RU2818091C1

RU2818091C1 - Multi-satellite planetary gear

Info

Publication number: RU2818091C1
Application number: RU2023127859A
Authority: RU
Inventors: Григорий Николаевич Первушин; Иван Андреевич Пушкарев; Александр Сергеевич Сунцов; Елена Федоровна Вычужанина; Татьяна Андреевна Пушкарева
Filing date: 2023-10-30
Publication date: 2024-04-24

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: multi-satellite planetary gear comprises a sun gear, a fixed central wheel, satellites located by means of rolling bearings on the axes, and a composite carrier consisting of a cheek with holes for the satellite axes and a self-aligning disk with the satellite axes rigidly connected to it, the opposite ends of which are installed in the cheek holes carriers and comprise centring elements. The centring elements are made in the form of plastic bushings, and the self-aligning disk comprises rods, one end is pressed into its holes, and the other is installed with a gap in the holes of the cheeks of the composite carrier.

EFFECT: increase in load capacity and a reduction in dynamic load at the time of transmission start-up.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к зубчатым передачам и может быть использовано в высоконагруженных механических приводах.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, to gears and can be used in highly loaded mechanical drives.

Известна многосателлитная планетарная передача, содержащая «плавающую» солнечную шестерню, установленную на двойном зубчатом кардане, сателлиты, неподвижное центральное колесо и водило [1] (Решетов Л. Н. Самоустанавливающиеся механизмы. Справочник. - М.: Машиностроение, 1979. - с. 241, рис. 5.10а).A multi-satellite planetary gear is known, containing a “floating” sun gear mounted on a double-toothed cardan, satellites, a fixed central wheel and a carrier [1] (Reshetov L.N. Self-aligning mechanisms. Handbook. - M.: Mashinostroenie, 1979. - p. 241, Fig. 5.10a).

Недостатками ее являются большой осевой размер механизма и большой объем зуборезных работ, что вызвано наличием двойного зубчатого кардана. Its disadvantages are the large axial size of the mechanism and the large volume of gear cutting work, which is caused by the presence of a double toothed cardan.

Известна также многосателлитная планетарная передача, содержащая солнечную шестерню, неподвижное центральное колесо, сателлиты, расположенные посредством подшипников качения на осях, и составное водило, состоящее из сателлитного блока и ступицы, соединенных между собой компенсационным узлом, выполненным в виде шлицевого соединения, расположенного в промежутках между сателлитами [2] (пат. №2357138 РФ, МПК F16H 1/48. Планетарная передача / Шевчук В.П., Ляшенко М.В., Шеховцов В.В. и др. Заявл. 31.03.2008. Опубл. 27.05.2009, БИ №15). A multi-satellite planetary gear is also known, containing a sun gear, a fixed central wheel, satellites located by means of rolling bearings on the axes, and a composite carrier consisting of a satellite block and a hub, interconnected by a compensation unit made in the form of a splined connection located in the spaces between satellites [2] (patent No. 2357138 RF, IPC F16H 1/48. Planetary gear / Shevchuk V.P., Lyashenko M.V., Shekhovtsov V.V. et al. Application. 03.31.2008. Publ. 27.05. 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 low technology, which is due to the presence of a compensation unit made in the form of a splined connection located in the spaces between the satellites.

Наиболее близкой к заявляемому решению является многосателлитная планетарная передача, содержащая солнечную шестерню, неподвижное центральное колесо, сателлиты, расположенные на осях посредством сферических подшипников, и составное водило, выполненное в виде 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, а оси сателлитов в местах посадки выполнены с кольцевыми канавками, в которых расположены центрирующие элементы в виде резиновых колец [3] (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) (прототип). The closest to the claimed solution is a multi-satellite planetary gear containing a sun gear, a fixed central wheel, satellites located on the axes by means of spherical bearings, and a composite carrier made in the form of a cheek with holes for the axes of the satellites and a self-aligning disk into which the axes of the satellites are pressed, and the opposite ends of the satellite axes are installed with a gap in the holes of the carrier cheek, and the satellite axes in the landing areas are made with annular grooves in which centering elements in the form of rubber rings are located [3] (pat. No. 2673584 RF, MPK F16H1/32. Multi-satellite planetary transfer / Plekhanov F.I., Pervushin G.N., Suslin A.V. Application 07.10.2017. Publ. 11.28.2018, BI No. 34) (prototype).

Недостатком данной планетарной передачи является низкая нагрузочная способность. Это связано с тем, что центрирующие элементы выполнены в виде резиновых колец, имеющих малую жесткость, что приводит к большой динамической нагрузке в момент пуска механизма. Кроме того, число сопрягаемых поверхностей, передающих нагрузку от сателлитов и их осей на щеку водила, не превышает числа сателлитов, поэтому указанные сопряжения имеют сравнительно низкую нагрузочную способность. Все это оказывает отрицательное влияние на нагрузочную способность многосателлитной планетарной передачи в целом.The disadvantage of this planetary gear is its low load capacity. This is due to the fact that the centering elements are made in the form of rubber rings with low rigidity, which leads to a large dynamic load at the moment the mechanism is started. In addition, the number of mating surfaces transmitting the load from the satellites and their axes to the carrier cheek does not exceed the number of satellites, therefore these matings have a relatively low load capacity. All this has a negative impact on the load capacity of the multi-satellite planetary gear as a whole.

Задачей данного изобретения является повышение нагрузочной способности многосателлитной планетарной передачи.The objective of this invention is to increase the load capacity of a multi-satellite planetary gear.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в многосателлитной планетарной передаче, содержащей солнечную шестерню, неподвижное центральное колесо, сателлиты, расположенные посредством подшипников качения на осях, и составное водило, состоящее из щеки с отверстиями под оси сателлитов и самоустанавливающегося диска с жестко соединенными с ним осями сателлитов, противоположные концы которых установлены в отверстиях щеки водила и содержат центрирующие элементы, центрирующие элементы выполнены в виде пластмассовых втулок, а самоустанавливающийся диск - содержащим стержни, одним концом запрессованные в его отверстия, а вторым установленные с зазором в отверстиях щеки составного водила. The solution to the problem is achieved by the fact that in a multi-satellite planetary gear containing a sun gear, a fixed central wheel, satellites located by means of rolling bearings on the axes, and a composite carrier consisting of a cheek with holes for the axes of the satellites and a self-aligning disk with axes rigidly connected to it satellites, the opposite ends of which are installed in the holes of the carrier cheek and contain centering elements, the centering elements are made in the form of plastic bushings, and the self-aligning disk contains rods, one end pressed into its holes, and the other installed with a gap in the holes of the composite carrier cheek.

Повышение нагрузочной способности многосателлитной планетарной передачи достигается выполнением центрирующих элементов составного водила в виде пластмассовых втулок, а самоустанавливающегося диска - содержащим жестко соединенные с ним стержни, установленные одним концом с зазором в отверстиях щеки составного водила.Increasing the load capacity of a multi-satellite planetary gear is achieved by making the centering elements of the composite carrier in the form of plastic bushings, and the self-aligning disk containing rods rigidly connected to it, installed at one end with a gap in the holes of the cheek of the composite carrier.

Суть изобретения 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 essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a general cross-sectional view of a multi-satellite planetary gear; FIG. 2 - view along A-A in FIG. 1.

Многосателлитная планетарная передача содержит солнечную шестерню 1, неподвижное центральное колесо 2, сателлиты 3, подшипники сателлитов 4, оси сателлитов 5, щеку составного водила 6, пластмассовые втулки 7, самоустанавливающийся диск составного водила 8, стержни 9, подшипники выходного вала 10, подшипники быстроходного вала 11, корпус 12 и крышку 13.The multi-satellite planetary gear contains a sun gear 1, a fixed central wheel 2, satellites 3, bearings of the satellites 4, axles of the satellites 5, a composite carrier cheek 6, plastic bushings 7, a self-aligning disk of the composite carrier 8, rods 9, output shaft bearings 10, high-speed shaft bearings 11, body 12 and cover 13.

Солнечная шестерня 1 выполнена за одно целое с быстроходным валом, а щека составного водила 6 - за одно целое с выходным валом и содержит отверстия под пластмассовые втулки 7 и стержни 9. Самоустанавливающийся диск 8 выполнен с отверстиями под оси сателлитов 5 и под стержни 9.The sun gear 1 is made integral with the high-speed shaft, and the cheek of the composite carrier 6 is integral with the output shaft and contains holes for plastic bushings 7 and rods 9. The self-aligning disk 8 is made with holes for the axes of the satellites 5 and for the rods 9.

Пластмассовые втулки 7 запрессованы в отверстия щеки составного водила 6. Оси сателлитов 5 одним концом запрессованы в отверстия самоустанавливающегося диска составного водила 8, а вторым вставлены с минимальным зазором в отверстия пластмассовых втулок 7. Стержни 9 одним концом запрессованы в отверстия самоустанавливающегося диска составного водила 8, а другим установлены с зазором в отверстия щеки составного водила 6.Plastic bushings 7 are pressed into the holes of the cheek of the composite carrier 6. The axes of the satellites 5 are pressed at one end into the holes of the self-aligning disk of the composite carrier 8, and the other are inserted with a minimum gap into the holes of the plastic bushings 7. The rods 9 are pressed at one end into the holes of the self-aligning disk of the composite carrier 8, and the other is installed with a gap in the cheek holes of the composite carrier 6.

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

Пластмассовые втулки 7 запрессовываются в отверстия щеки составного водила 6. Оси сателлитов 5 вставляются в отверстия пластмассовых втулок 7, а стержни 9 вставляются в отверстия щеки составного водила 6. На оси сателлитов 5 сажаются сателлиты 3 в сборе с подшипниками 4. Самоустанавливающийся диск составного водила 8 напрессовывается на оси сателлитов 5 и на стержни 9 и стопорится на них. Неподвижное центральное колесо 2 устанавливается в корпусе 12 передачи. Блок сателлитов в сборе с водилом осевым перемещением вводится в зацепление с неподвижным центральным колесом 2 и одновременно сажается на расположенные в корпусе 12 подшипники выходного вала 10. Солнечная шестерня 1 осевым перемещением вводится в зацепление с сателлитами 3 и одновременно сажается на левый подшипник быстроходного вала 11. После этого крышка 13 с установленным в ней правым подшипником быстроходного вала 11сажается в корпус 12 передачи и на быстроходный вал.Plastic bushings 7 are pressed into the holes of the cheek of the composite carrier 6. The axes of the satellites 5 are inserted into the holes of the plastic bushings 7, and the rods 9 are inserted into the holes of the cheek of the composite carrier 6. On the axis of the satellites 5, the satellites 3 are assembled with bearings 4. Self-aligning disk of the composite carrier 8 is pressed onto the axes of the satellites 5 and onto the rods 9 and locked onto them. The fixed central wheel 2 is installed in the gear housing 12. The block of satellites assembled with the carrier is axially brought into engagement with the stationary central wheel 2 and is simultaneously seated on the bearings of the output shaft 10 located in the housing 12. The sun gear 1 is brought into engagement with the satellites 3 by axial movement and is simultaneously seated on the left bearing of the high-speed shaft 11. After this, the cover 13 with the right bearing of the high-speed shaft 11 installed in it is seated in the gear housing 12 and on the high-speed shaft.

Многосателлитная планетарная передача работает следующим образом.A multi-satellite planetary gear works as follows.

Вращательное движение передается от солнечной шестерни 1 через сателлиты 3, подшипники сателлитов 4 и оси сателлитов 5 самоустанавливающемуся диску составного водила 8 и щеке составного водила 6, выполненной за одно целое с выходным валом. При небольшом моменте на выходном валу вращательное движение передается от осей сателлитов 5 через пластмассовые втулки 7 щеке составного водила 6, жестко соединенной с выходным валом. При работе передачи под большой нагрузкой пластмассовые втулки 7 деформируются так, что зазоры между стержнями 9 и отверстиями в щеке составного водила 6 выбираются и нагрузка на щеку составного водила 6 передается как сателлитами 3, так и стержнями 9. Самоустанавливающийся диск составного водила 8 с сателлитами 3 под нагрузкой самоустанавливается за счет деформации пластмассовых втулок 7 и зазоров между стержнями 9 и отверстиями в щеке составного водила 6, выравнивая нагрузку между сателлитами 3. Пластмассовые втулки 7 обеспечивают центровку блока сателлитов, препятствуя радиальному его смещению под действием силы тяжести, ведущему к неравномерному распределению нагрузки по сателлитам 3. Кроме того, пластмассовые втулки 7 снижают динамическую нагрузку в момент пуска передачи.The rotational motion is transmitted from the sun gear 1 through the satellites 3, the bearings of the satellites 4 and the axes of the satellites 5 to the self-aligning disk of the composite carrier 8 and the cheek of the composite carrier 6, made integral with the output shaft. When the torque on the output shaft is small, the rotational motion is transmitted from the axes of the satellites 5 through the plastic bushings 7 to the cheek of the composite carrier 6, rigidly connected to the output shaft. When the transmission operates under heavy load, the plastic bushings 7 are deformed so that the gaps between the rods 9 and the holes in the cheek of the composite carrier 6 are selected and the load on the cheek of the composite carrier 6 is transmitted by both satellites 3 and rods 9. Self-aligning disk of the composite carrier 8 with satellites 3 under load, it self-aligns due to the deformation of the plastic bushings 7 and the gaps between the rods 9 and the holes in the cheek of the composite carrier 6, leveling the load between the satellites 3. The plastic bushings 7 ensure centering of the satellite block, preventing its radial displacement under the influence of gravity, leading to uneven load distribution on satellites 3. In addition, plastic bushings 7 reduce the dynamic load at the moment of starting the transmission.

Для предотвращения кромочного контакта в зонах сопряжения стержней 9 и щеки составного водила 6, препятствующего самоустановке блока сателлитов 3, каждый стержень 9 может быть выполнен со сферической поверхностью в зоне его сопряжения со щекой составного водила 6.To prevent edge contact in the areas of mating of the rods 9 and the cheek of the composite carrier 6, which prevents the self-installation of the block of satellites 3, each rod 9 can be made with a spherical surface in the zone of its mating with the cheek of the composite carrier 6.

Многосателлитная планетарная передача такой конструкции имеет сравнительно большую нагрузочную способность за счет наличия дополнительных элементов, передающих нагрузку, в виде стержней 9 и выполнения центрирующих элементов в виде пластмассовых втулок 7.A multi-satellite planetary gear of this design has a relatively large load capacity due to the presence of additional load-transmitting elements in the form of rods 9 and centering elements in the form of plastic bushings 7.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Решетов Л. Н. Самоустанавливающиеся механизмы. Справочник. - М.: Машиностроение, 1979. - с. 241, рис. 5.10а.1. Reshetov L. N. Self-aligning mechanisms. Directory. - M.: Mechanical Engineering, 1979. - p. 241, fig. 5.10a.

2. 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. 2. Pat. No. 2357138 RF, MPK F16H 1/48. Planetary transmission / Shevchuk V.P., Lyashenko M.V., Shekhovtsov V.V. and others. Application. 03/31/2008. Publ. 05/27/2009, BI No. 15.

3. 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 (прототип). 3. Pat. No. 2673584 RF, MPK F16H 1/32. Multisatellite planetary gear / Plekhanov F.I., Pervushin G.N., Suslin A.V. Application 07/10/2017. Publ. 11/28/2018, BI No. 34 (prototype).

Claims

1. Multi-satellite planetary gear containing a sun gear, a fixed central wheel, satellites located by means of rolling bearings on the axes, and a composite carrier consisting of a cheek with holes for the satellite axes and a self-aligning disk with the satellite axes rigidly connected to it, the opposite ends of which are installed in the holes of the cheek of the carrier and contain centering elements, characterized in that the centering elements are made in the form of plastic bushings, and the self-aligning disk contains rods, one end pressed into its holes, and the other - installed with a gap in the holes of the cheek of the composite carrier.

2. Multi-satellite planetary gear according to claim 1, characterized in that each rod is made with a spherical surface in the area of its interface with the cheek of the composite carrier.