Многопоточный фрикционный редуктор

. (5)5 Р 16 5 ЗОБРЕТ ЬСТВУ И нерно-строительСССР80,СССР1987 (иИКЦИОН рото- НЫЙ роевши нос но при ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Ленинградский инженый институт(57) Изобретение относится к мнию и может быть использоваЖ 1714257 А 1 даче вращательного движения. Цель изобретения - расширение кинематических возможностей редуктора и повышение нагрузочной способности. Для этого жесткий ведущий каток 2 контактирует с большими диаметрами распорных катков 3. Оси 4 распорных катков 3 установлены в обойму 5 и подпружинены с двух сторон в окружном направлении упругими элементами 6. Обойма 5 имееттри фиксированных положения, Распорные катки 3 меньшими диаметрами контактируют с большими диаметрами сателлитов 7, Центральное колесо 12 с внутренним зацеплением контактирует с меньшими диаметрами сателлитов 7. 1 .з.п.ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к машиностроению, в частности к фрикционным многопоточным передачам с упругим звеном вкаждом силовом потоке.Известны многопоточные фрикционные механизмы с постоянными передаточными отношениями, например многопоточный двухступенчатый редуктор.,Известный редуктор имеет ведущий каток, состоящий из ступицы с распорными 10роликами, на которые установлен обод, состоящий из пакета стальных плоских разрезанных колец с тупоугольными пазами нэвнутренней поверхности и с зубьями равного сопротивления изгибу касательными силами на наружной поверхности. Распорныеролики и тупоугольные пазы на разрезанных кольцах при работе создают силы прижатия обода ведущего катка к ведомымкаткам, причем сила прижэтия изменяется 20пропорционально передаваемому крутящему моменту.Зубья равного сопротивления изгибуобеспечивают компенсацию скольжения впятнах контактов от допусков на размеры и 25установку параллельно работающих звеньев, Проскальзывание в многопоточныхфрикционных передачах возникает из-задопусков на размеры рабочих поверхностей, Ведущий каток ободом прижимается к 30средним ободам промежуточных катков,контактирующих с внутренней поверхно-,стью большого колеса соосного с ведущимкатком и соединенного с выходным валом,Недостатком данного редуктора является сложность изготовления ведущего кат- .ка, особенно зубьев равного сопротивленияизгибу и упругого обода.Известное устройство может реализо-,вать относительно небольшие передаточные отношения при заданных габаритах.Для каждого редуктора с другим передаточным отношением требуются не толькорасчетные кинемэтические звенья, но и корпус, т,е. затруднительна унификация корпусов для редукторов с различнымипередаточными отношениями,Наиболее близким к предлагаемому является многопоточный фрикционный редуктор, входящий в трансформатор вращающего момента,Укаэанный редуктор имеет ведущий каток с упругим ободом. состоящим иэ наклонных к образующей цилиндра пластинзубьев равного сопротивления изгибу, Касательными силами пластины обода изгибом компенсируется. скольжение, которое возникает иэ-зэ неточности и установки параллельно работающих звеньев. От ведущего катка вращение передается распорным каткам, которые установленыв обойме на подпружиненных осях,Распорные катки имеют контакт с промежуточными катками и при передаче кру;тящего момента заклиниваются между,ведущими и промежуточными катками. При заклинивании касательными силами образуются силы прижатия, пропорциональныепередаваемому крутящему моменту. Силыприжатия обеспечивают передачу крутящего момента от распорных роликов к промежуточным,Оси промежуточных катков опираютсяна наклонные опоры корпуса и создают дополнительные силы прижатия, необходимые во второй ступени передачи, т.е, отпромежуточных катков к центральному колесу,Центральное колесо с промежуточнымикатками контактирует внутренней поверхностью, соосной с ведущим катком.Недостатком известного устройства является сложность изготовления ведущегокатка из-за нарезания косых пластинчатыхзубьев равного сопротивления изгибу касательной силой,Устройство распорного катка одного диаметра не обеспечивает больших передаточных отношений при заданных габаритахредукторовДля каждого редуктора с заданным передаточным отношением требуется изготовление своего корпуса.Целью изобретения является расширение кинематических возможностей и повы-,шение нагруэочной способности,Указанная цель достигается тем, что в многопоточном фрикционном редукторе, содержащем корпус, установленный нэ входном валу ведущий каток с диаметром б 1, с выходным валом связанное центральное большое колесо внутреннего зацепления, установленные в корпусе опоры с тупоугольными вырезами, размещенные в последних на осях двухвенцовые сателлиты, взаимодействующие меньшими диаметрами с центральным колесом, обойму с подпружиненными в окружном направлении распорными катками, взаимодействующи,- ми с большими диаметрами двухвенцовых сателлитов, обойма с распорными катками установлена с возможностью поворота для периодического подключения распорных катков к сателлитам, рабочие поверхности последних, контактирующие с распорными катками, выполнены из упругого материала, а раапорные катки выполнены двухвенцовыми для взаимодействия большим диамет6 1714257 цеплением, которое установлено соосно с ведущим катком 2 и соединено с выходным валом 13. Выходной вал 13 установлен на подшипнике 14 на ведущем валу 1. Рабочие 5 поверхности сателлитов 7 выполнены изупругого материала.Оптимальная работа редуктора определяется отношением и величиной диаметров рабочих поверхностей распорных катков 3 и 10 углом наклона опор осей сателлитов 7 к радиусу корпуса.Силы прижатия 01 и 02 (фиг. 3) равны,равны и коэффициенты сцепления в пятнах контакта между ведущим катком с диамет ром б 1 и большим диаметром бг распорныхкатков и между меньшим диаметром бз распорных катков и большим диаметром б 4 сателлитов 7. Из равенства моментов сил на ободах распорного катка имеем Р 1 бг- Ггбз, 20 а касательные силы втехже пятнах контактавыражаются зависимостями Р 1 = ф 101 и Гг = ф 02, Подставляя эти выражения в равенство, получим у у б 1+б 4+2 25 где б 4 - большой диаметр сателлита;1- зазор между ведущим катком и большим диаметром сателлита;Н - расстояние от оси вращения катка 3 О до дна паза;Ь 1 - расстояние от оси сателлита до основания опоры.На фиг, 1 изображена кинематическая схема многопоточного редуктора; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - расчетная схема силового потока и векторы сил.На входном валу 1 неподвижно установлен жесткий ведущий каток 2, который контактирует с большими диаметрами 4 О распорных катков 3, Количество распорных катков 3 определяет число силовых потоков и определяется из условия соседства. Оси 4 распорных катков 3 установлены в обойму 5 и подпружикенц.с двух сторон в окружном 45 направлении упругими элементами б. Обойма 5 с. распорными катками 3 может устанавливаться в трех фиксируемых положениях; катки прижаты к сателлитам справа (по чертежу), катки прижаты слева, 5 О установлены в середине 1 передача отключена). Распорные катки 3 меньшими диаметрами контактируют с большими диаметрами сателлитов 7, Оси 8 сателлитов опираются на наклонные плоскости тупоу гольных вырезов опор 9, которые установлены в корпусе 10 нЭ подкладки 11, Сателлиты 7 контактируют меньшими диаметрами с центральным колесом 12 с.внутренним заром бг с ведущим катком, а диаметры выбраны из условия где Оз - меньший диаметр распорного катка;1 Р 1 = - коэффициент сцепления ведуР 101щего и распорного катков;Р 1 и 01 - касательная и сила прижатия между ведущим и распорным катками;4 Ъ = коэффициент сцепления расРг%порного катка и сателлита;Ег и 02 - касательная и сила прижатия между распорным катком и сателлитом.В корпусе выполнены радиальные пазы, в которые установлены опоры осей сателлитов на прокладках, высота которых определяется по формуле где ф 1 = -- коэффициент сцепления вГ 101контакте ведущего и распорного катков;Ргф = -- коэффициент сцепления в0 гконтакте распорного катка и сателлита.Из фиг, 3 видно, что отношение векторов касательной силы к силе прижатия определяется диаметрами рабочих поверхностей распорных катков 3.Для определения диаметров используется зависимость из треугольника 01020 з, по теореме косинусов имеем+ 2+ 2 -2 2+ 2 к х- + -сов 18 О - (а 1+аг)3 бз б 4где й - диаметр ведущего катка;2- зазор между ведущим катком и большим диаметром сателлита;а 1 - центральный угол ведущего катка между. направлениями на центры сателлита и распорного катка;а 2- центральный угол сателлита между направлениями на центры ведущего и распорного катковРешение этого уравнения относительно бг или бз встречает трудности, поэтому предлагается графический способ определения диаметров распорных катков. Перед геометрическим построением определяют расчетным путем радиусы распорного катка, которые соответствуют зазору между Венцами ведущего катка и сателлита, и определяются из условий - + =и - 5 бг бз бг ъЪ2 т бз М Решая эту систему, получим малый радиусбз Р распорного катка -,= и радиусф +.ф большого обода - = 1- - . бг бз 2 2 Полученные радиусы последовательно умножаются на коэффициент К (К = 1,1; 1,2; .1;5). Эти радиусы позволяют определить центр распорного катка, который находится на пересечении засечек, проведенных радиб 1 бг усом - + К - из центра ведущего катка. а 2 2б 4 бз радиусом - + К - иэ центра сателлита, В2 2 полученной точке строят сумму векторов касательных сил прижатия, Отношение длин векторов касательной силы к силе прижвтия сравнивают с расчетным коэффициентом сцепления и, если оно меньше расчетного коэффициента, то надо увеличить К и наоборот.Точность графического решения вполне соответствует точности выбора расчетного коэффициента сцепления.Сила прижатия от распорных катков передается через сателлиты в пятна контактов сателлита с внутренней поверхностью центрального колеса, но этой силы прижатия недостаточно для передачи всего крутящего момента. Поэтому оси сателлитов опирают. ся на наклонные плоскости опоры 9, где реакция касательных сил, действующих на ось, создает дополнительную силу прижатиярропорциональную передаваемому моменту.Необходимая величина дополнительной оси определяется углом наклона опорной плоскости к радиусу в точке касания оси и плоскости, который определяется по формуле где б 5 - меньший диаметр сателлита, контактирующий с центральным колесом внутреннего зацепления;ф- расчетный коэффициент сцепленияв контакте сателлита и большого колеса.Для унификации кор усов редукторов,близких по мощности, но с различными пе редаточными отношениями, примененыпрокладки под опоры осей сателлитов. Высота прокладок определяется по формуле б 1+ б 4+1 - Н - Ь 1 где Н - расстояние от оси ведущего катка до дна паза;Ь - расстояние от оси сателлита до ос нования опоры,Передаточное отношение редуктора выражается уравнением бг б 4 бб б 1 бз б 5 20 а диаметр внутренней поверхности центрального колеса равен б 5 =б 1+2 + б 4 ИЗ,Из системы этих уравнений определяютсяразмеры кинематических звеньев.Перед работой редуктора надо повер 30 нуть обойму в сторону вращения ведущегокатка до прижатия распорных катков 3 ксателлитам 7 силою сжатия упругих элементов 6 (например, резиновых втулок). При положении распорных катков 3 в середине35 между сателлитами 7 на входной вал 13 вращение не передается. Это позволяет использовать редуктор в качестве муфтысцепления.При вращении ведущего катка 2 распор-нце катки 3 касательными силами заклиниваются в зазорах между ведущим катком исателлитами, создавая силы прижатия, пропорциональные перздаваемому моменту,Вращение от распорных катков 3 через уп 45 ругий обод передается к сателлитам, Установка упругого обода компенсируетскольжение в некоторых силовых потоках засчет упругого тангенциального скольженияматериала обода, а установка его ведомым50 повышает КПД передачи в сравнении с таким же ведущим ободом.Вращение от сателлитов через внутренние контакты передается большому колесуи выходному валу,Силы сцепления, создаваемые распорными катками, замыкаются на рабочих поверхностях ведущего катка и центральногоколеса, поэтому валы, оси, подшипники разгружены от этих сил. Для передачи моментаот сателлитов к центральному колесу используется дополнительная сила прижатия, которая является реакцией опоры оси сателлита на наклонную плоскость паза опоры 9,Многопоточность редуктора обеспечи веет трансформацию больших мощностей, а упругие обода - бесшумную работу и пониженные требования к точности изготовления параллельно работающих звеньев,Формула изобретения 10 1. Многопоточный фрикционный редуктор, содержащий корпус, установленный на входном валу ведущий каток с диаметром д 1, связанное с выходным валом централь-, ное колесо внутреннего зацепления, уста новленные в корпусе опоры с тупоугольными вырезами, размещенные в последних осями двухвенцовые сателлиты, меньшими диаметрами взаимодействующие с центральным колесом внутреннего зацепления, 20 и обойму с подпружиненными в окружном направлении распорными катками, взаимодействующими с большими диаметрами двухвенцовых сателлитов, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью расширения кинемати ческих воэможностей и повышения нагруэочной способности, обойма установлена с возможностью поворота для периодического подключения распорных катков к двух- венцовым сателлитам, рабочие поверхнос- ЗО ти последних выполнены иэ упругого материала, а распорные катки выполнены двух-, венцовыми для взаимодействия большим диаметром бй с ведущим катком и диаметры их выбраны из условия 35- угде,бэ-меньший диаметр распорного катка;ф =- коэффициент сцепления ведуР 1%щего и распорного катков;Е 1 и СИ - касательная и сила прижатия между ведущим и распорным катками,Ф = = коэффициент сцепления расР 202порного катка и сателлита;Р 2 и 02 - касательная и сила прижатия между распорным катком и сателлитом,2. Редукторпоп.1,отл ичающийс я тем, что, с целью унификации корпусов для редукторов с различными передаточными отношениями, в корпусе выполнены радиальные пазы для размещения опор, последние выполнены в виде призмы, а редуктор снабжен размещенными в пазах между дном паза и основанием призмы прокладками, высота и которых выбрана из условияь: - +Г-н-Ь д 3+б 4 2где б 4 - больший диаметр сателлита;г.- зазор между ведущим катком и большим диаметром сателлита;Н - расстояние от оси ведущего катка до дна паза;Ь - расстояние от оси сателлита до основания призмы.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж л, Гагарина, 10 аказ 677 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рэушская наб 4/5