RU2123627C1

RU2123627C1 - Cycloidal reduction gear

Info

Publication number: RU2123627C1
Application number: RU95115809A
Authority: RU
Inventors: А.С. Коньшин; А.Ю. Орлов; А.Л. Иноземцев; Ю.В. Продедович
Original assignee: Государственная ассоциация "Российский дом международного научно-технического сотрудничества"; Акционерное общество закрытого типа "АНКОН"
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1998-12-20
Also published as: WO1997010452A1

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: cogs are secured as cantilever on movable and fixed sun gear-wheels. Two gear wheels have standard gear rims; surface of each gear rim is formed by directrix which is just closed epicyclic line. Each separate cog of each sun gear-wheel at preset preloading is in continuous contact with respective gear wheel in mode of rolling friction or each separate cog of fixed sun gear-wheel at preset preloading is in continuous contact with respective gear wheel in mode of rolling friction; each separate cog of movable sun gear-wheel at preset preloading is in successive contact with respective gear wheel in mode of rolling friction. EFFECT: compensation of error in manufacture of separate components in each planetary row. 10 cl, 10 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к прецизионному станкостроению, а более конкретно - к редуктору с циклоидальным зацеплением. The present invention relates to precision machine tools, and more particularly to a cycloidal gear reducer.

Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано в приводах координатных угловых и линейных перемещений исполнительных органов металлорежущих станков в качестве особопрецизионной механической зубчатой передачи. Most effectively, the present invention can be used in drives of coordinate angular and linear movements of the executive bodies of metal-cutting machines as a highly precise mechanical gear transmission.

В настоящее время в мировой станкостроительной промышленности возникла необходимость в создании особопрецизионных станков типа "обрабатывающий центр", в которых концентрируются токарные, расточные, фрезерные и шлифовальные технологические операции механической обработки сложнопрофильных изделий (в том числе корпусных деталей машин и механизмов) для получения возможности производить обработку большинства поверхностей этих изделий без изменения их пространственного положения в процессе обработки, при этом многократно повышая точность и производительность обработки при обеспечении заданного качества обработанных деталей. Currently, the world machine tool industry has created a need to create special-precision machine tools of the “machining center” type, which concentrate turning, boring, milling and grinding technological operations for machining complex products (including case parts of machines and mechanisms) in order to be able to machine most surfaces of these products without changing their spatial position during processing, while repeatedly increasing the exact nce performance and handling while providing a predetermined quality of machined parts.

Для практического решения данной проблемы требуется создание приводов координатных угловых и линейных перемещений, предназначенных обеспечить более чем десятикратное снижение дискретности перемещений при многократном повышении точности позиционирования исполнительных органов станков в совокупности с более чем десятикратным расширением диапазона контурных скоростей обработки (как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения численных значений скорости). А так же дающих возможность исключить люфты при изменении направления движения исполнительных органов станков, многократно повысить точность координатных угловых и линейных перемещений исполнительных органов станков и обеспечить высокую равномерность малых скоростей перемещений последних, а также повысить жесткость технологических систем станков в режиме "запирания" приводов координатных угловых и линейных перемещений исполнительных органов станков. To solve this problem in practice, it is necessary to create coordinate angular and linear displacement drives designed to provide more than a tenfold decrease in discontinuity of displacements with a multiple increase in the accuracy of positioning of the executive organs of machines together with more than tenfold expansion of the range of contour processing speeds (both downward and side of the increase in numerical values of speed). They also make it possible to eliminate backlashes when changing the direction of movement of the executive bodies of machines, to repeatedly increase the accuracy of the coordinate angular and linear movements of the executive bodies of the machines and to ensure high uniformity of low speeds of movements of the latter, as well as to increase the rigidity of technological systems of machines in the “locking” mode of coordinate angle drives and linear displacements of executive bodies of machine tools.

Практическое создание приводов координатных угловых и линейных перемещений исполнительных органов станков в настоящее время пытаются осуществить несколькими путями. The practical creation of drives of coordinate angular and linear displacements of the executive bodies of machine tools is currently being tried in several ways.

Один из путей решения указанной проблемы связан с использованием точных механических зубчатых передач в кинематических цепях указанных приводов, представляющих собой редукторы с различными видами зацепления. One of the ways to solve this problem is associated with the use of precise mechanical gears in the kinematic chains of these drives, which are gearboxes with various types of gearing.

Известные зубчатые передачи эвольвентного зацепления, в силу наличия в них трения скольжения между контактирующими зубчатыми поверхностями зацепляющихся колес, имеют низкий коэффициент полезного действия и присутствие релаксационных колебаний ведомого звена, что приводит к неравномерности малых скоростей перемещения исполнительных органов станков. Known gears of involute gearing, due to the presence of sliding friction between the contacting gear surfaces of the gear wheels, have a low efficiency and the presence of relaxation vibrations of the driven link, which leads to the unevenness of the low speeds of movement of the executive bodies of the machines.

Кроме того, зубчатые передачи эвольвентного зацепления могут эксплуатироваться только при наличии бокового зазора в зубчатой передаче, что приводит к возникновению люфтов и гистерезиса при изменении направления вращения ведущего колеса относительно ведомого. Это приводит к невозможности обеспечить снижение дискретности перемещений исполнительных органов станков. In addition, involute gears can only be operated if there is a lateral clearance in the gears, which leads to the appearance of backlashes and hysteresis when the direction of rotation of the drive wheel relative to the driven one changes. This leads to the inability to reduce the discreteness of movement of the executive bodies of the machines.

Таким образом, использование в кинематических цепях приводов координатных угловых и линейных перемещений исполнительных органов станков зубчатых передач эвольвентного зацепления с преимущественным трением скольжения между контактирующими поверхностями не позволяет обеспечить заданных технических требований, предъявляемых к указанным приводам. Thus, the use in the kinematic chains of drives of coordinate angular and linear displacements of the actuators of involute gear gears with predominant sliding friction between contacting surfaces does not allow us to provide the specified technical requirements for these drives.

Из теории зубчатых передач известны передачи с преимущественным трением качения в зубчатом зацеплении. К таким видам зацепления относится циклоидальное цевочное зацепление, которое требует особо точного изготовления зубчатых колес, профиль зубчатого венца которых образует гладкую эпициклическую поверхность. From the theory of gears, gears with predominantly rolling friction in gearing are known. These types of gearing include cycloidal pinion gearing, which requires particularly precise manufacture of gears, the gear profile of which forms a smooth epicyclic surface.

Известен редуктор с циклоидальным зацеплением (рекламный проспект Getriebe und Motorgetriebe CYCLO Getriebeban Lorenz Braren GmbH фирмы CYCLO, ФРГ), содержащий корпус, в котором неподвижно закреплено солнечное колесо, выполненное в виде диска, в котором на внутренней цилиндрической поверхности выполнен ряд осесимметрично и равномерно расположенных пазов. В этих пазах с возможностью вращения вокруг своих продольных осей размещены ролики, выполняющие функции цевок. В указанном корпусе соосно его продольной оси симметрии установлен ведущий валик с двумя или тремя эксцентриковыми шейками. Эти шейки равномерно и осесимметрично расположены относительно продольной оси ведущего валика. Редуктор содержит сателлит, выполненный в виде двух или трех жестко связанных между собой зубчатых колес с эпициклоидальной формой зубьев, размещенных с возможностью вращения на соответствующих эксцентриковых шейках ведущего валика при одновременном циклоидальном зацеплении зубьев зубчатых колес с цевками неподвижного солнечного колеса. На торцах зубчатых колес выполнены отверстия, продольные оси которых параллельны продольной оси зубчатого колеса и диаметры которых равны между собой. В корпусе редуктора соосно продольным осям ведущего валика и солнечного колеса с возможностью вращения размещен ведомый валик с жестко закрепленным на нем диском. На торцевой поверхности этого диска равномерно и осесимметрично расположены пальцы, количество которых соответствует количеству отверстий, выполненных на торцевых поверхностях зубчатых колес. Продольные оси этих пальцев параллельны продольной оси ведомого валика, а их диаметры меньше диаметров соответствующих отверстий, выполненных на торцевых поверхностях зубчатых колес, на величину двойного эксцентриситета расположения эксцентриковых шеек по отношению к продольной оси ведущего валика. Каждый палей контактирует своей наружной цилиндрической поверхностью с внутренними цилиндрическими поверхностями упомянутых отверстий двух или трех зубчатых колес при одновременном циклоидальном зацеплении всех зубчатых колес с цевками неподвижного солнечного колеса. Сочетание пальцев, расположенных на диске ведомого валика, с отверстиями, выполненными на торцевых поверхностях зубчатых колес сателлита, представляет собой механизм параллельных кривошипов, который служит для передачи крутящего момента с зубчатых колес сателлита, расположенных эксцентрично относительно продольной оси ведущего валика, на ведомый валик, расположенный концентрично относительно продольной оси ведущего валика. Known gearbox with cycloidal engagement (brochure Getriebe und Motorgetriebe CYCLO Getriebeban Lorenz Braren GmbH of the company CYCLO, Germany), comprising a housing in which the sun wheel is fixedly mounted, made in the form of a disk in which a series of axisymmetrically and evenly spaced grooves are made on the inner cylindrical surface . In these grooves, with the possibility of rotation around their longitudinal axes, rollers are placed that perform the functions of a pin. In this housing, coaxial with its longitudinal axis of symmetry, a drive roller with two or three eccentric necks is installed. These necks are uniformly and axisymmetrically located relative to the longitudinal axis of the drive roller. The gearbox contains a satellite made in the form of two or three gears rigidly interconnected with an epicycloidal tooth shape, rotatably mounted on the corresponding eccentric necks of the drive roller while cycloidal engagement of the gear teeth with the gears of the fixed sun gear. Holes are made at the ends of the gears, the longitudinal axes of which are parallel to the longitudinal axis of the gear and whose diameters are equal to each other. In the gearbox housing coaxially with the longitudinal axes of the drive roller and the sun wheel, a driven roller with a disk rigidly mounted on it is rotatably disposed. Fingers are uniformly and axisymmetrically located on the end surface of this disk, the number of which corresponds to the number of holes made on the end surfaces of the gears. The longitudinal axes of these fingers are parallel to the longitudinal axis of the driven roller, and their diameters are smaller than the diameters of the corresponding holes made on the end surfaces of the gears by the amount of double eccentricity of the location of the eccentric necks with respect to the longitudinal axis of the drive roller. Each paley contacts its outer cylindrical surface with the inner cylindrical surfaces of the aforementioned holes of two or three gears while simultaneously cycloidal engagement of all gears with the gears of the fixed sun gear. The combination of fingers located on the drive roller disk with holes made on the end surfaces of the gears of the satellite is a parallel crank mechanism that transmits torque from the gears of the satellite located eccentrically relative to the longitudinal axis of the drive roller to the driven roller located concentrically relative to the longitudinal axis of the drive roller.

Однако в данном редукторе с циклоидальным зацеплением имеют место ниже перечисленные факторы, не позволяющие использовать его в приводах координатных перемещений прецизионных металлорежущих станков, а именно:
1. Повышенные отклонения профиля каждого отдельного зуба и совокупного расположения всех зубьев зубчатых колес сателлита по отношению к единственной гладкой замкнутой эпициклоидальной поверхности, конкретно учитывающей в каждом отдельном редукторе фактические размеры диаметров цевок, их радиальное расположение в солнечном колесе относительно продольной оси, а также фактическое расстояние между осью ведущего валика и осью расположенной на нем эксцентриковой шейки. Это обстоятельство исключает возможность одновременного зацепления всех цевок солнечного колеса со всеми зубьями зубчатых колес, что приводит к периодическому прерыванию непрерывности зацепления каждой отдельной цевки с профилями зубьев зубчатых колес, а также приводит к появлению повышенного трения скольжения между контактирующими при зацеплении поверхностями.However, in this gearbox with cycloidal gearing, the following factors take place, which do not allow its use in drives of coordinate movements of precision metal-cutting machines, namely:
1. Increased deviations of the profile of each individual tooth and the total arrangement of all the teeth of the gears of the satellite relative to the only smooth closed epicycloidal surface, specifically taking into account the actual sizes of the diameters of the spindles, their radial location in the sun wheel relative to the longitudinal axis, as well as the actual distance between the axis of the drive roller and the axis of the eccentric neck located on it. This circumstance excludes the possibility of simultaneous engagement of all the gearwheels of the sun wheel with all the gear teeth, which leads to a periodic interruption in the continuity of engagement of each individual gearwheel with the tooth profiles of the gears, and also leads to the appearance of increased sliding friction between the surfaces contacting during engagement.

2. Наличие механизма параллельных кривошипов с дискретно-импульсным характером передачи крутящего момента от зубчатых колес сателлита на упругие пальцы диска ведомого валика, вызывает непостоянство передаточного отношения между ведущим и ведомым валиками в редукторе. 2. The presence of a parallel crank mechanism with a discrete-pulsed nature of the transmission of torque from the gears of the satellite to the elastic fingers of the drive shaft of the driven roller causes a variability in the gear ratio between the drive and driven rollers in the gearbox.

3. Требуется увеличение радиальных габаритных размеров редуктора относительно продольных осей ведущего и ведомого валиков при передаточных отношениях 1:100; 1:1000; 1:10000 из-за увеличения количества зубьев на зубчатом венце, что исключает их использование в малогабаритных приводах координатных перемещений металлорежущих станков. 3. An increase in the radial overall dimensions of the gearbox relative to the longitudinal axes of the driving and driven rollers is required with a gear ratio of 1: 100; 1: 1000; 1: 10000 due to an increase in the number of teeth on the gear rim, which excludes their use in small-sized drives of coordinate movements of metal-cutting machines.

Известен редуктор с циклоидальным зацеплением (рекламный проспект TECHNICAL PRESENTATION FOR NEW MODEL RV-A фирмы TEIJINSEIKI, Япония), содержащий корпус, выполненный в виде двух параллельно расположенных дисков с центральными отверстиями. Диски корпуса жестко скреплены между собой равномерно и осесимметрично расположенными относительно осей отверстий дисков тремя перемычками, образующими пространство между торцами дисков корпуса. На периферии дисков корпуса с возможностью вращения относительно осей их отверстий установлено солнечное колесо в виде диска с центральным отверстием. На внутренней цилиндрической поверхности отверстия солнечного колеса равномерно и осесимметрично относительно его продольной оси размещены ролики, выполняющие функции цевок. На торцевых поверхностях упомянутых дисков корпуса равномерно и осесимметрично относительно осей их отверстий с возможностью вращения размещены три валика с эксцентричными шейками, имеющими на каждом валике одинаковую величину эксцентриситета между осью вращения валика и осью эксцентриковой шейки. С наружной стороны одного из дисков корпуса на свободном конце каждого валика жестко закреплены зубчатые колеса с эвольвентным профилем зубьев. В пространстве между внутренними торцевыми поверхностями дисков корпуса с возможностью плоскопараллельного перемещения размещен сателлит, выполненный в виде зубчатого колеса с эпициклоидальным профилем зубьев, имеющий центральное отверстие, три отверстия для размещения в них упомянутых трех перемычек корпуса, а также три отверстия для размещения в них упомянутых трех эксцентричных шеек валиков на подшипниках качения. В качестве ведущего валика используется зубчатое колесо эвольвентного зацепления, консольно закрепленное на валу приводного механизма. Это зубчатое колесо размещено в центральном отверстии корпуса и зацепляется одновременно с тремя упомянутыми зубчатыми колесами, жестко связанными с эксцентричными шейками. Known gearbox with cycloidal engagement (brochure TECHNICAL PRESENTATION FOR NEW MODEL RV-A company TEIJINSEIKI, Japan), comprising a housing made in the form of two parallel disks with central holes. The case disks are rigidly bonded to each other uniformly and axisymmetrically located relative to the axis of the disk openings with three jumpers, forming the space between the ends of the case disks. On the periphery of the disks of the housing with the possibility of rotation relative to the axes of their holes, a solar wheel is installed in the form of a disk with a central hole. On the inner cylindrical surface of the hole of the solar wheel, rollers are implemented uniformly and axisymmetrically with respect to its longitudinal axis, which perform the functions of a pin. Three rollers with eccentric necks having the same amount of eccentricity between the axis of rotation of the roller and the axis of the eccentric neck are placed on the end surfaces of the said disks of the housing uniformly and axisymmetrically with respect to the axes of their holes with the possibility of rotation. On the outside of one of the case disks, gears with an involute tooth profile are rigidly fixed to the free end of each roller. A satellite made in the form of a gear wheel with an epicycloidal tooth profile, having a central hole, three holes for accommodating the three jumpers of the housing, and three holes for accommodating the three eccentric necks of rollers on rolling bearings. A gear wheel of involute engagement is used as a drive roller, cantileverly mounted on the shaft of the drive mechanism. This gear is located in the central hole of the housing and engages simultaneously with the three gears mentioned, rigidly connected to the eccentric necks.

Однако в данном редукторе с циклоидальным зацеплением имеют место следующие факторы, не позволяющие использовать его в приводах координатных перемещений металлорежущих станков, а именно:
1. Вследствие невозможности идентичного выполнения величины эксцентриситета на трех упомянутых валиках с эксцентричными шейками, а также вследствие наличия кинематической погрешности в эвольвентном зацеплении между зубчатым колесом ведущего валика одновременно с тремя зубчатыми колесами, жестко связанными с валиками, исключается возможность одновременного зацепления всех цевок солнечного колеса со всеми зубьями зубчатого колеса. Это приводит к периодическому прерыванию непрерывности зацепления каждой отдельной цевки солнечного колеса с профилями зубьев зубчатых колес, а также приводит к появлению повышенного трения скольжения между контактирующими в циклоидальном зацеплении поверхностями.However, in this gearbox with cycloidal gearing, the following factors take place that do not allow its use in drives of coordinate movements of metal-cutting machines, namely:
1. Due to the impossibility of identical fulfillment of the eccentricity value on the three mentioned rollers with eccentric necks, as well as due to the presence of kinematic errors in involute engagement between the gear wheel of the drive roller simultaneously with three gear wheels rigidly connected to the rollers, the possibility of simultaneous engagement of all the foregut of the solar wheel with all gear teeth. This leads to a periodic interruption in the continuity of the engagement of each individual pinwheel of the sun wheel with the tooth profiles of the gears, and also leads to the appearance of increased sliding friction between the surfaces contacting in cycloidal engagement.

2. Требуется увеличение радиальных габаритных размеров редуктора относительно продольных осей ведущего и ведомого валиков при передаточных отношениях 1:100; 1:1000; 1:10000 из-за увеличения количества зубьев на зубчатом венце, что исключает их использование в малогабаритных приводах координатных перемещений металлорежущих станков. 2. An increase in the radial overall dimensions of the gearbox relative to the longitudinal axes of the driving and driven rollers is required with a gear ratio of 1: 100; 1: 1000; 1: 10000 due to an increase in the number of teeth on the gear rim, which excludes their use in small-sized drives of coordinate movements of metal-cutting machines.

Кроме того, достигнутый в настоящее время технологический уровень точности изготовления отдельных составных звеньев размерной цепи редукторов с одним планетарным рядом обеспечивает заданные экономические показатели работы таких редукторов при условии, когда коэффициент многопарности одновременного зацепления равен 0,6. В этом случае циклоидальное зацепление в одноступенчатых редукторах обеспечивается за счет прерывания контакта отдельных цевок солнечного колеса с профилями зубьев зубчатого колеса в момент возникновения наибольшей погрешности взаимного расположения всех цевок солнечного колеса относительно всех зубьев зубчатого колеса. In addition, the currently achieved technological level of manufacturing accuracy of the individual constituent parts of the dimensional chain of gearboxes with one planetary gear set provides the specified economic performance indicators for such gearboxes, provided that the multipair coefficient of simultaneous gearing is 0.6. In this case, cycloidal engagement in single-stage gearboxes is ensured by interrupting the contact of individual gearwheels of the solar wheel with the tooth profiles of the gear at the time of the greatest error in the relative position of all gearwheels of the sun gear relative to all gear teeth.

При этом в каждый данный момент времени работы редуктора отношение числа цевок, не находящихся в контакте с зубчатой поверхностью зубчатого колеса, к общему числу цевок солнечного колеса не должно превышать 0,4. В противном случае произойдет заклинивание в циклоидальном зацеплении редуктора из-за повышенного трения скольжения между контактирующими поверхностями. At the same time, at each given time of the gearbox operation, the ratio of the number of spindles not in contact with the gear surface of the gear to the total number of spindles of the sun gear should not exceed 0.4. Otherwise, jamming in the cycloidal gearing will occur due to increased sliding friction between the contacting surfaces.

Повышение коэффициента многопарности одновременного циклоидального зацепления, а следовательно, и снижение трения скольжения между контактирующими поверхностями, осуществимо только при условии повышения точности изготовления отдельных составных звеньев размерной цепи редуктора, что невозможно добиться, так как нет технологии зубонарезания, исключающей внутришаговую и накопленную погрешности. В связи с этим в таких редукторах невозможно достичь коэффициента многопарности зацепления равного единице. An increase in the multipair coefficient of simultaneous cycloidal engagement, and, consequently, a decrease in sliding friction between the contacting surfaces, is possible only if the manufacturing accuracy of the individual components of the dimensional chain of the gearbox is improved, which is impossible to achieve since there is no gear cutting technology that eliminates intra-step and accumulated errors. In this regard, in such gearboxes it is impossible to achieve a multiply gearing coefficient equal to unity.

Известен редуктор с циклоидальным зацеплением, описанный в рекламном проспекте института проблем надежности и долговечности машин АН БССР в 1988 г. (220732, г. Минск, ул. Ф. Скорины, 12) и взятый нами за прототип. A known gearbox with cycloidal gearing is described in the brochure of the Institute of Problems of Reliability and Durability of Machines of the Academy of Sciences of the BSSR in 1988 (220732, Minsk, F. Skorina St. 12) and taken by us as a prototype.

Этот редуктор содержит корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, выполненное в виде диска с рядом осесимметрично и равномерно расположенных по окружности цевок. В упомянутом корпусе с возможностью вращения соосно друг другу и оси симметрии первого неподвижного солнечного колеса установлены ведущий валик с эксцентриковой шейкой и ведомый валик с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом. Это второе подвижное солнечное колесо выполнено в виде диска, установленного соосно оси вращения ведомого валика и имеющего ряд равномерно и осесимметрично расположенных по его окружности цевок. Цевки выполнены в виде полых роликов, размещенных с возможностью вращения на пальцах, торцы которых жестко закреплены соответственно на первом и втором солнечных колесах. При этом редуктор содержит сателлит, выполненный в виде двух жестко связанных зубчатых колес с коррегированной эпициклоидальной формой зубьев, размещенный с возможностью вращения на эксцентриковой шейке ведущего валика при одновременном циклоидальном зацеплении зубьев первого зубчатого колеса с цевками неподвижного солнечного колеса, а зубьев второго зубчатого колеса с цевками подвижного солнечного колеса. Сателлит, обкатываясь первым зубчатым колесом по неподвижному солнечному колесу, совершает сложное плоскопараллельное (планетарное) движение, которое благодаря второму планетарному ряду, образованному вторым зубчатым колесом и подвижным солнечным колесом, преобразуется во вращательное движение ведомого валика. This gearbox contains a housing in which the first sun wheel is fixedly mounted, made in the form of a disk with a series of axially symmetrically and evenly spaced tines. A drive roll with an eccentric neck and a driven roll with a second sun wheel rigidly fixed thereto are mounted in said housing with the possibility of rotation coaxial with each other and with the axis of symmetry of the first stationary sun wheel. This second movable sun wheel is made in the form of a disk mounted coaxially with the axis of rotation of the driven roller and having a series of spindles uniformly and axisymmetrically located around its circumference. The lugs are made in the form of hollow rollers placed rotatably on the fingers, the ends of which are rigidly fixed respectively to the first and second solar wheels. The gearbox contains a satellite made in the form of two rigidly connected gears with a corrected epicycloidal shape of the teeth, rotatably mounted on the eccentric neck of the drive roller while cycloidal engagement of the teeth of the first gear wheel with the gears of the fixed sun gear, and the teeth of the second gear wheel with the gears rolling sun wheel. The satellite, rolling around the fixed sun wheel by the first gear wheel, performs a complex plane-parallel (planetary) movement, which, thanks to the second planetary gear formed by the second gear wheel and the movable sun wheel, is converted into rotational movement of the driven roller.

По сравнению с описанными выше редукторами с циклоидальным зацеплением фирмы CYCLO (ФРГ) и фирмы Teijin Seiki (Япония) данный редуктор имеет при одинаковых массогабаритных характеристиках более высокое редуцирование (от 1: 7 до 1: 5000), более высокую кинематическую точность (от 1 до 5 угловых минут); более высокий коэффициент полезного действия (от 91 до 95%); более высокий коэффициент многопарности зацепления (от 0,65 до 0,95); более низкую материалоемкость (от 0,02 до 0,05 кг на единицу передаваемого крутящего момента, измеренного в Нм). Данный редуктор с циклоидальным зацеплением в большей степени, чем другие редукторы с циклоидальным зацеплением, соответствует требованиям приводов координатных перемещений металлорежущих станков. Compared with the cycloidal gearboxes described above by CYCLO (Germany) and Teijin Seiki (Japan), this gearbox has, with the same weight and size characteristics, higher reduction (from 1: 7 to 1: 5000), higher kinematic accuracy (from 1 to 5 arcminutes); higher efficiency (from 91 to 95%); higher coefficient of multi-pair engagement (from 0.65 to 0.95); lower material consumption (from 0.02 to 0.05 kg per unit of transmitted torque, measured in Nm). This gearbox with cycloidal gearing, to a greater extent than other gearboxes with cycloidal gearing, meets the requirements of the drives of coordinate movements of metal-cutting machines.

Однако наличие коррегированной эпициклоидальной формы на каждом отдельном зубе в совокупности всех зубьев образует на соответствующих зубчатых колесах поверхности, существенно отличающиеся от тех единственных гладких замкнутых эпициклических поверхностей, параметры которых конкретно учитывают в каждом планетарном ряду редуктора фактические размеры диаметров цевок, их радиальное расположение в неподвижном и подвижном солнечных колесах относительно их продольных осей, а также фактическую величину эксцентриситета между осью вращения ведущего валика и осью расположенной на нем эксцентриковой шейки. However, the presence of a corrected epicycloidal shape on each individual tooth in the aggregate of all teeth forms surfaces on the corresponding gears that differ significantly from those single smooth closed epicyclic surfaces, the parameters of which specifically take into account the actual sizes of the diameters of the spindles in each planetary gear set, their radial arrangement in a fixed and movable sun wheels relative to their longitudinal axes, as well as the actual value of the eccentricity between the axis of the rotation Ia drive roller and an axis situated on it an eccentric neck.

Как показали исследования, промышленная реализация указанного конструктивного выполнения редуктора с двумя параллельными планетарными рядами возможна при условии обеспечения коэффициента многопарности одновременного зацепления не ниже 0,65 в каждом планетарном ряду. То есть при условии более высокой точности изготовления отдельных составных звеньев размерной цепи в каждом планетарном ряду редуктора. As studies have shown, the industrial implementation of the indicated design of the gearbox with two parallel planetary gears is possible provided that the multipair coefficient of simultaneous gearing is not lower than 0.65 in each planetary gear set. That is, subject to a higher accuracy of manufacturing of individual components of the dimensional chain in each planetary gear set.

Для этого в данном редукторе используются зубчатые поверхности обоих зубчатых колес в качестве элементов, компенсирующих погрешность изготовления отдельных составных звеньев размерной цепи в каждом планетарном ряду конкретного редуктора за счет коррегирования эпициклоидальной формы на каждом отдельном зубе в обоих зубчатых колесах. To do this, this gearbox uses the gear surfaces of both gears as elements that compensate for the manufacturing error of the individual component links of the dimensional chain in each planetary gear set of a particular gearbox by correcting the epicycloidal shape on each individual tooth in both gears.

Однако коррегирование эпициклоидальной формы поверхности каждого отдельного зуба приводит к тому, что в целом вся зубчатая поверхность зубчатого колеса оказывается "сшитой" из отдельных кусков и представляет собой кусочно-гладкую поверхность с наличием на ней внутришаговой и накопленной погрешностей расположения профилей отдельных зубьев, при этом для исключения интерференции эти дополнительные угловые погрешности зубьев также компенсируются за счет соответствующего коррегирования эпициклоидальной формы поверхности на каждом отдельном зубе в обоих зубчатых колесах. However, the correction of the epicycloidal shape of the surface of each individual tooth leads to the fact that, on the whole, the entire gear surface of the gear wheel is “stitched” from separate pieces and represents a piecewise smooth surface with the presence on it of stepwise and accumulated errors in the location of the profiles of individual teeth, while exceptions of interference, these additional angular errors of the teeth are also compensated by the corresponding correction of the epicycloidal shape of the surface at each tionary tooth in both gears.

Таким образом, незамкнутость кусочно-гладкой зубчатой поверхности в целом на каждом зубчатом колесе при наличии коррегированной эпициклоидальной формы поверхности на каждом отдельном зубе в лучшем случае позволяет в известном редукторе с двумя параллельными планетарными рядами выполнить условие циклоидального зацепления с коэффициентом многопарности, равным 0,95, и как следствие этого в таком редукторе всегда будут иметь место трение скольжения, люфты и гистерезис. Thus, the openness of a piecewise smooth gear surface as a whole on each gear wheel in the presence of a corrected epicycloidal shape of the surface on each individual tooth allows, at best, in the known gearbox with two parallel planetary gears, the condition of cycloidal engagement with a multiplicity coefficient equal to 0.95 and as a consequence of this, in such a gearbox there will always be sliding friction, backlash and hysteresis.

Все вышеперечисленные факторы не позволяют применить известную конструкцию редуктора с циклоидальным зацеплением с двумя параллельными планетарными рядами в приводах координатных перемещений особо прецизионных металлорежущих станков типа "обрабатывающий центр" с широкими технологическими возможностями, отвечающими перспективным требованиям. All of the above factors do not allow to apply the well-known design of the gearbox with cycloidal gearing with two parallel planetary gears in the coordinate drives of especially precision machining center-type machine tools with wide technological capabilities that meet promising requirements.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создать редуктор с циклоидальным зацеплением с таким профилем зубчатого венца каждого зубчатого колеса и таким конструктивным выполнением соответствующего солнечного колеса, которые позволили бы полностью компенсировать погрешности изготовления отдельных составных звеньев в каждом планетарном ряду, учесть фактические величины: эксцентриситета "e" между осью эксцентриковой шейки и продольной осью ведущего валика, радиуса кривизны цевок и радиусов расположения цевок по окружностям неподвижного и подвижного солнечных колес, компенсировать отклонения фактического углового расположения цевок от осесимметричности в соответствующих колесах, а также исключить трение скольжения, люфты и гистерезис в циклоидальном зацеплении одновременно в двух параллельных планетарных рядах при эксплуатации редуктора, чем обеспечить создание коэффициента многопарности циклоидального зацепления, равного единице, что дало бы возможность применять такие редукторы в приводах координатных перемещений особопрецизионных металлорежущих станков типа "обрабатывающий центр" с широкими технологическими возможностями, отвечающими перспективным требованиям. The basis of the present invention is the task to create a gearbox with cycloidal gearing with such a gear profile of each gear wheel and such a design of the corresponding sun gear that would completely compensate for the manufacturing errors of the individual component links in each planetary gear set, taking into account the actual values: eccentricity "e" between the axis of the eccentric neck and the longitudinal axis of the drive roller, the radius of curvature of the spindles and the radii of the spindles along the circumferences n fixed and movable solar wheels, compensate for deviations of the actual angular arrangement of the spindles from axisymmetry in the respective wheels, and also eliminate sliding friction, backlash and hysteresis in cycloidal gearing simultaneously in two parallel planetary gears during gear operation, thereby ensuring the creation of a multiplicity coefficient of cycloidal gearing equal to one , which would make it possible to use such reducers in drives of coordinate movements of especially precision metal-cutting machines such as "processing center" with broad technological capabilities that meet the future requirements.

Эта задача решена созданием редуктора с циклоидальным зацеплением, содержащего корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, соосно которому с возможностью вращения установлены ведущий валик, на эксцентриковой шейке которого с возможностью вращения размещен сателлит, и ведомый валик с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом, при этом солнечные колеса выполнены в виде дисков, на обращенных друг к другу торцах которых осесимметрично и равномерно расположены цевки, а сателлит выполнен в виде двух жестко связанных зубчатых колес с эпициклоидальной формой зубьев, находящихся в циклоидальном зацеплении, соответственно зубьев первого зубчатого колеса с цевками первого солнечного колеса, а зубьев второго зубчатого колеса с цевками второго солнечного колеса, при этом согласно изобретению цевки размещены на соответствующих солнечных колесах с возможностью упругой самоустановки и представляют собой наружные кольца подшипников качения, внутренние кольца которых жестко закреплены на свободных концах пальцев, консольно закрепленных на соответствующих торцах соответствующих солнечных колес, а поверхность зубчатого венца каждого зубчатого колеса образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию, при этом каждая цевка первого солнечного колеса с заданным предварительным натягом находится в непрерывном контакте в режиме трения качения с первым зубчатым колесом. This problem was solved by creating a gearbox with a cycloidal gearing, comprising a housing in which the first sun wheel is fixedly mounted, coaxially mounted with a drive roller rotatably mounted on its eccentric neck, and a driven roller with a second sun wheel rigidly fixed to it , while the solar wheels are made in the form of disks, on which ends facing each other are axially symmetrically and uniformly located tarsels, and the satellite is made in the form of two rigidly connected gears with an epicycloidal shape of the teeth in cycloidal engagement, respectively, of the teeth of the first gear with the gears of the first sun gear, and of the teeth of the second gear with the gears of the second sun gear, while according to the invention, the gears are mounted on the respective sun gears with the possibility of elastic self-installation and represent the outer rings of rolling bearings, the inner rings of which are rigidly fixed to the free ends of the fingers, cantilevered to the corresponding the corresponding ends of the corresponding sun wheels, and the surface of the gear rim of each gear wheel is formed by a guide representing a closed epicyclic line, with each pin of the first sun wheel with a predetermined preload is in continuous contact in the rolling friction mode with the first gear wheel.

При этом каждая цевка второго солнечного колеса с заданным предварительным натягом может находиться в непрерывном контакте в режиме трения качения со вторым зубчатым колесом или каждая цевка второго солнечного колеса с заданным предварительным натягом может находиться в последовательном контакте в режиме трения качения со вторым зубчатым колесом. In this case, each pin of the second sun wheel with a predetermined preload can be in continuous contact in the mode of rolling friction with the second gear wheel or each pin of the second sun wheel with a predetermined preload can be in serial contact in the mode of rolling friction with the second gear.

Создание указанной конструкции редуктора основано на использовании в качестве эталонных баз гладких замкнутых эпициклических поверхностей зубчатых венцов на соответствующих зубчатых колесах в сочетании с указанным закреплением на соответствующих солнечных колесах цевок, выполненных в виде подшипников качения, установленных свободно с заданным предварительным натягом, которые позволяют осуществлять компенсацию влияния на кинематическую точность редуктора погрешностей изготовления его составных звеньев путем непрерывного усреднения между всеми цевками каждой отдельной погрешности. The creation of the indicated gear design is based on the use of smooth closed epicyclic surfaces of gears on the corresponding gear wheels as reference bases in combination with the indicated fastening on the corresponding sun wheels of the sprockets made in the form of rolling bearings mounted freely with a predetermined preload, which allow compensation of the effect on the kinematic accuracy of the error reducer manufacturing its component parts by continuous averaging eniya between all the tarsus of each individual error.

В результате этого обеспечивается работоспособность редуктора с исключением интерференции при одновременном циклоидальном зацеплении в двух параллельных планетарных рядах даже при наличии отклонений от равномерности и осесимметричности расположения цевок и тем самым обеспечивается коэффициент многопарности зацепления, равный единице. Все эти конструктивные особенности позволяют исключить трение скольжения, люфты и гистерезис при работе редуктора, который может быть эффективно использован в приводах координатных перемещений особопрецизионных металлорежущих станков типа "обрабатывающий центр" с широкими технологическими возможностями, отвечающими перспективным требованиям. As a result of this, the gearbox is operable with the exclusion of interference with simultaneous cycloidal engagement in two parallel planetary gears even in the presence of deviations from the uniformity and axial symmetry of the sprockets, and thus a multiply gearing ratio of one is ensured. All these design features make it possible to eliminate sliding friction, backlash and hysteresis during gear operation, which can be effectively used in coordinate displacement drives of special-precision machining center-type machine tools with wide technological capabilities that meet promising requirements.

Для повышения точности обработки сложных поверхностей на металлорежущем станке бывает нужно снизить пропорционально числу 10 дискретность минимальных перемещений исполнительных органов этого станка на единицу управляющего импульса от системы числового программного управления. В этом случае передаточное отношение в редукторе с циклоидальным зацеплением, используемым в приводах координатных перемещений этого станка, также должно быть кратным числу 10 (то есть 1:100; 1:1000; 1:10000; 1:100000). To increase the accuracy of processing complex surfaces on a metal cutting machine, it is sometimes necessary to reduce in proportion to the number 10 the discreteness of the minimum displacements of the executive organs of this machine per unit of control pulse from the numerical control system. In this case, the gear ratio in the gearbox with cycloidal gearing used in the coordinate drives of this machine should also be a multiple of 10 (i.e. 1: 100; 1: 1000; 1: 10000; 1: 100000).

Целесообразно, чтобы в редукторе с циклоидальным зацеплением с двумя параллельными планетарными рядами каждый палец был выполнен в виде втулки. It is advisable that in a gearbox with cycloidal gearing with two parallel planetary gears, each finger be made in the form of a sleeve.

Каждая из этих втулок позволяет на свободном конце пальца с заданным предварительным натягом с двумя степенями свободы относительно торцевой поверхности солнечного колеса упруго установить каждую отдельную цевку в виде подшипника качения, обеспечить самоустановку в полном контакте всех цевок каждого солнечного колеса по гладкой замкнутой эпициклической поверхности соответствующего зубчатого венца, усреднить между всеми цевками погрешность расположения места закрепления конца каждого отдельного пальца относительно номинально заданного его расположения в торцевой плоскости соответствующего солнечного колеса и тем самым повысить кинематическую точность зубчатой передачи в целом. Each of these bushings allows each individual pin in the form of a rolling bearing on the free end of the finger with a predetermined preload with two degrees of freedom relative to the end surface of the sun wheel to ensure self-alignment in full contact of all the spindles of each sun wheel on the smooth closed epicyclic surface of the corresponding gear ring , average between all tsevok the error of the location of the place of fastening of the end of each individual finger relative to nominally for annogo its arrangement in the plane of the corresponding end of the sun gear and thereby to increase the accuracy of a kinematic gear train as a whole.

Желательно в каждой втулке между торцом соответствующего солнечного колеса и торцом подшипника качения разместить шарнир, обеспечивающий две степени свободы поворота свободного конца втулки относительно места ее закрепления на солнечном колесе. It is advisable to place a hinge between each end of the corresponding sun wheel and the end of the rolling bearing, providing two degrees of freedom of rotation of the free end of the sleeve relative to the place of its fastening on the sun wheel.

Наличие такого шарнира позволит дополнительно компенсировать влияние на кинематическую точность зубчатой передачи непараллельности оси закрепленного конца каждого отдельного пальца по отношению к продольной оси соответствующего солнечного колеса. The presence of such a hinge will make it possible to additionally compensate for the effect on the kinematic accuracy of the gear transmission of the non-parallelism of the axis of the fixed end of each individual finger with respect to the longitudinal axis of the corresponding sun wheel.

Благоприятно, чтобы каждый шарнир обеспечивал дополнительно три степени свободы перемещения свободного конца втулки относительно места ее закрепления на солнечном колесе. При этом желательно, чтобы каждый шарнир представлял собой по меньшей мере одну пружинную шайбу, образованную прорезями, выполненными перпендикулярно продольной оси свободного конца втулки, при этом на каждой торцевой поверхности пружинной шайбы размещены по два диаметрально противоположных выступа, и ось выступов, размещенных на одной торцевой стороне пружинной шайбы, повернута на угол приблизительно 90^o относительно оси выступов, размещенных на другой ее стороне.It is favorable that each hinge provides an additional three degrees of freedom of movement of the free end of the sleeve relative to the place of its fastening on the sun wheel. In this case, it is desirable that each hinge consist of at least one spring washer formed by slots made perpendicular to the longitudinal axis of the free end of the sleeve, with two diametrically opposite protrusions placed on each end surface of the spring washer, and the axis of the protrusions placed on one end side of the spring washer, rotated by an angle of approximately 90 ^o relative to the axis of the protrusions placed on its other side.

Это позволит повысить осевую податливость свободного конца пальца относительно закрепленного его конца и скомпенсировать влияние на кинематическую точность зубчатой передачи осевых смещений свободного конца каждого отдельного пальца при изменении его углового расположения по отношению к закрепленному концу в процессе работы редуктора. This will increase the axial compliance of the free end of the finger relative to its fixed end and compensate for the effect on the kinematic accuracy of the gear transmission of the axial displacements of the free end of each individual finger when changing its angular location with respect to the fixed end during operation of the gearbox.

Возможно внутреннюю поверхность наружного кольца каждого подшипника качения выполнить сферической и установить относительно его тел качения с возможностью разворота на угол от 1 до 90^o.Perhaps the inner surface of the outer ring of each rolling bearing is spherical and set relative to its rolling bodies with the possibility of rotation by an angle of 1 to 90 ^o .

Это обеспечивает линейный контакт между цевкой и зубчатым венцом по образующей, принадлежащей как боковой поверхности цевки, так и боковой эпициклической поверхности зубчатого колеса, и в еще большей мере снизит влияние на кинематическую точность зубчатой передачи погрешностей, вызванных угловыми и осевыми смещениями свободного конца каждого пальца относительно закрепленного его конца в процессе работы редуктора. This provides linear contact between the pin and the ring gear along a generatrix belonging to both the side surface of the pin and the side epicyclic surface of the gear, and will further reduce the effect on the kinematic accuracy of the gear transmission of errors caused by angular and axial displacements of the free end of each finger relative to its fixed end during the operation of the gearbox.

Целесообразно, чтобы первое солнечное колесо имело на один палец с цевкой больше, чем второе солнечное колесо, при этом второе зубчатое колесо имело количество зубьев, равное количеству зубьев второго солнечного колеса, а первое зубчатое колесо имело на один зуб меньше, чем количество цевок первого солнечного колеса. It is advisable that the first sun gear has one finger with a pin more than the second sun gear, while the second gear wheel has the number of teeth equal to the number of teeth of the second sun gear, and the first gear wheel has one tooth less than the number of gears of the first sun wheels.

Это позволяет выполнить редуктор с минимальными радиальными размерами, но с более высокими передаточными отношениями, что дает возможность использовать такой редуктор в приводах координатных перемещений в малогабаритных особопрецизионных металлорежущих станках. This allows you to make the gearbox with the smallest radial dimensions, but with higher gear ratios, which makes it possible to use such a gearbox in the drives of coordinate movements in small-sized special precision metal-cutting machines.

Целесообразно, чтобы первое солнечное колесо имело на один палец с цевкой меньше, чем второе солнечное колесо, при этом зубчатые колеса имели на один зуб меньше, чем количество цевок зацепляющихся с ними соответствующих солнечных колес. Это дает возможность создать редуктор с циклоидальным зацеплением, имеющий передаточное отношение, равное 1:100, для более эффективного управления приводами координатных перемещений исполнительных органов станка от системы числового программного управления. It is advisable that the first sun wheel had one finger less than the second sun gear than the second sun wheel, while the gears had one tooth less than the number of spindles of the corresponding sun wheels engaged with them. This makes it possible to create a gearbox with cycloidal gearing having a gear ratio of 1: 100 for more efficient control of the drives of coordinate displacements of the machine's executive bodies from the numerical control system.

Таким образом, решается задача создания редуктора с циклоидальным зацеплением с таким профилем зубчатого венца каждого зубчатого колеса и таким конструктивным выполнением соответствующего солнечного колеса, которые позволяют полностью компенсировать погрешности изготовления отдельных составных звеньев в каждом планетарном ряду, учитывают фактические величины: эксцентриситета "e" между осью эксцентриковой шейки и продольной осью ведущего валика, радиусы кривизны цевок и радиус расположения цевок по окружностям неподвижного и подвижного солнечных колес, компенсируют отклонения фактического углового расположения цевок от осесимметричности в соответствующих солнечных колесах, а также исключают трение скольжения, люфты и гистерезис в циклоидальном зацеплении одновременно в двух параллельных планетарных рядах в процессе эксплуатации редуктора, тем самым обеспечивают создание коэффициента многопарности циклоидального зацепления, равного единице. Это дает возможность применять такие редукторы в приводах координатных перемещений особопрецизионных металлорежущих станков типа "обрабатывающий центр" с широкими технологическими возможностями, отвечающими перспективным требованиям. Thus, the problem of creating a gearbox with cycloidal gearing with such a gear profile of each gear wheel and such a constructive implementation of the corresponding sun gear that completely compensate for the manufacturing errors of the individual component links in each planetary row takes into account the actual values: the eccentricity "e" between the axis the eccentric neck and the longitudinal axis of the drive roller, the radii of curvature of the forearm and the radius of the forearm along the circles of the fixed and of solar wheels, compensate for deviations of the actual angular arrangement of the spindles from axisymmetry in the corresponding sun wheels, and also eliminate sliding friction, backlash and hysteresis in cycloidal gearing simultaneously in two parallel planetary gears during operation of the gearbox, thereby ensuring the creation of a multiplicity coefficient of cycloidal gearing equal to unit. This makes it possible to use such reducers in coordinate drives of special-precision metal-cutting machine-tools of the "machining center" type with wide technological capabilities that meet promising requirements.

Для лучшего понимания изобретения ниже приведены конкретные примеры его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 схематично изображает редуктор, выполненный согласно изобретению, вид сбоку в разрезе с вырывом;
фиг. 2 - сечение II-II на фиг. 1 в одном варианте выполнения редуктора согласно изобретению;
фиг. 3 - сечение III-III на фиг. 1;
фиг. 4, 5 - варианты выполнения пальца в виде втулки с подшипником согласно изобретению, вид сбоку, продольный разрез;
фиг. 6 - цевка в контакте с зубчатым колесом согласно изобретению;
фиг. 7 - вариант выполнения пальца с шарниром согласно изобретению, вид сбоку, продольный разрез;
фиг. 8 - вариант выполнения пальца с шарниром в виде пружинной шайбы согласно изобретению, изометрия;
фиг. 9 - вариант выполнения пальца с шарниром в виде пружинной шайбы и самоустанавливающейся цевкой согласно изобретению, продольный разрез с вырывами;
фиг. 10 - сечение X-X на фиг. 1 в другом варианте выполнения редуктора согласно изобретению.For a better understanding of the invention, the following are specific examples of its implementation with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 schematically depicts a gearbox made according to the invention, a side view in section with a breakaway;
FIG. 2 is a section II-II in FIG. 1 in one embodiment of a gearbox according to the invention;
FIG. 3 is a section III-III in FIG. 1;
FIG. 4, 5 - embodiments of the finger in the form of a sleeve with a bearing according to the invention, side view, longitudinal section;
FIG. 6 - pin in contact with the gear according to the invention;
FIG. 7 is an embodiment of a finger with a hinge according to the invention, side view, longitudinal section;
FIG. 8 is an embodiment of a finger with a hinge in the form of a spring washer according to the invention, isometry;
FIG. 9 is an embodiment of a finger with a hinge in the form of a spring washer and a self-aligning pin according to the invention, a longitudinal section with tears;
FIG. 10 is a section XX in FIG. 1 in another embodiment of a gearbox according to the invention.

Редуктор с циклоидальным зацеплением, выполненный согласно изобретению, содержит корпус 1 (фиг. 1), состоящий из двух жестко соединенных частей 2, 3. В первой части 2 корпуса 1 неподвижно закреплено первое солнечное колесо 4. На этом солнечном колесе 4 консольно жестко осесимметрично и равномерно на радиусе R' параллельно между собой и продольной оси A-A этого солнечного колеса 4 закреплены пальцы 5. На свободных концах 6 пальцев 5 неподвижно закреплены внутренние кольца 7 подшипников 8 качения, наружные кольца 9 которых выполняют функции цевок, имеющих радиус наружной поверхности, равный r. В этой же части 2 корпуса 1, опираясь на два подшипника 10, соосно продольной оси A-A неподвижного первого солнечного колеса 4 установлен ведущий валик 11 с эксцентриковой шейкой 12, продольная ось a-a которой расположена относительно продольной оси A-A, соответствующей оси вращения ведущего валика 11, с эксцентриситетом "e". На эксцентриковой шейке 12 на двух подшипниках 13 установлен сателлит 14, выполненный в виде двух жестко связанных между собой зубчатых колес 15 и 16 с эпициклоидальными профилями зубьев 17 и зубьев 18 на зубчатых венцах 19 и 20 (фиг. 2, 3) каждого соответствующего зубчатого колеса 15 и 16. The cycloidal gear reducer, made according to the invention, comprises a housing 1 (Fig. 1), consisting of two rigidly connected parts 2, 3. In the first part 2 of the housing 1, the first sun wheel 4 is fixedly fixed. This sun wheel 4 is cantilevered rigidly axisymmetrically and fingers 5 are fixed uniformly on a radius R 'parallel to each other and to the longitudinal axis AA of this sun wheel 4. The inner rings 7 of the rolling bearings 8 are fixedly fixed on the free ends of the 6 fingers 5, the outer rings 9 of which serve as a pin, I have The radius of the outer surface is r. In the same part 2 of the housing 1, relying on two bearings 10, a drive roller 11 with an eccentric neck 12 is installed coaxially with the longitudinal axis AA of the stationary first sun wheel 4, the longitudinal axis aa of which is located relative to the longitudinal axis AA corresponding to the axis of rotation of the drive roller 11, s eccentricity "e". On the eccentric neck 12, on two bearings 13, a satellite 14 is installed, made in the form of two gears 15 and 16 rigidly interconnected with epicycloidal profiles of the teeth 17 and teeth 18 on the gears 19 and 20 (Fig. 2, 3) of each respective gear 15 and 16.

Поверхность зубчатого венца 19 и 20 (фиг. 3) каждого зубчатого колеса 15 и 16 (фиг. 2, 3) образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию. То есть эти поверхности представляют собой гладкие замкнутые эпициклические поверхности, которые являются эталонными базами в циклоидальном зацеплении. The surface of the ring gear 19 and 20 (Fig. 3) of each gear wheel 15 and 16 (Fig. 2, 3) is formed by a guide, which is a closed epicyclic line. That is, these surfaces are smooth closed epicyclic surfaces that are reference bases in cycloidal engagement.

Выполнение каждой указанной эталонной базовой гладкой замкнутой эпициклической поверхности зубчатого венца 19, 20 на каждом зубчатом колесе 15, 16 возможно путем использования способа обработки цилиндрических зубчатых колес, который обеспечивает выполнение каждого зубчатого колеса путем непрерывной по мере удаления припуска имитации заданных условий эксплуатации циклоидной передачи в каждом планетарном ряду, а также путем непрерывного контроля радиальных размерных параметров профиля обрабатываемой зубчатой поверхности каждого зубчатого колеса при его изготовлении с получением профиля с точными заданными размерами, учитывающими фактическую величину эксцентриситета между осью эксцентриковой шейки и осью вращения ведущего валика, величину радиуса кривизны цилиндрических поверхностей цевок, величину радиального расположения цевок по окружности соответствующего солнечного колеса, а также заданную величину предварительного натяга между контактирующими при зацеплении поверхностями. Более подробно со способом обработки цилиндрических зубчатых колес можно ознакомиться в Российском патенте N 1695595 и в заявке PCT/RU-94/00059 от 24.03.1994 г. The execution of each specified reference basic smooth closed epicyclic surface of the ring gear 19, 20 on each gear wheel 15, 16 is possible by using the method of processing cylindrical gears, which ensures the execution of each gear wheel by continuously simulating the specified operating conditions of the cycloid gear in each the planetary row, as well as by continuous monitoring of the radial dimensional parameters of the profile of the machined gear surface of each tooth of the wheel during its manufacture to obtain a profile with exact specified dimensions, taking into account the actual value of the eccentricity between the axis of the eccentric neck and the axis of rotation of the drive roller, the radius of curvature of the cylindrical surfaces of the tines, the radial position of the tines along the circumference of the corresponding sun wheel, as well as the specified amount of preload between contacting surfaces when engaged. More details on the method of processing cylindrical gears can be found in Russian patent N 1695595 and in the application PCT / RU-94/00059 of 03.24.1994.

Во второй части 3 (фиг. 1) корпуса 1, опираясь на два подшипника 21 соосно оси A-A вращения ведущего валика 11, установлен ведомый валик 22. На ведомом валике 22 неподвижно закреплено второе солнечное колесо 23, установленное соосно продольной оси A-A первого солнечного колеса 4, оси A-A вращения ведущего валика 11 и оси вращения A-A ведомого валика 22. На втором солнечном колесе 23 консольно жестко осесимметрично и равномерно на радиусе R' (равном радиусу R' первого солнечного колеса 4) параллельно между собой и продольной оси A-A этого солнечного колеса 23 закреплены пальцы 24. На свободных концах 25 пальцев 24 неподвижно закреплены внутренние кольца 26 подшипников 27 качения, наружные кольца 28 которых выполняют функции цевок второго солнечного колеса 23, имеющих радиус наружной поверхности, равный r и равный радиусу r наружной поверхности цевок первого солнечного колеса 4. In the second part 3 (Fig. 1) of the housing 1, relying on two bearings 21 coaxially with the axis of rotation of the drive roller 11, a driven roller 22 is mounted. A second sun wheel 23 is fixedly mounted on the driven roller 22, mounted coaxially with the longitudinal axis AA of the first sun wheel 4 , the axis of rotation AA of the drive roller 11 and the axis of rotation AA of the driven roller 22. On the second sun wheel 23, it is cantilever rigidly axisymmetrically and uniformly at a radius R '(equal to the radius R' of the first sun wheel 4) parallel to each other and the longitudinal axis AA of this sun wheel 23 close captions are fingers 24. At the free ends of 25 fingers 24, the inner rings 26 of the rolling bearings 27 are fixedly fixed, the outer rings 28 of which perform the functions of the spindles of the second sun wheel 23 having a radius of the outer surface equal to r and equal to the radius r of the outer surface of the spindles of the first sun wheel 4.

Все наружные кольца 9, 28 (то есть цевки) подшипников 8, 27 качения, установленные на пальцах 5, 24 соответственно первого и второго солнечных колес 4, 23, находятся в непрерывном контакте c соответствующими зубчатыми венцами 19 и 20 (фиг. 2, 3), имеющими эпициклоидальные профили зубьев 17, 18 зубчатых колес 15, 16 сателлита 14. All outer rings 9, 28 (that is, the pin) of the rolling bearings 8, 27 mounted on the fingers 5, 24 of the first and second sun wheels 4, 23, respectively, are in continuous contact with the corresponding gear rims 19 and 20 (Fig. 2, 3 ) having epicycloidal tooth profiles 17, 18 of gears 15, 16 of satellite 14.

В редукторе с циклоидальным зацеплением с двумя параллельными планетарными рядами пальцы первого и второго солнечных колес 4, 23 (фиг. 4, 5) можно выполнить в виде втулок 29. Причем радиус R' места закрепления каждой отдельной втулки 29 на торцевых поверхностях дисков соответствующих солнечных колес 4, 23 всегда меньше номинального значения радиуса R расположения соответствующих цевок (наружных колец 9, 28 подшипников 8, 27) на величину предварительного натяга Z (фиг. 6) в направлении по нормали n-n между контактирующими при циклоидальном зацеплении эталонными поверхностями зубчатых венцов 19, 20 зубчатых колес 15, 16 сателлита 14 с наружными поверхностями наружных колец 9, 28 подшипников 8, 27 качения (цевок). Предварительный натяг Z определяется расстоянием между эталонными поверхностями зубчатых венцов 19, 20 зубчатых колес 15, 16 сателлита 14 и мнимыми эквидистантными эталонными поверхностями, с которыми контактировали бы наружные поверхности наружных колец 9, 28 подшипников 8, 27 качения при условии, если величина R' равнялась бы величине R. In a gearbox with cycloidal gearing with two parallel planetary gears, the fingers of the first and second sun wheels 4, 23 (Fig. 4, 5) can be made in the form of bushings 29. Moreover, the radius R 'of the fastening point of each individual bush 29 on the end surfaces of the disks of the respective sun wheels 4, 23 is always less than the nominal value of the radius R of the location of the corresponding lugs (outer rings 9, 28 of the bearings 8, 27) by the preload value Z (Fig. 6) in the normal direction nn between the contacting ones during cycloidal engagement the flange surfaces of the gears 19, 20 of the gears 15, 16 of the satellite 14 with the outer surfaces of the outer rings 9, 28 of the rolling bearings 8, 27 (pin). The preload Z is determined by the distance between the reference surfaces of the gears 19, 20 of the gears 15, 16 of the satellite 14 and the imaginary equidistant reference surfaces with which the outer surfaces of the outer rings 9, 28 of the rolling bearings 8, 27 would be in contact, provided that the value of R 'equals would be R.

В каждом пальце 5, 24 (фиг. 7), выполненном в виде втулки 29, между торцoм 4', 23' диска соответствующего солнечного колеса 4, 23 и торцoм 8', 27' подшипника 8, 27 качения можно разместить шарнир 30, обеспечивающий две степени свободы поворота свободного конца 6, 25 пальца 5, 24 относительно места его закрепления на солнечном колесе 4, 23. При этом шарнир 30 имеет две полусферы 31, 32 с центральными отверстиями, соосными и равными отверстию втулки, вставленных одна в другую. Полусферы 31, 32 упруго соединены между собой посредством пружины 33 растяжения, вставленной в отверстия втулки 29 и отверстия полусфер 31, 32. In each finger 5, 24 (Fig. 7), made in the form of a sleeve 29, a hinge 30 can be placed between the end face 4 ', 23' of the disk of the corresponding sun wheel 4, 23 and the end face 8 ', 27' of the rolling bearing 8, 27 two degrees of freedom of rotation of the free end 6, 25 of the finger 5, 24 relative to the place of its fastening on the sun wheel 4, 23. Moreover, the hinge 30 has two hemispheres 31, 32 with central holes coaxial with and equal to the hole of the sleeve inserted one into the other. The hemispheres 31, 32 are resiliently interconnected by means of a tension spring 33 inserted into the openings of the sleeve 29 and the openings of the hemispheres 31, 32.

В каждом пальце 5, 24 (фиг. 8), выполненном в виде втулки 29, между торцoм диска соответствующего солнечного колеса 4, 23 и торцoм подшипника 8, 27 качения можно разместить шарнир 34, обеспечивающий две степени свободы поворота и три степени свободы перемещения свободного конца 6, 25 пальца 5, 24 относительно места его закрепления на соответствующем солнечном колесе 4, 23. При этом каждый шарнир 34 может быть выполнен в виде по меньшей мере одной пружинной шайбы 325, образованной прорезями 36, выполненными перпендикулярно оси свободного конца 6, 25 пальца 5, 24. На каждой торцевой поверхности 37, 38 пружинной шайбы 35 размещены по два диаметрально противоположных выступа 39, 40. In each finger 5, 24 (Fig. 8), made in the form of a sleeve 29, a joint 34 can be placed between the end face of the disk of the corresponding sun wheel 4, 23 and the end face of the rolling bearing 8, 27, providing two degrees of freedom of rotation and three degrees of freedom of movement of free the end 6, 25 of the finger 5, 24 relative to the place of its fastening on the corresponding sun wheel 4, 23. Moreover, each hinge 34 can be made in the form of at least one spring washer 325, formed by slots 36 made perpendicular to the axis of the free end 6, 25 fingers 5, 24. On each end surface 37, 38 of the spring washer 35 is placed on two diametrically opposite protrusions 39, 40.

При этом ось выступов 39, размещенных на одной торцевой стороне 37 пружинной шайбы 35 повернута на угол приблизительно 90^o по отношению к оси выступов 40, размещенных на другой торцевой стороне 38 пружинной шайбы 35.The axis of the protrusions 39 located on one end side 37 of the spring washer 35 is rotated by an angle of approximately 90 ^° with respect to the axis of the protrusions 40 located on the other end side 38 of the spring washer 35.

Для устранения возможного перекоса закрепления пальцев 5, 24 (фиг. 9) в соответствующих солнечных колесах 4, 23 относительно заданной оси b-b их закрепления возможно внутреннюю поверхность 41 наружного кольца 9, 28 подшипника 8, 27 качения выполнить сферической и установить ее на телах 42 качения с возможностью разворота оси b'-b' свободного конца 6, 25 каждого пальца 5, 24 относительно заданной оси b-b на угол w, который может колебаться от 1 до 90^o.To eliminate the possible distortion of the fastening of the fingers 5, 24 (Fig. 9) in the respective sun wheels 4, 23 relative to a given axis of their fastening bb, it is possible to make the inner surface 41 of the outer ring 9, 28 of the rolling bearing 8, 27 spherical and install it on the rolling bodies 42 with the possibility of rotation of the axis b'-b 'of the free end 6, 25 of each finger 5, 24 relative to a given axis bb by an angle w, which can vary from 1 to 90 ^o .

На одном из солнечных колес 4 (фиг. 2) количество пальцев 5 с подшипниками 8 качения можно выполнить на один больше, чем в другом солнечном колесе 23. При этом возможно выполнить на один палец 24 (фиг. 3) с подшипником 27 качения меньше в подвижном солнечном колесе 23. При этом зацепляющееся с подвижным солнечным колесом 23 зубчатое колесо 16 сателлита 14 может иметь количество зубьев 18 зубчатого венца 20 на единицу меньше, чем количество пальцев 24 с подшипниками 27 качения подвижного солнечного колеса 23. В данном случае каждая отдельная цевка подвижного и неподвижного солнечных колес 4, 23 (фиг. 2, 3) с заданным предварительным натягом будет находиться в непрерывном контакте в режиме трения качения с соответствующим зубчатым колесом 15, 16. On one of the sun wheels 4 (FIG. 2), the number of fingers 5 with rolling bearings 8 can be made one more than in the other sun wheel 23. In this case, it is possible to perform one finger 24 (FIG. 3) with the rolling bearing 27 less the movable sun wheel 23. In this case, the gear 16 of the satellite 14 engaging with the movable sun wheel 23 may have the number of teeth 18 of the ring gear 20 one less than the number of fingers 24 with the rolling bearings 27 of the movable sun wheel 23. In this case, each individual pin of the movable suna stationary sun wheel 4, 23 (FIGS. 2, 3) with a predetermined prestress will be in continuous contact with rolling friction mode corresponding toothed wheel 15, 16.

Также возможно выполнить на один палец 5 (фиг. 2) с подшипником 8 качения больше на неподвижном солнечном колесе 4. При этом зацепляющееся с подвижным солнечным колесом 23 (фиг. 10) зубчатое колесо 16 сателлита 14 должно иметь количество зубьев 18 зубчатого венца 20, равное количеству пальцев 24 с подшипниками 27 качения подвижного солнечного колеса 23. It is also possible to perform one finger 5 (FIG. 2) with a rolling bearing 8 larger on the stationary sun wheel 4. In this case, the gear 16 of the satellite 14 engaging with the movable sun wheel 23 (FIG. 10) must have the number of teeth 18 of the ring gear 20, equal to the number of fingers 24 with the rolling bearings 27 of the movable sun wheel 23.

В данном случае каждая отдельная цевка неподвижного солнечного колеса 4 с заданным предварительным натягом находится в непрерывном контакте в режиме трения качения с соответствующим зубчатым колесом 15, а каждая отдельная цевка подвижного солнечного колеса 23 с заданным предварительным натягом находится в последовательном контакте в режиме трения качения с соответствующим зубчатым колесом 16, поверхность зубчатого венца 17, 18 каждого из которых образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию. In this case, each individual pin of the stationary sun wheel 4 with a predetermined preload is in continuous contact in the rolling friction mode with the corresponding gear wheel 15, and each individual pin of the movable sun wheel 23 with a predetermined preload is in serial contact in the rolling friction mode with the corresponding gear 16, the surface of the ring gear 17, 18 of each of which is formed by a guide, which is a closed epicyclic line.

Предлагаемый редуктор с циклоидальным зацеплением работает следующим образом. The proposed gearbox with cycloidal gearing works as follows.

Вращение от вала приводного двигателя (на чертежах не показанного) передается ведущему валику 11 с эксцентриковой шейкой 12. Вращаясь на подшипниках 10 относительно левой части 2 корпуса 1 и ведомого валика 22, ведущий валик 11 сообщает плоскопараллельное движение по окружности эксцентриковой шейке 12, подшипнику 13 и сателлиту 14 вместе с зубчатыми колесами 15 и 16. Rotation from the drive motor shaft (not shown in the drawings) is transmitted to the drive roller 11 with an eccentric neck 12. Rotating on the bearings 10 relative to the left side 2 of the housing 1 and the driven roller 22, the drive roller 11 gives a plane-parallel movement around the circumference of the eccentric neck 12, the bearing 13 and satellite 14 together with gears 15 and 16.

В связи с тем, что радиус R' места закрепления каждого пальца 5 неподвижного солнечного колеса 4 и каждого пальца 24 подвижного солнечного колеса 23 меньше номинального значения R, определяющего эталонные профили гладких замкнутых эпициклоидальных поверхностей зубьев 17, 18 зубчатых венцов 19, 20 зубчатых колес 15, 16, то еще до начала плоскопараллельного движения сателлита 14 по круговой траектории все цевки (в виде наружных колец 9 подшипников 8 качения) неподвижного солнечного колеса 4 будут с заданным предварительным натягом Z=R-R' контактировать с зубчатым венцом 19 соответствующего зубчатого колеса 15, а все цевки (в виде наружных колец 28 подшипников 27 качения) подвижного солнечного колеса 23 будут с таким же предварительным натягом Z=R-R' контактировать с зубчатым венцом 20 соответствующего зубчатого колеса 16. Причем действие предварительного натяга Z в обоих случаях направлено в сторону центра соответствующих солнечных колес 4, 23. Due to the fact that the radius R 'of the fastening point of each finger 5 of the fixed sun wheel 4 and each finger 24 of the movable sun wheel 23 is less than the nominal value R, which defines the reference profiles of smooth closed epicycloidal surfaces of the teeth 17, 18 of the gears 19, 20 of the gears 15 , 16, even before the plane-parallel motion of the satellite 14 begins along a circular path, all the hand rods (in the form of outer rings 9 of the rolling bearings 8) of the fixed sun wheel 4 will be in contact with a predetermined preload Z = RR 'with cogwheel rim 19 of the corresponding gear wheel 15, and all the lugs (in the form of outer rings 28 of the rolling bearings 27) of the movable sun wheel 23 will be in contact with the gear rim 20 of the corresponding gear wheel 16 with the same preload Z = RR 16. Moreover, the action of the preload Z in both cases, it is directed towards the center of the corresponding sun wheels 4, 23.

Наличие постоянного предварительного натяга Z одновременно всех цевок каждого солнечного колеса 4, 23 с зубчатыми венцами 19, 20 каждого соответствующего зубчатого колеса 15, 16, а также возможность самоустановки цевок за счет свободной изгибной жесткости свободных концов 6, 25 пальцев 5, 24 относительно мест их закрепления на торцевых поверхностях дисков солнечных колес 4, 23 позволяют при плоскопараллельном перемещении сателлита 14 по круговой траектории относительно центра, совпадающего с осью симметрии наружных колец 9 подшипников 8 качения неподвижного солнечного колеса 4, обкатывать зубья 17 зубчатого колеса 15 по наружным кольцам 9 подшипников 8 качения солнечного колеса 4. The presence of a constant preload Z at the same time of all the tines of each sun gear 4, 23 with the gear rims 19, 20 of each corresponding gear wheel 15, 16, as well as the possibility of self-installation of the tines due to the free bending stiffness of the free ends 6, 25 of fingers 5, 24 relative to fastening on the end surfaces of the disks of the solar wheels 4, 23 allows for plane-parallel movement of the satellite 14 in a circular path relative to the center, coinciding with the axis of symmetry of the outer rings 9 of the rolling bearings 8 not odvizhnogo sun gear 4, 17 teeth run in a gear wheel 15 on the outer rings 9 of rolling bearings 8 of the sun gear 4.

Это происходит в связи с возможностью обката без проскальзывания наружной поверхности центроиды эталонной эпициклической гладкой замкнутой поверхности зубьев 17 зубчатого венца 19, диаметр который (центроиды) определяется произведением двойного эксцентриситета "e" на число зубьев 17 зубчатого колеса 15, по внутренней поверхности неподвижной центроиды, диаметр которой определяется произведением двойного эксцентриситета "e" на число цевок неподвижного солнечного колеса 4. Обкат указанной наружной поверхности центроиды по указанной внутренней поверхности центроиды вызывает вращение зубчатого колеса 15 на подшипниках 13 в сторону, противоположную направлению вращения ведущего валика 11, с передаточным отношением, равным единице, деленной на число зубьев зубчатого колеса 15. This is due to the possibility of rolling around without slipping the outer surface of the centroid of the reference epicyclic smooth closed surface of the teeth 17 of the ring gear 19, the diameter of which (centroids) is determined by the product of the double eccentricity "e" by the number of teeth 17 of the gear 15, on the inner surface of the fixed centroid, diameter which is determined by the product of the double eccentricity "e" by the number of tines of the fixed solar wheel 4. Running around the specified outer surface of the centroid on the specified the surface of the centroid causes the rotation of the gear wheel 15 on the bearings 13 in the direction opposite to the direction of rotation of the drive roller 11, with a gear ratio equal to one divided by the number of teeth of the gear wheel 15.

В свою очередь сателлит 14, обкатываясь зубчатым колесом 15 по неподвижному солнечному колесу 4, совершает сложное плоскопараллельное (планетарное) движение, которое благодаря второму планетарному ряду, образованному зубчатым венцом 20 зубчатого колеса 16, имеющего гладкую замкнутую эпициклическую поверхность зубьев 18, и цевками в виде наружных колец 28 подшипников 27 качения подвижного солнечного колеса 23, преобразуется во вращательное движение ведомого валика 22. При этом по наружной поверхности центроиды, связанной с эталонной эпициклической поверхностью зубьев 18 зубчатого колеса 16, диаметр которой равен произведению двойного эксцентриситета "e" на число зубьев 18 зубчатого колеса 16, обкатывается без проскальзывания внутренняя поверхность центроиды, диаметр которой равен произведению двойного эксцентриситета "e" на число цевок подвижного солнечного колеса 23. Обкат указанной внутренней поверхности центроиды по указанной наружной поверхности центроиды вызывает вращение подвижного солнечного колеса 23 вместе с выходным валиком 22 на подшипниках 21 относительно второй части 3 корпуса 1. In turn, the satellite 14, rolling around the fixed sun wheel 4 by the gear 15, makes a complex plane-parallel (planetary) movement, which, thanks to the second planetary gear set formed by the gear rim 20 of the gear 16, having a smooth closed epicyclic surface of the teeth 18, and lobes in the form of the outer rings 28 of the rolling bearings 27 of the movable sun wheel 23, is converted into the rotational movement of the driven roller 22. Moreover, on the outer surface of the centroid connected with the reference epicyclic the inner surface of the centroid, the diameter of which is equal to the product of double eccentricity "e" by the number of tines of the movable sun gear 23, is run around without a slip of the surface of the teeth 18 of the gear wheel 16, the diameter of which is the product of the double eccentricity "e" by the number of teeth 18 of the gear 16. the specified inner surface of the centroid on the specified outer surface of the centroid causes the rotation of the movable sun wheel 23 together with the output roller 22 on the bearings 21 relative to the second part 3 cases 1.

При этом непрерывный обкат упомянутых центроид одновременно в двух параллельных планетарных рядах вызывает, с одной стороны, непрерывный обкат без проскальзывания эталонной эпициклической гладкой поверхности зубьев 17 зубчатого венца 19 зубчатого колеса 15 по наружным кольцам 9 подшипников 8 качения неподвижного солнечного колеса 4, а, с другой стороны, вызывает обкат без проскальзывания наружных колец 28 подшипников 27 качения подвижного солнечного колеса 23 по эталонной эпициклической гладкой поверхности зубьев 18 зубчатого венца 20 зубчатого колеса 16. At the same time, continuous rolling of the mentioned centroids simultaneously in two parallel planetary rows causes, on the one hand, continuous rolling without slipping of the reference epicyclic smooth tooth surface 17 of the gear ring 19 of the gear wheel 15 along the outer rings 9 of the rolling bearings 8 of the stationary sun wheel 4, a, on the other side, causes a run-in without slipping of the outer rings 28 of the rolling bearings 27 of the rolling sun wheel 23 on the reference epicyclic smooth surface of the teeth 18 of the ring gear 20 gear th wheel 16.

В случае выполнения на один палец 5 с цевкой больше на неподвижном солнечном колесе 4 вращение ведущего валика 11 вызывает вращение ведомого валика 22 в том же направлении с передаточным отношением, равным единице, деленной на квадрат числа зубьев 17 зубчатого колеса 15. In the case of one finger 5 with a longer pin on the stationary sun wheel 4, the rotation of the drive roller 11 causes the driven roller 22 to rotate in the same direction with a gear ratio equal to one divided by the square of the number of teeth 17 of the gear 15.

В случае выполнения на один палец 24 с цевкой больше на подвижном солнечном колесе 23 вращение ведущего валика 11 вызывает вращение ведомого валика 22 в противоположном направлении с передаточным отношением, равным единице, деленной на квадрат числа зубьев 18 зубчатого колеса 16 минус единица. In the case of one finger 24 with a longer pin on the movable sun wheel 23, the rotation of the drive roller 11 causes the driven roller 22 to rotate in the opposite direction with a gear ratio equal to one divided by the square of the number of teeth 18 of the gear 16 minus one.

Возможные отклонения от номинального по осесимметричности и равномерности расположения мест закрепления пальцев 5, 24 на соответствующий солнечный колесах 4, 23, а также отклонения от параллельности осей b'-b' упомянутых пальцев 5, 24 относительно продольных осей A-A солнечных колес 4, 23 компенсируются силами сцепления, возникающими в процессе обката упомянутых поверхностей, возвращающими цевки в номинальное положение. Possible deviations from the nominal axisymmetric and uniform arrangement of the places of fastening of the fingers 5, 24 on the corresponding sun wheels 4, 23, as well as deviations from the parallelism of the axes b'-b 'of the said fingers 5, 24 relative to the longitudinal axes AA of the sun wheels 4, 23 are compensated by forces clutch arising in the process of rolling the mentioned surfaces, returning the pin to its nominal position.

В связи с тем что все цевки имеют возможность упруго самоустановиться на свободном конце пальца 5, 24 относительно места его закрепления, то в процессе обката упомянутых поверхностей происходит непрерывное усреднение вышеупомянутых отклонений между всеми цевками. Due to the fact that all the tsevki have the ability to resiliently establish themselves on the free end of the finger 5, 24 relative to the place of its fastening, in the process of rolling around the mentioned surfaces there is a continuous averaging of the aforementioned deviations between all tsevok.

Если редуктор с циклоидальным зацеплением имеет по меньшей мере на одну цевку в виде подшипника 8 качения больше на неподвижном солнечном колесе 4, и при этом зацепляющееся с подвижным солнечным колесом 23 зубчатое колесо 16 сателлита 14 имеет количество зубьев 18 зубчатого венца 20, равное количеству цевок в виде подшипников 27 качения подвижного солнечного колеса 23, то непрерывное циклоидальное зацепление происходит только в одном планетарном ряду между зубчатым колесом 15 и цевками неподвижного солнечного колеса 4, при этом передаточное отношение будет равно единице, деленной на число зубьев зубчатого колеса 15. В этом случае в другом планетарном ряду при любом угловом положении зубчатого колеса 16 относительно цевок неподвижного солнечного колеса 4 будет иметь место последовательный контакт одновременно по меньшей мере трех зубьев 18 зубчатого колеса 16 с тремя соответствующими цевками подвижного солнечного колеса 23 с заданным предварительным натягом Z=R-R'. If the gearbox with cycloidal gearing has at least one pin in the form of a rolling bearing 8 more on the stationary sun wheel 4, and the gear 16 of the satellite 14 engaging with the movable sun wheel 23 has the number of teeth 18 of the ring gear 20, equal to the number of gears in in the form of rolling bearings 27 of the movable sun wheel 23, continuous cycloidal engagement occurs in only one planetary gear set between the gear wheel 15 and the spindles of the stationary sun wheel 4, while the gear ratio the coupling will be equal to unity divided by the number of teeth of the gear wheel 15. In this case, in another planetary gear set at any angular position of the gear wheel 16 relative to the yokes of the stationary sun gear 4, at least three teeth 18 of the gear wheel 16 will have successive contact simultaneously with three the corresponding yokes of the movable sun wheel 23 with a predetermined preload Z = R-R '.

В связи с этим при обкате зубчатого колеса 15 по цевкам солнечного колеса 4 поворот одного зубчатого колеса 15 вместе с другим зубчатым колесом 16 в подшипниках 13 на эксцентриковой шейке 12 ведущего валика 11 передается через цевки подвижного солнечного колеса 23 на ведомый валик 22. При этом передаточное отношение вращения ведомого валика 22 к ведущему валику 11 определяется передаточным отношением в первом планетарном ряду и равно единице, деленной на число зубьев зубчатого колеса 15. In this regard, when rolling gear 15 on the tines of the sun wheel 4, the rotation of one gear 15 with the other gear 16 in the bearings 13 on the eccentric neck 12 of the drive roller 11 is transmitted through the tines of the movable sun wheel 23 to the driven roller 22. In this case, the transfer gear the rotation ratio of the driven roller 22 to the drive roller 11 is determined by the gear ratio in the first planetary gear set and is equal to one divided by the number of teeth of the gear 15.

Выполнение пальцев 5, 24 в виде втулок 29, выполнение втулок 29 с шарниром 30 или с пружинной шайбой 34, а также выполнение подшипников 8, 27 качения с внутренними сферическими поверхностями 41 наружных колец, при работе редуктора усиливает компенсацию отклонений от номинального положения цевок в соответствующих солнечных колесах 4, 23. The implementation of the fingers 5, 24 in the form of bushings 29, the execution of the bushings 29 with a hinge 30 or with a spring washer 34, as well as the implementation of the bearings 8, 27 of the rolling bearings with the inner spherical surfaces 41 of the outer rings, when the gearbox is working, enhances the compensation of deviations from the nominal position of the spindles in the corresponding sun wheels 4, 23.

Все вышесказанное позволяет решить задачу создания редукторов с циклоидальным зацеплением с такими профилями 17, 18 зубчатого венца 19, 20 каждого зубчатого колеса 15, 16 и таким конструктивным выполнением соответствующего солнечного колеса 4, 23, которые позволяют полностью компенсировать погрешности изготовления отдельных составных звеньев в каждом планетарном ряду. При этом учитываются фактические величины: эксцентриситета "e" между осью a-a эксцентриковой шейки 12 и продольной осью A-A ведущего валика 11, радиус r кривизны цевок и радиус R расположения цевок по окружностям неподвижного и подвижного солнечных колес 4, 23, компенсируются отклонения фактического углового расположения цевок от осесимметричности в соответствующих солнечных колесах 4, 23, а также исключаются трение скольжения, люфты и гистерезис в циклоидальном зацеплении одновременно в двух параллельных планетарных рядах при эксплуатации редуктора, тем самым обеспечивается создание коэффициента многопарности циклоидального зацепления, равного единице. Это дает возможность применять такие редукторы в приводах координатных перемещений особопрецизионных металлорежущих станков типа "обрабатывающий центр" с широкими технологическими возможностями, отвечающими перспективным требованиям. All of the above allows us to solve the problem of creating gearboxes with cycloidal gearing with such profiles 17, 18 of the gear ring 19, 20 of each gear wheel 15, 16 and such a constructive implementation of the corresponding sun wheel 4, 23, which can completely compensate for the errors in the manufacture of individual component links in each planetary next to. In this case, the actual values are taken into account: the eccentricity “e” between the axis aa of the eccentric neck 12 and the longitudinal axis AA of the drive roller 11, the radius r of curvature of the tines and the radius R of the location of the tines along the circumferences of the stationary and movable sun wheels 4, 23, the deviations of the actual angular arrangement of the tines are compensated from axisymmetry in the corresponding solar wheels 4, 23, and also friction sliding, backlash and hysteresis in cycloidal meshing simultaneously in two parallel planetary rows during operation Ktorov, thereby allowing the creation of Multi-cycloidal gearing ratio equal to unity. This makes it possible to use such reducers in coordinate drives of special-precision metal-cutting machine-tools of the "machining center" type with wide technological capabilities that meet promising requirements.

Работоспособность предлагаемых редукторов достигнута благодаря тому, что нарезание зубчатых венцов 19, 20 на каждом зубчатом колесе 15, 16 осуществляется на зубошлифовальном станке на единой технологической базе за одну установку сателлита 14 при проведении активного контроля размера R в процессе последовательной обработки отдельно каждого зубчатого венца 19, 20. В процессе нарезания зубчатых венцов 19, 20 имитируются реальные условия эксплуатации циклоидального зацепления одновременно в двух планетарных рядах редуктора с соосным расположением обоих солнечных колес 4, 23 при непрерывном контакте с заданным предварительным натягом Z всех цевок каждого солнечного колеса 4, 23 с соответствующим зубчатым колесом 15, 16. The efficiency of the proposed gearboxes is achieved due to the fact that the cutting of the gear rims 19, 20 on each gear wheel 15, 16 is carried out on a gear grinding machine on a single technological base for one installation of the satellite 14 during active control of the size R during the sequential processing of each gear ring 19 separately, 20. In the process of cutting gears 19, 20, the actual operating conditions of the cycloidal gearing are simulated simultaneously in two planetary gear sets with a coaxial gear it both sun wheels 4, 23 in continuous contact with a predetermined preload pin teeth Z of each of the sun gear 4, 23 with the corresponding toothed wheel 15, 16.

При этом используется известный способ обработки цилиндрических зубчатых колес, описанный в Российском патенте N 1695595, и заявке PCT/RU-94/00059 от 24.03.1994 г. In this case, the well-known method for processing spur gears is used, which is described in Russian patent N 1695595, and PCT / RU-94/00059 dated 03.24.1994.

Claims

1. Редуктор с циклоидальным зацеплением, содержащий корпус, в котором неподвижно закреплено первое солнечное колесо, соосно с которым с возможностью вращения установлены ведущий валик, на эксцентриковой шейке которого с возможностью вращения размещен сателлит, и ведомый валик с жестко закрепленным на нем вторым солнечным колесом, при этом солнечные колеса выполнены в виде дисков, на обращенных друг к другу торцах которых осесимметрично и равномерно расположены цевки, а сателлит выполнен в виде двух жестко связанных зубчатых колес с эпициклоидальной формой зубьев, находящихся в циклоидальном зацеплении, соответственно зубьев первого зубчатого колеса с цевками первого солнечного колеса, а зубьев второго зубчатого колеса с цевками второго солнечного колеса, отличающийся тем, что цевки размещены на соответствующих солнечных колесах с возможностью упругой самоустановки и представляют собой наружные кольца подшипников качения, внутренние кольца которых жестко закреплены на свободных концах пальцев, консольно закрепленных на соответствующих торцах соответствующих солнечных колес, а поверхность зубчатого венца каждого зубчатого колеса образована направляющей, представляющей собой замкнутую эпициклическую линию, при этом каждая цевка первого солнечного колеса с заданным предварительным натягом находится в непрерывном контакте в режиме трения качения с первым зубчатым колесом. 1. A gearbox with a cycloidal gearing, comprising a housing in which the first sun wheel is fixedly mounted coaxially with which a drive roller is mounted rotatably, a satellite is mounted on the eccentric neck of which rotatably, and a driven roller with a second sun wheel rigidly fixed thereto, in this case, the solar wheels are made in the form of disks, on which the ends of the axles are axisymmetrically and evenly spaced, and the satellite is made in the form of two rigidly connected gears from the epic icloidal shape of the teeth in cycloidal engagement, respectively, of the teeth of the first gear wheel with the gears of the first sun wheel, and the teeth of the second gear wheel with the gears of the second sun gear, characterized in that the gear wheels are mounted on the respective sun wheels with the possibility of elastic self-installation and are outer rings rolling bearings, the inner rings of which are rigidly fixed to the free ends of the fingers, cantilever mounted on the corresponding ends of the corresponding sol echnyh wheels, and the surface toothing of each gear formed guide epicyclic constituting a closed line, each spindle of the first sun gear with a predetermined preload is in continuous contact in the rolling friction mode to the first gear.

2. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что каждая цевка второго солнечного колеса с заданным предварительным натягом находится в непрерывном контакте в режиме трения качения с вторым зубчатым колесом. 2. The gearbox according to claim 1, characterized in that each pin of the second sun wheel with a predetermined preload is in continuous contact in the rolling friction mode with the second gear wheel.

3. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что каждая цевка второго солнечного колеса с заданным предварительным натягом находится в последовательном контакте в режиме трения качения с вторым зубчатым колесом. 3. The gearbox according to claim 1, characterized in that each pin of the second sun wheel with a predetermined preload is in serial contact in the rolling friction mode with the second gear wheel.

4. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что каждый палец выполнен в виде втулки. 4. The gearbox according to claim 1, characterized in that each finger is made in the form of a sleeve.

5. Редуктор по п.4, отличающийся тем, что в каждой втулке между торцом соответствующего солнечного колеса и торцом подшипника качения размещен шарнир, обеспечивающий две степени свободы поворота свободного конца втулки относительно места ее закрепления на солнечном колесе. 5. The gearbox according to claim 4, characterized in that in each sleeve between the end of the corresponding sun wheel and the end of the rolling bearing there is a hinge that provides two degrees of freedom of rotation of the free end of the sleeve relative to the place of its fastening on the sun wheel.

6. Редуктор по п. 5, отличающийся тем, что каждый шарнир обеспечивает дополнительно три степени свободы перемещения свободного конца втулки относительно места ее закрепления на солнечном колесе. 6. The gearbox according to claim 5, characterized in that each hinge provides an additional three degrees of freedom of movement of the free end of the sleeve relative to the place of its fastening on the sun wheel.

7. Редуктор по п.6, отличающийся тем, что каждый шарнир представляет собой по меньшей мере одну пружинную шайбу, образованную прорезями, выполненными перпендикулярно продольной оси свободного конца втулки, при этом на каждой торцевой поверхности пружинной шайбы размещены по два диаметрально противоположных выступа и ось выступов, размещенных на одной торцевой стороне пружинной шайбы, повернута на угол приблизительно 90^o относительно оси выступов, размещенных на другой ее стороне.7. The gearbox according to claim 6, characterized in that each hinge is at least one spring washer formed by slots made perpendicular to the longitudinal axis of the free end of the sleeve, with two diametrically opposite protrusions and an axis placed on each end surface of the spring washer protrusions placed on one end side of the spring washer is rotated by an angle of approximately 90 ^o relative to the axis of the protrusions placed on its other side.

8. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность наружного кольца каждого подшипника качения выполнена сферической и установлена относительно его тел качения с возможностью разворота на угол 1 - 90^o.8. The gearbox according to claim 1, characterized in that the inner surface of the outer ring of each rolling bearing is made spherical and mounted relative to its rolling bodies with the possibility of a rotation at an angle of 1 - 90 ^o .

9. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что первое солнечное колесо имеет на один палец с цевкой больше, чем второе солнечное колесо, при этом второе зубчатое колесо имеет количество зубьев, равное количеству зубьев второго солнечного колеса, а первое зубчатое колесо имеет на один зуб меньше, чем количество цевок первого солнечного колеса. 9. The gearbox according to claim 1, characterized in that the first sun wheel has one finger with a pin longer than the second sun wheel, while the second gear wheel has the number of teeth equal to the number of teeth of the second sun wheel, and the first gear wheel has one tooth is less than the number of spindles of the first sun wheel.

10. Редуктор по п.1, отличающийся тем, что первое солнечное колесо имеет на один палец с цевкой меньше, чем второе солнечное колесо, при этом зубчатые колеса имеют на один зуб меньше, чем количество цевок зацепляющихся с ними соответствующих солнечных колес. 10. The gearbox according to claim 1, characterized in that the first sun wheel has one finger with a yoke less than the second sun wheel, while the gears have one tooth less than the number of yokes of the corresponding sun wheels engaging with them.