H1 / 32. Multi-satellite planetary gear / Plekhanov F.I., Pervushin G.N., Suslin A.V. Declared 10.07.2017. Pub. 11/28/2018, BI No. 34.

3. Пат. №2725376 РФ, МПК F16H 1/32. Многосателлитная планетарная передача /Плеханов Ф.И., Михайлов Ю.О., Пушкарев А.Э., Пушкарев И.А. Заяв. 07.06.2019. Опуб. 02.07.2020, БИ №19 (прототип).3. Pat. No. 2725376 RF, IPC F16H 1/32. Multi-satellite planetary gear / Plekhanov F.I., Mikhailov Yu.O., Pushkarev A.E., Pushkarev I.A. App. 06/07/2019. Pub. 07/02/2020, BI No. 19 (prototype).

Claims

1. A multi-satellite planetary gear containing a sun gear, a stationary central wheel with internal teeth, six planet gears located on the axles by means of spherical rolling bearings, and a composite carrier consisting of disk-shaped cheeks, one of which is made in one piece with the output shaft, characterized in that that the axes of the three satellites are shortened and fixed in the holes of the cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, the usual axes of the other three satellites, fixed in the holes of the self-aligning disc-shaped cheek of the composite carrier, are located evenly between the shortened axles, and the sun gear is made self-aligning by means of a gear coupling.

2. Multi-satellite planetary gear according to claim 1, characterized in that the teeth of the satellites located on conventional axles are thicker than the teeth of other satellites by an amount equal to the difference in the diameters of the hole in the disk-shaped cheek of the composite carrier, made in one piece with the output shaft, and the usual axis of the satellite in the place of their conjugation.