Многоступенчатый многопоточный редуктор ивачева л. м.

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0709 А ю)5 Р 16 Н 1/48, 37/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕ И К ПАТЕН ТЫИ МНОГОПАЧЕВА Л, М.настроенопоточнырный родный иеса, водиМеждущено расстройств ие. Сущй многоедуктор тихоходло с двух- венцами пределио. 16 ил. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССМ 1242665, кл, Р 16 Н 1/46, 1984.Патент Франции М 1564860, к1/46, 1969. Изобретение относится к машиностроению, преимущественно, к зубчатым многоступенчатым многопоточным передачам с повышенным передаточным числом, и может быть использовано в редукторах, мультипликаторах и приводах машин различных отраслей промышленности.Известна многопоточная зубчатая передача, содержащая корпус, соосные быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса, водило и сателлитные блоки, состоящие из набора ведущих и ведомых зубчатых сателлитов, сжатых в осевом направлении пружинами и зацепляющихся соответственно с центральными колесами, Такая многопоточная передача является одной ступенью редуктора, в которой в каждом из параллельных потоков мощности установлены распределительно-компенсирующие устройства, которая имеет ограниченное передаточное число и соответственно этому ограниченное увеличение крутящего момента (например, до 5). Для того, чтобы многократно увеличить (до 25 и более) передаточное число и крутящий момент потребуется последовательно устанавливать в редукторе несколько (2, 3 и более) аналогичных по такой схеме ступеней.(54) МНОГОСТУПЕНЧА ТОЧНЫЙ РЕДУКТОР ИВ (57) Использование: маши ность изобретения: мног ступенчатый планета содержит корпус, быстро ный валы, центральные ко венцовыми сателлитами одного из последних разм тельно-компенсирующее у Это потребует дополнительных соединительных устройств между ступенями и приведет к увеличению суммарного количества деталей редуктора ввиду того, что в каждой из ступеней будут повторяться последовательно установленные водила с центральными подшипниками и распределительно-компенсирующие устройства. Все это приведет к усложнению конструкции, увеличению осевого размера и массы редуктора в целом,Известен также многоступенчатый многопоточный редуктор, содержащий корпус, соосные быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса и водило с двумя двух- венцовыми сателлитами с последовательным соединением их между собой и с центральными колесами. В таком редукторе все зубчатые венцы двухвенцовых сателлитов соединены между собой жестко. А так как количество расположенных по окружности параллельных сателлитов несколько и зацепляются они с общими для них центральными шестернями, то это создает соответственно несколькозамкнутых кинематических контуров с жесткими избыточными связями, что требует идеально точного изготовления деталей редуктора. Нотак как погрешности изготовления в производстве неизбежны, то это приведет к неравномерности распределения нагрузки между потоками передачи мощности (сателлитами), к низкой надежности и долговечности редуктора, либо потребует увеличения размеров и массы редуктора ввиду повышенного коэффциента неравномерного нагружения параллельнЬх сателлитов.Цель изобретения - повышение равномерности распределения нагрузки между параллельными потоками мощности и уменьшение размеров и массы редуктора,Цель достигается тем, что во многоступенчатом многопоточном планетарном редукторе, содержащем корпус, соосные быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса, водило с двумя и более двухвенцовыми последовательными сателлитами, соединенными соответственно с центральными колесами, по меньшей мере, на одном из двухвенцовых сателлитов установлено распределительно-компенсирующее устройство, размещенное между венцами двухвенцового сателлита.Передача мощности в таком редукторе осуществляется параллельно несколькими удлиненными равнонагруженными потоками за счет последовательной установки в них нескольких (двух и более) двухвенцовых сателлитов с распределительно-компенсирующим устройством в одном из них, это обеспечивает равномерность распределения нагрузкимежду параллельными потоками мощности и тем самым повышает надежность и долговечность редуктора.Установка распределительно-компенсирующих устройств в каждом из параллельных потоков мощности также позволяет компенсировать погрешности изготовления и сборки редуктора, что уменьшает требования к точности изготовления деталей редуктора и удешевляет производство" их.Установка в каждом потоке мощности распределительно-компенсирующих устройств"только наодном, например, низкомоментном "двухвенцовом сателЛите (промежуточном блоке) упрощает конструкцию, уменьшает размеры и массу редуктора.В качествераспределительно-компенсирующих устройств могут быть использованы фрикционные муфты, торсионные пружинные валы и другие.На фиг. 1 и 2 в продольном и поперечном разрезах схематично показан 1-й вариантредуктора - трехступенчатый трехпоточный планетарный редуктор; на фиг, 3 и 4 - 2-й вариант редуктора - трехсту 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пенчатый четырех-восьмипоточный планетарный редуктор; на фиг, 5 и 6 - 3-й вариант редуктора - трехступенчатый трехпоточный планетарный редуктор; на фиг, 7 и 8 - 4-й вариант редуктора - четырехступенчатый четырех-восьмипоточный редуктор; на фиг, 9 и 10 - 5-й вариант редуктора - трехступенчатый четырехпоточный редуктор; на фиг. 11 и 12 - 6-й вариант редуктора - трехступенчатый четырехпоточный редуктор; на фиг. 13 и 14 - 7-й вариант редуктора - трехступенчатый трехпоточный планетарный редуктор; на фиг. 15 и 16 - 8-й вариант редуктора - трехступенчатый трехпоточный редуктор.Первый вариант устройства выполнен в виде планетарного трехступенчатого трехпоточного редуктора (фиг. 1 и 2), который состоит из корпуса 1, быстроходного и тихоходного валов 2 и 3. На быстроходном валу 2 закреплена центральная солнечная шестерня 4, находящаяся в зацеплении с тремя зубчатыми венцами 5, каждый из которых через фрикционные пары трения (распределительно-компенсирующие устройства) 6 соединяется с шестерней (венцом) 7. Шестерня 7 соединяется с зубчатыми венцами 8, которые жестко закреплены на валах вместе с шестернями (венцами) 9, зацепляющимися с центральным внутренним зубчаиым венцом 10, закрепленным в корпусе 1, Валы двухвенцовых сателлитов, состоящих из шестерен (венцов) 5 и 7, 8 и 9 установлены на подшипниках в общем водиле 11, которое жестко соединено с тихоходным валом 3 и вращается на подшипниках вокруг центральной оси редуктора. Редуктор имеет две ступени с наружным зацеплением и одну - с внутренним.Работа редуктора. Вращение от быстроходного вала 2 и центральной шестерни 4 передается трем зубчатым венцам 5 и далее трем потокам через фрикционные пары трения 6 - венцам 7,8 и 9, которые, обкатываясь по внутреннему зубчатому венцу 10, обеспечивают вращение водила 11 и тихоходного вала 3, Передача мощности от быстроходного вала 2 к тихоходному валу 3 осуществляется тремя параллельными потоками и последовательно через три ступени редукции,Благодаря наличию в каждом из потоков мощности фрикционных пар трения 6, установленных между венцами 6 и 7 двух- венцовых сателлитов и сжатых в осевом направлении с одинаковым усилием, например, с помощью пружин или гидроцилиндров, обеспечивается равномерное распределение нагрузки между потоками мощности (сателлитами), Если в первоначальный момент при передаче вращения10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 крутящий момент в одном из потоков мощности превышает крутящий момент проскальзывания фрикционных пар трения, благодаря этому вся последовательная кинематическая цепь и редуктор в целом предохраняются от перегрузок,Наличие в каждом из потоков мощности распределительно-компенсирующих устройств (фрикционных муфт) обеспечивает равномерное распределение нагрузки между всеми потоками мощности и ступенями редуктора, что повышает надежность и долговечность его,Ввиду установки распределительно- компенсирующих фрикционных пар трения в каждом из параллельных потоков мощности только на быстроходных двухступенчатых сателлитах, передающих низкие крутящие моменты, обеспечивается упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров и массы,Установка расп ределител ьно-компенсирующих устройств в каждом из параллельных потоков мощности также компенсирует погрешности изготовления и сборки редуктора, что уменьшает требования к точности изготовления редуктора в целм и удешевляет производство его.Второй вариант устройства выполнен в виде планетарного трехступенчатого четырех-восьмипоточного редуктора (фиг. 3 и 4), который отличается от первого варианта (фиг. 1 и 2) тем, что в каждом из потоков мощности вторая ступень 12 редуктора дополнительно раздвоена.Третий вариант устройства выполнен в виде планетарного трехступенчатого трех- поточного редуктора (фиг, 5 и 6), который отличается от 1-го варианта (фиг. 1 и 2) тем, что вторая ступень 13, как и третья тоже выполнена с внутренним зацеплением, что уменьшает диаметральный размер редуктора,Четвертый вариант устройства выполнен в виде четырехступенчатого четырех- восьмипоточного редуктора с наружными зацеплениями (фиг. 7 и 8), в котором оси всех промежуточных блоков шестерен закреплены в неподвижном корпусе 1 и не вращаются вокруг центральной оси редуктора.Пятый вариант устройства выполнен в виде трехступенчатого четырехпоточного редуктора с наружными зацеплениями (фиг.9 и 10). Отличительная особенностью этого варианта заключается в том, что распределительно-компенсирующее устройство, выполненное в виде многодисковых фрикционных муфт 14, установлено во втором двухвенцовом промежуточном блоке между зубчатыми венцами 15 и 16, которые имеют меньшие скорости вращения, Такое конструктивное исполнение, в котором фрикционные муфты установлены на тихоходном двухвенцовом промежуточном блоке, может быть использовано преимущественно в высокоскоростных редукторах для того, чтобы снизить износфрикционных поверхностей муфты 14 и повысить долговечность их ввиду сниженияскорости проскальзывания или когда необходимо использовать простые и дешевые фрикционные материалы с низкими допустимыми скоростями проскальзывания. Шестой вариант устройства выполнен ввиде трехступенчатого четырехступенчатого редуктора с наружными зацеплениями(фиг, 11 и 12), в котором оси всех двухвенцовых промежуточных блоков установлены на подшипниках в неподвижном корпусе 1 и не вращаются вокруг центральной оси редуктора, Редуктор содержит корпус 1, быстроходный и тихоходный валы 2 и 3. На быстроходном валу 2 закреплена центральная шестерня 17, находящаяся в зацеплении с тремя зубчатыми венцами 18, каждый из которых через многодисковые фрикционные муфты 19 соединяются с шестерней (венцом) 20. Каждая из шестерен 20 соединяется с зубчатым венцом 21, который жестко закреплен на валу вместе с шестерней (венцом) 22, каждая из которых зацепляется с общим центральным зубчатым колесом 23, соединенным с тихоходным валом 3. Валы двух венцовых и ромежуточн ых шестеренчатых блоков, состоящих соответственно из шестерен 18 и 20, 21 и 22, установлены на подшипниках в корпусе 1. Работа редуктора. Вращение от быстроходного вала 2 ицентральной шестерни 17 передается трем зубчатым венцом 18 и далее тремя потоками через многодисковые фрикционные муфты 19 шестерням 20, 21 и 22, которые обеспечивают вращение центрального зубчатого колеса 23 и тихоходного вала 3.Сельмой вариант устройства выполнен в виде планетарного трехступенчатого редуктора (фиг, 13 и 14), который по кинематической схеме одинаков с первым вариантом редуктора (фиг. 1 и 2). Отличительная особенность редуктора заключается в том, что в качестве расп редел ител ь но-компенсирующих устройств в каждом из потоков передачи мощности используются торсионные (пружинные) валы 24, работающие на кручение и содержащие по концам шлицевые головки 25, соединенные соответственно сзубчатыми колесами 26 и шестернями 27, Такое соединение зубчатых колес 26 с шестернями 27 с помощью торсионных валов 245 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 образует собой двухвенцовые сателлиты, зубчатые колеса 26 которых зацепляются с быстроходной солнечной шестерней 28, а шестерня 27 - с зубчатыми колесами 29, которые жестко закреплены на валу вместе с шестернями 30, соответственно зацепляющимися с общим внутренним зубчатым (коронным) венцом 31, закрепленным в корпусе 1. Валы зубчатых колес 26 и шестерен 27, а также валы сателлитов с зубчатыми колесами 29 и шестернями 30 установлены на подшипниках в водиле 32, которое жестко соединено с тихоходным валом 3 и вращается на подшипниках центральной оси редуктора. Все шестерни (венцы) 26, 27, 29 и 30, расположенные на вращающемся водиле 32, является сателлитными, одновременно вращающимися вокруг собственной оси и центральной оси редуктора. Редуктор имеет две ступени с наружным зацеплением и одну - с внутренним. Работа редуктора. Вращение от быстроходного вала 2 и солнечной шестерни 28 передается трем зубчатым колесам 26 и далее тремя потоками через торсионные валы 24 шестернями 27, 29 и 30, которые, откатываясь по внутреннему зубчатому венцу 31, обеспечивают вращение водила 32 и тихоходного вала 3. Передача мощности от быстроходного вала 2 к тихоходному валу 3 осуществляется тремя параллельными потоками, каждый из которых представляет собой последовательную кинематическую цепь, состоящую из трех ступеней, Наличие в каждом из потоков мощности торсионных (прукинных) валов 24 обеспечивает равномерное распределение нагрузки между потоками мощности всех ступеней редуктора, что повышает надежность и долговечность зубчатых передач и редуктора вцелом. Ввиду установки торсионных валов в каждом из потоков мощности на низкомоментных (быстроходных) двухвенцовых сателлитах упрощается конструкция, уменьшаются габаритные размеры и масса. Установка расп редел ител ь но-компенсирующих устройств (торсионных валов) в каждом из параллельных потоков мощности позволяет также компенсировать погрешности изготовления и сборки редуктора, это уменьшает требования к точности изготовления деталей редуктора и тем самым удешевляет производство их.Восьмой вариант устройства выполнен в виде трехступенчатого трехпоточного редуктора с наружными зацеплениями(фиг. 15 и 16), который отличается от шестого варианта (фиг, 11 и 12) тем, что вместо многодисковых фрикционных муфт, расположенных между венцами промежуточных блоков, в качестве распределительно-компенсирующих устройств установлены торсионные (пружинные) валы.На основе изображенных на чертежах восьми вариантов возможны и другие эквивалентные комбинированные варианты кинематического и конструкторского исполнения редуктора с установкой распределительно-компенсирующих устройств в каждом из многоступенчатых потоков передачи мощности.Количество ступеней (последовательно установленных зубчатых передач в каждом из параллельных потоков мощности) в редукторе может быть три и более, а передаточное число - 25 и более, Количество потоков мощности (параллельных зубчатых передач) в редукторе может быть два и более, Зубчатые колеса и шестерни, используемые в редукторе, могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными, В качестве распределительно-компенсирующих устройств, устанавливаемых в каждом из потоков мощности редуктора, могут быть использованы фрикционные муфты, торсионные валы, пружинные муфты и другие. Устройство может быть использовано в качестве редуктора, ускорителя (мультипликатора), дифференциала, в котором вращаются все три центральных звена, а так же в качестве планетарной и обычной передачи, в которой водило остановлено, а центральные шестерни вращаются. Использование редуктора возможно в различных отраслях машиностроения и преимущественно в качестве зубчатого передаточного устройства для передачи вращения от электродвигателя к рабочей машине. Такие редукторы могут быть использованы, например, во вращающихся печах, трубных, шаровых, ролико-тарельчатых и пресс-валковых мельницах для цементной, горнорудной, химической, металлургической и других отраслей промышленности, в турбоагрегатах судов, в ускорителях-редукторах гидроаккумулирующих электростанций, в мультипликаторах (ускорителях) ветроэлектростанций, в главных приводах вертолетов, в газотурбовинтовых двигателях самолетов, в транспортерах и эскалаторах, в турбобурах и других машинах,Формула изобретения Многоступенчатый многопоточный редуктор, содержащий корпус, соосные быстроходный и тихоходный валы, центральные колеса, водило по меньшей мере с двумя двухвенцовыми сателлитами для взаимодействия между собой и центральными колесами,отличающийсятем,что,сцелью повышения равномерности распределения нагрузки между потоками редуктора, мощности, уменьшения габаритных размеров 5 массы, по меньшей мере на одном из двухвенцовых сателлитов установлено распределительно-компенсирующее устройство, размещенное между венцами последнего.1790709 Составитель Л,ИвачевТехред М.Моргентал Корректор Н,Мельникова Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 372 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5