RU2630864C2

RU2630864C2 - Device for changing the speed of a stressed wave gear with a large gear ratio

Info

Publication number: RU2630864C2
Application number: RU2013120528A
Authority: RU
Inventors: Пань-чиэнь ЛИНЬ
Original assignee: Пань-чиэнь ЛИНЬ
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2017-09-13
Also published as: RU2013120528A; KR20130124232A; CN103382982A; TW201346157A

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: device for changing the speed of a stressed wave gear has rings and an element of a wave generator. The element of the wave generator is connected to one of the input and output shafts of the device. There are four rings, two of them are coaxial pairs of round rings (number of teeth A and D) and curved rings (number of teeth B and C). Large rings are engaged with each other, small rings are engaged with each other. Two rings of one of these two coaxial pairs are fastened together to act epicyclicly on the wave generator. One ring of the other of the two coaxial pairs is attached to the frame of the device, the other ring is connected to the other of the input and output shafts. The ratio of teeth A=K+i, B=K, C=K-j, and D=K+i-j-j or K+i-j.

EFFECT: increasing the gear ratio.

13 cl, 14 dwg, 2 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится, в общем, к устройству изменения скорости и, в частности, к устройству изменения скорости с большим передаточным отношением. Конкретнее настоящее изобретение относится к устройству изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи с большим передаточным отношением.The present invention relates, in General, to a device for changing speed and, in particular, to a device for changing speed with a large gear ratio. More specifically, the present invention relates to a device for changing the speed of a tense wave gear with a high gear ratio.

Описание известного уровня техникиDescription of the prior art

Изменение скорости является востребованным. Часто первичный привод должен работать на высоких вращательных скоростях для оптимизированной эффективности, тогда как нагрузка, которую он приводит в движение, должна двигаться со скоростью в десятки или даже сотни раз выше. Один путь получения такого большого передаточного отношения понижения скорости заключается в использовании каскада редукторов с меньшим передаточным отношением, но с наилучшей эффективностью.Speed change is in demand. Often, the primary drive must operate at high rotational speeds for optimized efficiency, while the load it drives must move at speeds tens or even hundreds of times higher. One way to obtain such a large reduction gear ratio is to use a gear cascade with a lower gear ratio, but with the best efficiency.

Однако это каскадное понижение скорости имеет низкую суммарную эффективность изменения скорости из-за ее особенности, согласно которой вся нагрузка проходит последовательно через всю без исключения ступень редуктора каскада. Конструкция также является громоздкой по очевидной причине, а именно каждая ступень в каскаде должна быть в полной мере рассчитана на передачу ста процентов всей мощности, подаваемой первичным приводом.However, this cascading decrease in speed has a low overall efficiency of the speed change due to its peculiarity, according to which the entire load passes sequentially through the cascade gear stage without exception. The design is also cumbersome for an obvious reason, namely, each stage in the cascade must be fully designed to transmit one hundred percent of all the power supplied by the primary drive.

Один тип "одноступенчатых" редукторов, в настоящее время широко используемых, представляет собой циклоидальный привод, изготовленный в компании Sumitomo Heavy Industries, Ltd., Токио, Япония. Несмотря на то, что относительно компактные передаточные отношения изменения скорости изменяются в диапазоне от десятков до более чем одной сотни, привод представляет собой, по существу, одну ступень циклоидальной зубчатой передачи, за которой следует эксцентричная ступень съема мощности.One type of "single-stage" gearboxes currently in widespread use is a cycloidal drive manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., Tokyo, Japan. Although the relatively compact gear ratios of the speed change vary from tens to more than one hundred, the drive is essentially one step of a cycloidal gear train followed by an eccentric step of power take-off.

Фиг.1 схематически иллюстрирует конфигурацию такого циклоидального редуктора скорости в поперечном сечении. Традиционное устройство на фиг.1 имеет неподвижную кольцевую шестерню 11 и планетарный элемент 12 определенной формы, иногда в форме диска или иногда простой шестерни. Планетарный элемент 12 зацепляется с и перемещается внутри кольцевой шестерни 11 эпициклически. Они имеют максимально возможную разницу в их рабочих делительных диаметрах.Figure 1 schematically illustrates the configuration of such a cycloidal speed reducer in cross section. The conventional device of FIG. 1 has a fixed ring gear 11 and a planetary element 12 of a certain shape, sometimes in the form of a disk or sometimes a simple gear. The planetary element 12 engages with and moves inside the ring gear 11 epicyclic. They have the largest possible difference in their working dividing diameters.

Для эксцентричной ступени съема мощности диск 13 прикреплен к планетарному элементу 12 коаксиально на их оси 19 и имеет несколько круглых отверстий 17, чтобы обеспечивать зацепление с соответствующим количеством роликовых штифтов 18, размещенных на круглой пластине 14. Во многих случаях отверстия 17 образованы непосредственно в элементе 12, экономя использование диска 13. Пластина 14 соединена с выходным валом 16 привода и отцентрирована на центральной оси 10 устройства. Эта конструкция "съема мощности" позволяет приводу получать передаточное отношение понижения скорости - K/i, где К - делительный диаметр планетарного элемента 12, и i - разница между делительными диаметрами элементов 11 и 12. В типичном примере, в котором кольцевая шестерня 11 имеет 80 зубьев, а вариант шестерни планетарного элемента 12 имеет 79 (K=80 и i=1), передаточное отношение равно 80, когда механическая мощность передается устройством с помощью входа на валу 15.For the eccentric power removal stage, the disk 13 is attached to the planetary element 12 coaxially on their axis 19 and has several circular holes 17 to engage with the corresponding number of roller pins 18 placed on the round plate 14. In many cases, the holes 17 are formed directly in the element 12 , saving the use of the disk 13. The plate 14 is connected to the output shaft 16 of the drive and centered on the Central axis 10 of the device. This "power removal" design allows the drive to obtain a reduction ratio gear ratio - K / i, where K is the pitch diameter of the planetary element 12, and i is the difference between the pitch diameters of the elements 11 and 12. In a typical example, in which the ring gear 11 has 80 teeth, and the gear variant of the planetary element 12 has 79 (K = 80 and i = 1), the gear ratio is 80, when the mechanical power is transmitted by the device using the input on the shaft 15.

Фиг.2 схематически иллюстрирует эксцентричное соединение съема мощности, используемое для циклоидального привода известного уровня техники на фиг.1. В любое заданное время только один из обычно восьми или более роликовых штифтов и зацеплений отверстий циклоидального диска полностью передает крутящий момент. Например, с помощью углового положения относительного смещения и с помощью показанного направления вращения только пара роликового штифта 18C и отверстия 17C полностью передает мощность устройству.FIG. 2 schematically illustrates an eccentric power take-off connection used for a cycloidal drive of the prior art in FIG. At any given time, only one of the usually eight or more roller pins and meshes of the holes of the cycloidal disk fully transmit the torque. For example, by using the angular position of the relative displacement and using the direction of rotation shown, only a pair of roller pin 18C and the hole 17C completely transmit power to the device.

Это очевидно, так как край отверстия 17C ведущего диска 13, который находится в контакте с роликовым штифтом 18C ведомой пластины 14, должен находиться сзади ролика 18C вдоль направления вращения. В этом смысле пары роликовых штифтов и отверстий, обозначенные с помощью В и D, частично работают с возможностью передачи мощности вследствие положения их точек контакта относительно направления вращения диска 13 и пластины 14. В том же смысле пара 18G и 17G роликовых штифтов и отверстий не работает совсем, так как роликовый штифт 18G, ведомый, перемещается за его точку контакта с его отверстием 17G, ведущим.This is obvious since the edge of the hole 17C of the drive disk 13, which is in contact with the roller pin 18C of the driven plate 14, must be located behind the roller 18C along the direction of rotation. In this sense, the pairs of roller pins and holes indicated by B and D partially work with the possibility of power transmission due to the position of their contact points relative to the direction of rotation of the disk 13 and the plate 14. In the same sense, the pair 18G and 17G of the roller pins and holes does not work altogether, since the driven pin 18G moves beyond its point of contact with its leading hole 17G.

Традиционные циклоидальные приводы основываются на синхронизирующем зацеплении между двумя элементами (шестернями) различного делительного диаметра со смещенными осями. Но это не является оптимизированным механизмом из-за низкого использования: из всех восьми пар штифтов/отверстий, показанных на фиг.2, половина (четыре или даже пять в зависимости от углового положения) из них не находится в положении приведения в движение нагрузки. Из другой половины только одна может находиться в полностью загруженном положении для приведения в движение нагрузки, другие три находятся в их частично загруженном положении. С помощью ограничения, таких как эти, циклоидальные приводы достигают относительно низкого уровня мощности вследствие их использования на одиночных тонких штифтах. Дополнительно они обычно достигают менее 80 процентов эффективности в нормальных условиях нагружения из-за того, что эти тонкие штифты требуют использования хорошего подшипника, так как они должны вращаться вокруг их соответственных продольных осей так, чтобы опираться на внутреннюю периферию их соответственных зацепленных отверстий.Traditional cycloidal drives are based on synchronizing engagement between two elements (gears) of different pitch diameters with offset axes. But this is not an optimized mechanism due to low use: of all eight pairs of pins / holes shown in FIG. 2, half (four or even five depending on the angular position) of them are not in the position of driving the load. Of the other half, only one can be in a fully loaded position to drive the load, the other three are in their partially loaded position. By using limitations such as these, cycloidal drives achieve a relatively low power level due to their use on single thin pins. Additionally, they usually achieve less than 80 percent efficiency under normal loading conditions because these thin pins require the use of a good bearing, since they must rotate around their respective longitudinal axes so as to rest on the inner periphery of their respective engaged holes.

Дополнительно для достижения передаточного отношения понижения скорости K циклоидальный привод требует использовать неподвижную кольцевую шестерню с K+1 зубьями. Для большого передаточного отношения большое количество кольцевых шестерней делает привод громоздким, если номинальный крутящий момент является существенным, тогда зубья должны быть достаточно продуманными - в размере. Другими словами, компактность циклоидального привода накладывает ограничение на крутящий момент и уровень мощности привода.Additionally, in order to achieve a reduction ratio K, the cycloidal drive requires the use of a fixed ring gear with K + 1 teeth. For a large gear ratio, a large number of ring gears makes the drive cumbersome, if the nominal torque is significant, then the teeth should be reasonably thought out - in size. In other words, the compactness of the cycloidal drive limits the torque and power level of the drive.

За счет преимуществ, таких как отсутствие зазора, компактность и легкий вес, другой тип редуктора с большим передаточным отношением, широко используемый в точных и аэрокосмических применениях, представляет собой волновой привод, изготовленный компанией Drive Systems Inc., Токио, Япония. Применяя базовую концепцию, известную как напряженная волновая зубчатая передача, волновой привод имеет относительно низкий доступный уровень мощности. Этот привод также дает обычно менее 60 процентов эффективности под нормальной нагрузкой, так как его кольцевой элемент изгибается всегда, когда привод работает для передачи механической мощности.Due to advantages such as lack of clearance, compactness and light weight, another type of gearbox with a large gear ratio, widely used in precision and aerospace applications, is a wave drive manufactured by Drive Systems Inc., Tokyo, Japan. Using a basic concept known as a tense wave gear, the wave drive has a relatively low available power level. This drive also typically provides less than 60 percent efficiency under normal load, as its ring element bends whenever the drive is operating to transmit mechanical power.

Фиг.1A схематически иллюстрирует конфигурацию такого редуктора скорости напряженной волновой зубчатой передачи в поперечном сечении. Традиционное устройство на фиг.1A имеет неподвижную круглую цапфу 111 и изогнутое кольцо 112. Изогнутое кольцо 112 зацепляется с и перемещается внутри круглой цапфы 111 эпициклически при приведении в движение генератором 115E волн через входной вал 115 привода. В проиллюстрированном примере на фиг.1A с помощью изогнутого кольца 112, имеющего количества зубов К, и круглого кольца K+i передаточное отношение понижения скорости устройства на выходном валу 116 составляет K/i.FIG. 1A schematically illustrates the configuration of such a cross-sectional tension wave gear speed reducer. The conventional device of FIG. 1A has a fixed circular pin 111 and a curved ring 112. The curved ring 112 is engaged with and moves inside the circular pin 111 epicyclic when driven by the wave generator 115E through the input drive shaft 115 of the drive. In the illustrated example in FIG. 1A, using a curved ring 112 having the number of teeth K and a round ring K + i, the gear ratio of lowering the speed of the device on the output shaft 116 is K / i.

По существу так же, как и в случае циклоидального привода, чтобы иметь большое передаточное отношение изменения скорости для устройства напряженной волновой зубчатой передачи, два компонента кольца должны иметь максимально возможную разницу в количестве их соответственных рабочих зубьев. Несмотря на физическую разницу в конструкции по сравнению с циклоидальными приводами, традиционные устройства изменения скорости напряженных волновых зубчатых передач имеют одни и те же недостатки в выражении характеристик, таких как уровень мощности и отношение мощность-вес, описанные выше.Essentially the same as in the case of a cycloidal drive, in order to have a large gear ratio of the change in speed for a tense wave gear device, the two components of the ring should have the maximum possible difference in the number of their respective working teeth. Despite the physical difference in design compared to cycloidal drives, traditional devices for changing the speed of stressed wave gears have the same drawbacks in expressing characteristics such as the power level and power-to-weight ratio described above.

В дополнение к редукторам скорости с большим передаточным отношением также имеется необходимость повышения медленной входной скорости до выходной, более быстрой в до десятков или сотен раз.In addition to speed reducers with a high gear ratio, there is also a need to increase the slow input speed to the output speed, faster by tens or hundreds of times.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства для изменения скорости с большим передаточным отношением, использующего шестерни с малым количеством зубьев от десяти до двенадцати.The present invention is the provision of a device for changing speed with a high gear ratio, using gears with a small number of teeth from ten to twelve.

Также задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства для изменения скорости с большим передаточным отношением, которое не имеет зазора.It is also an object of the present invention to provide a device for changing speed with a large gear ratio that does not have a gap.

Также задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства для изменения скорости с большим передаточным отношением, которое имеет высокую плотность мощности с шестеренными элементами с небольшим количеством зубьев, которые могут быть выполнены с большими зубьями.Another objective of the present invention is the provision of a device for changing speed with a large gear ratio, which has a high power density with gear elements with a small number of teeth, which can be made with large teeth.

Для того, чтобы решить вышеописанные и другие задачи, настоящее изобретение обеспечивает устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи для изменения входной скорости до выходной либо значительно более медленной, либо более быстрой. Устройство имеет коаксиальную пару круглых колец, которая включает большое круглое кольцо, имеющее количество зубьев А, и малое круглое кольцо, имеющее количество зубьев D. Коаксиальная пара изогнутых колец включает большое изогнутое кольцо, имеющее количество зубьев В, и малое изогнутое кольцо, имеющее количество зубьев С. Большое изогнутое кольцо зацепляется с большим круглым кольцом, и малое изогнутое кольцо зацепляется с круглым кольцом. Элемент генератора волн соединен с одним из входного и выходного валов устройства. Два кольца одной из этих двух коаксиальных пар скреплены вместе, чтобы действовать эпициклически на генераторе волн. Одно кольцо другой из двух коаксиальных пар прикреплено к каркасу устройства, и другое кольцо соединено с другим из входного и выходного валов. В устройстве четыре кольца удовлетворяют численному соотношению зубьев A=K+i, В=К, С=K-j и D=K+i-j.In order to solve the above and other problems, the present invention provides a device for changing the speed of a tense wave gear to change the input speed to the output speed, either much slower or faster. The device has a coaxial pair of round rings, which includes a large round ring having the number of teeth A, and a small round ring having the number of teeth D. A coaxial pair of curved rings includes a large curved ring having the number of teeth B, and a small curved ring having the number of teeth C. A large curved ring is engaged with a large round ring, and a small curved ring is engaged with a round ring. The wave generator element is connected to one of the input and output shafts of the device. The two rings of one of these two coaxial pairs are bonded together to act epicyclic on the wave generator. One ring of the other of the two coaxial pairs is attached to the frame of the device, and the other ring is connected to the other from the input and output shafts. In the device, four rings satisfy the numerical ratio of the teeth A = K + i, B = K, C = K-j and D = K + i-j.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 схематически иллюстрирует известный в уровне техники циклоидальный редуктор скорости с большим передаточным отношением.1 schematically illustrates a prior art cycloidal speed reducer with a large gear ratio.

Фиг.1A схематически иллюстрирует другой известный в уровне техники редуктор скорости напряженной волновой зубчатой передачи с большим передаточным отношением.FIG. 1A schematically illustrates another prior art high speed gear wave speed reducer.

Фиг.2 схематически иллюстрирует эксцентричное соединение съема мощности, используемое для известного в уровне техники циклоидального привода,2 schematically illustrates an eccentric power take-off connection used for a prior art cycloidal drive,

Фиг.3 представляет собой вид в поперечном сечении устройства изменения скорости настоящего изобретения, который схематически иллюстрирует его эксцентричную ступень съема мощности.FIG. 3 is a cross-sectional view of a speed changing apparatus of the present invention, which schematically illustrates an eccentric power pick-up thereof.

Фиг.4 схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства изменения скорости настоящего изобретения, показывающий размерную конфигурацию всех его элементов.Figure 4 schematically illustrates a cross-sectional view of a speed changing device of the present invention, showing a dimensional configuration of all its elements.

Фиг.4А схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи настоящего изобретения, показывающий размерную конфигурацию всех его элементов.Fig. 4A schematically illustrates a cross-sectional view of a stress wave gear device of the present invention, showing a dimensional configuration of all its elements.

Фиг.4B схематически иллюстрирует дважды изогнутое кольцо для устройства фиг.4А.Fig. 4B schematically illustrates a double-curved ring for the device of Fig. 4A.

Фиг.4C схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства изменения скорости на фиг.4А, взятом вдоль линии 4C-4C.FIG. 4C schematically illustrates a cross-sectional view of the speed changing apparatus of FIG. 4A taken along line 4C-4C.

Фиг.4D схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства изменения скорости на фиг.4А, взятом вдоль линии 4D-4D.FIG. 4D schematically illustrates a cross-sectional view of the speed changing apparatus of FIG. 4A taken along line 4D-4D.

Фиг.5 и 6 схематически иллюстрируют виды в поперечном сечении устройства изменения скорости настоящего изобретения в различных конструкциях входных и выходных элементов.Figures 5 and 6 schematically illustrate cross-sectional views of a speed changing apparatus of the present invention in various designs of input and output elements.

Фиг.7 схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства изменения скорости настоящего изобретения с размерной конфигурацией для оптимизированного применения изменения скорости.7 schematically illustrates a cross-sectional view of a speed changing device of the present invention with a dimensional configuration for optimized application of speed changing.

Фиг.7А и 7B схематически иллюстрируют виды в поперечном сечении устройства изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи, подобного устройству на фиг.4А, взятом вдоль линий, соответственно соответствующих линиям 4C-4C и 4D-4D, но с размерными конфигурациями циклоидального устройства на фиг.7.FIGS. 7A and 7B schematically illustrate a cross-sectional view of a stress wave gear speed changing device similar to the device of FIG. 4A taken along lines corresponding to lines 4C-4C and 4D-4D, but with dimensional configurations of the cycloidal device in FIG. 7.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполненияDetailed Description of Preferred Embodiments

Фиг.3 представляет собой конфигурацию в поперечном сечении устройства изменения скорости настоящего изобретения, которое схематически иллюстрирует эквивалентную конструкцию уровня техники его эксцентричной ступени съема мощности. Также на фиг.1 и 2 вместо пластины 14 с множественными роликовыми штифтами 18, которые зацепляются с их соответствующими отверстиями 17, образованными в циклоидальном диске 13, устройство изменения скорости настоящего изобретения имеет другую конструкцию для съема мощности.FIG. 3 is a cross-sectional configuration of a speed changing apparatus of the present invention, which schematically illustrates an equivalent prior art structure of its eccentric power take-off step. Also in FIGS. 1 and 2, instead of a plate 14 with multiple roller pins 18 that engage with their respective holes 17 formed in the cycloidal disk 13, the speed changing apparatus of the present invention has a different design for power take-off.

Как проиллюстрировано, пока планетарная шестерня 32 перемещается эпициклически внутри кольцевой шестерни 31 каркаса, планетарная шестерня 33, которая скреплена коаксиально с шестерней 32, также перемещается эпициклически внутри кольцевой шестерни 34 второй пары кольцевых прямозубых шестерней. Когда шестерня 33 вращается и перемещается эпициклически внутри шестерни 34, ее внешний край (ее делительной окружности) 33P выстраивает траекторию 33T. Эта траектория 33T выполняется с возможностью точно совпадать с делительной окружностью кольцевой шестерни 34. По существу, кольцевая шестерня 34 второй пары вместе с ее зацепляющей прямозубой шестернею 33 выполняет функцию, подобную функции эксцентричным средствам съема мощности традиционного циклоидального привода, но позволяет настоящему устройству создавать передаточное отношение изменения скорости, которое является значительно большим, как описано далее.As illustrated, while the planetary gear 32 moves epicyclically inside the ring gear 31 of the frame, the planetary gear 33, which is coaxially attached to the gear 32, also moves epicyclic inside the ring gear 34 of the second pair of spur gears. When the gear 33 rotates and moves epicyclically inside the gear 34, its outer edge (its pitch circle) 33P aligns with the path 33T. This path 33T is able to exactly match the pitch circle of the ring gear 34. Essentially, the ring gear 34 of the second pair, together with its engaging spur gear 33, performs a function similar to that of the eccentric power takeoff means of a traditional cycloidal drive, but allows the present device to create a gear ratio changes in speed, which is significantly greater, as described below.

Фиг.4 схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении конфигурации устройства изменения скорости настоящего изобретения, показывающий размерную конфигурацию всех его элементов. Устройство изменения скорости имеет коаксиальную пару кольцевых шестерней, которая включает большую кольцевую шестерню 41, имеющую делительный диаметр А, и малую кольцевую шестерню 44, имеющую делительный диаметр D. Устройство также имеет коаксиальную пару прямозубых шестерней, которая включает большую прямозубую шестерню 42, имеющую делительный диаметр В, и малую прямозубую шестерню 43, имеющую делительный диаметр С. Большая прямозубая шестерня 42 зацепляется с большой кольцевой шестернею 41, и малая прямозубая шестерня 43 зацепляется с малой кольцевой шестернею 44, образуя две зацепляющиеся пары. Несущий элемент 45E соединен с входным валом 45 устройства изменения скорости. Несущий элемент 45E, по существу "косозубый" вариант которого найден в традиционных переборах планетарных шестерней, образован объединением входного вала 45 (на центральной оси 40 всей системы) и центрального вала для пары шестерней 42 и 43 (на своей оси 49).4 schematically illustrates a cross-sectional view of a configuration of a speed changing apparatus of the present invention, showing a dimensional configuration of all its elements. The speed-changing device has a coaxial pair of ring gears that includes a large ring gear 41 having a pitch diameter A and a small ring gear 44 having a pitch diameter D. The device also has a coaxial pair of spur gears that includes a large spur gear 42 having a pitch diameter B, and a small spur gear 43 having a pitch diameter C. A large spur gear 42 is engaged with a large ring gear 41, and a small spur gear 43 is engaged with a small th ring gear 44, forming two meshing pairs. The carrier member 45E is connected to the input shaft 45 of the speed changing device. The carrier element 45E, a substantially “helical” version of which is found in conventional enumerations of planetary gears, is formed by combining the input shaft 45 (on the central axis 40 of the entire system) and the central shaft for a pair of gears 42 and 43 (on its axis 49).

Дополнительно две коаксиальные прямозубые шестерни 42 и 43 скреплены вместе друг с другом, чтобы действовать эпициклически на несущем элементе 45E. Большая кольцевая шестерня 41 в примере, изображенном на фиг.4, прикреплена к каркасу устройства, служа в качестве реактивного элемента системы, и малая кольцевая шестерня 44 соединена с выходным валом 46.Additionally, two coaxial spur gears 42 and 43 are coupled together to act epicyclically on the carrier 45E. The large ring gear 41 in the example of FIG. 4 is attached to the frame of the device, serving as a reactive element of the system, and the small ring gear 44 is connected to the output shaft 46.

В этой системе зубчатого перебора четыре шестерни 41, 42, 43 и 44 удовлетворяют соотношению размеров А=K+i, В=К, С=K-j и D=K+i-j. Понятно, что варианты выполнения устройства изменения скорости настоящего изобретения с использованием шестерней должны иметь их размерные значения K, i и j установленными целыми числами.In this gearing system, four gears 41, 42, 43 and 44 satisfy the aspect ratio A = K + i, B = K, C = K-j and D = K + i-j. It is understood that embodiments of the speed-changing apparatus of the present invention using gears must have their dimensional values K, i and j set by integers.

По существу устройство изменения скорости на фиг.4 имеет несущий элемент 45E, действующий в качестве входа, малую кольцевую шестерню 44 в качестве выхода и большую кольцевую шестерню 41 - реактивного элемента. При этом две коаксиальные прямозубые шестерни 42 и 43, которые скреплены вместе, перемещаются эпициклически в этой системе. Проиллюстрированное устройство изменения скорости на фиг.4 имеет передаточное отношение изменения скорости K(K+i-j)/ij. Для системы на основе шестерней с размером А=16T (зубьев), В=15T, С=14T и D=15T или К=15, i=1 и j=1, передаточное отношением изменения скорости = 225.Essentially, the speed-changing device of FIG. 4 has a support member 45E acting as an input, a small ring gear 44 as an output, and a large ring gear 41 of the reactive element. In this case, two coaxial spur gears 42 and 43, which are fastened together, move epicyclically in this system. The illustrated speed change device of FIG. 4 has a speed change ratio K (K + i-j) / ij. For a system based on gears with sizes A = 16T (teeth), B = 15T, C = 14T and D = 15T or K = 15, i = 1 and j = 1, gear ratio of the change in speed = 225.

Для сравнения в традиционном циклоидальном приводе (на фиг.1) с А=16T и В=15T передаточное отношение изменения скорости = 15. Это значит, что устройство изменения скорости настоящего изобретения способно достигать передаточного отношения, которое равно квадрату численного значения передаточного отношения циклоидального привода с соизмеримым количеством зубьев.For comparison, in a traditional cycloidal drive (Fig. 1) with A = 16T and B = 15T, the gear ratio of the change in speed = 15. This means that the speed change device of the present invention is able to achieve a gear ratio that is equal to the square of the numerical value of the gear ratio of the cycloidal drive with a commensurate number of teeth.

Фиг.4А схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи настоящего изобретения, показывающий размерную конфигурацию всех его элементов. Устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи имеет коаксиальную пару круглых колец, которая включает большое круглое кольцо 141, имеющее количество зубьев А, и малое круглое кольцо 144, имеющее количество зубьев D. Устройство также имеет коаксиальную пару изогнутых колец, которая включает большое изогнутое кольцо 142, имеющее количество зубьев В, и малое изогнутое кольцо 143, имеющее количество зубьев C. Большое изогнутое кольцо 142 зацепляется с большим круглым кольцом 141, и малое изогнутое кольцо 143 зацепляется с малым круглым кольцом 144, образуя две зацепляющиеся пары. Генератор 145E волн соединен с входным валом 145 устройства изменения скорости. Генератор 145E волн образован объединением входного вала 145 (на центральной оси 140 всей системы) и центрального вала для пары изогнутых колец 142 и 143.Fig. 4A schematically illustrates a cross-sectional view of a stress wave gear device of the present invention, showing a dimensional configuration of all its elements. The device for changing the speed of the tense wave gear has a coaxial pair of round rings, which includes a large round ring 141 having the number of teeth A, and a small round ring 144 having the number of teeth D. The device also has a coaxial pair of bent rings, which includes a large curved ring 142 having a number of teeth B and a small curved ring 143 having a number of teeth C. A large curved ring 142 engages with a large circular ring 141, and a small curved ring 143 engages with a small uglym ring 144, forming two pairs of engaging. A wave generator 145E is connected to the input shaft 145 of the speed changing device. The wave generator 145E is formed by combining the input shaft 145 (on the central axis 140 of the entire system) and the central shaft for a pair of curved rings 142 and 143.

Дополнительно два коаксиальных изогнутых кольца 142 и 143 скреплены вместе друг с другом, чтобы действовать эпициклически на генераторе 145E волн. Большое круглое кольцо 141, в этом изображенном примере на фиг.4А, прикреплено к каркасу устройства, служа в качестве реактивного элемента системы, и малое круглое колесо 144 соединено с выходным валом 146. Additionally, two coaxial curved rings 142 and 143 are bonded together to act epicyclic on the wave generator 145E. The large circular ring 141, in this depicted example in FIG. 4A, is attached to the frame of the device, serving as a reactive element of the system, and the small circular wheel 144 is connected to the output shaft 146.

В этой системе зубчатого перебора четыре кольца 141, 142, 143 и 144 удовлетворяют соотношению размеров А=K+i, В=К, С=K-j и D=K+i-j. Понятно, что варианты выполнения устройства изменения скорости настоящего изобретения с использованием колец должны иметь их размерные значения K, i и j установленными целыми числами.In this gearing system, the four rings 141, 142, 143 and 144 satisfy the aspect ratio A = K + i, B = K, C = K-j and D = K + i-j. It is clear that embodiments of the speed-changing device of the present invention using rings must have their dimensional values K, i and j set by integers.

По существу устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи на фиг.4А имеет генератор 145E волн, действующий в качестве входа, малое круглое кольцо 144 - в качестве выхода и большое круглое кольцо 141 - реактивного элемента. При этом эти два коаксиальных изогнутых кольца 142 и 143, которые скреплены вместе, перемещаются эпициклически в этой системе. Проиллюстрированное устройство изменения скорости на фиг.4А имеет передаточное отношение изменения скорости K(K+i-j)/ij. Для системы на основе колец с количеством зубьев А=16T (зубьев), В=15T, С=14T и D=15T или К=15, i=1 и j=1 передаточное отношение изменения скорости = 225.Essentially, the voltage wave gear speed changing device of FIG. 4A has a wave generator 145E acting as an input, a small circular ring 144 as an output, and a large circular ring 141 of a reactive element. In this case, these two coaxial curved rings 142 and 143, which are fastened together, move epicyclic in this system. The illustrated speed change device in FIG. 4A has a speed change ratio K (K + i-j) / ij. For a ring-based system with the number of teeth A = 16T (teeth), B = 15T, C = 14T and D = 15T or K = 15, i = 1 and j = 1, the gear ratio of the change in speed = 225.

Фиг.4B схематически иллюстрирует, что пара изогнутых колец 142 и 143 скреплена вместе для образования компонента 148 вдвое изогнутого кольца для устройства изменения скорости на фиг.4А. В подготовленном варианте выполнения устройства изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи, проиллюстрированного на фиг.4А, компонент 148 может быть изготовлен из одной цельной металлической трубы. Две группы кольцевых зубьев 142S и 143S соответственно образованы на внешней цилиндрической поверхности изогнутых колец 142 и 143. Отметим, что только часть кольцевых зубьев показана на чертеже, несмотря на то, что они будут окружать всю периферию изогнутых колец 142 и 143.FIG. 4B schematically illustrates that a pair of curved rings 142 and 143 are bonded together to form a double curved ring component 148 for the speed changing device of FIG. 4A. In the prepared embodiment of the device for changing the speed of the tense wave gear illustrated in FIG. 4A, component 148 may be made of a single solid metal pipe. Two groups of annular teeth 142S and 143S, respectively, are formed on the outer cylindrical surface of the curved rings 142 and 143. Note that only a portion of the annular teeth is shown in the drawing, despite the fact that they will surround the entire periphery of the curved rings 142 and 143.

Фиг.4C схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства изменения скорости на фиг.4А, взятом вдоль линии 4C-4C, и фиг.4D - вид в поперечном сечении, взятом вдоль линии 4D-4D.Fig. 4C schematically illustrates a cross-sectional view of the speed changing apparatus of Fig. 4A taken along line 4C-4C, and Fig. 4D is a cross-sectional view taken along line 4D-4D.

Циклоидальное устройство изменения скорости настоящего изобретения может быть использовано в различных конфигурациях назначений входа, выхода и реактивного элемента среди его составляющих шестеренных и несущих элементов. По существу, многоцелевое устройство изменения скорости настоящего изобретения, используемое либо в качестве редуктора скорости, либо мультипликатора, имеющего либо неподвижную кольцевую шестерню, либо неподвижную прямозубую шестерню, может быть выполнено с возможностью иметь коаксиальную пару кольцевых шестерней, которая включает большую кольцевую шестерню, имеющую делительный диаметр A, и малую кольцевую шестерню, имеющую делительный диаметр D. Такое устройство также имеет коаксиальную пару прямозубых шестерней, которая включает большую прямозубую шестерню, имеющую делительный диаметр В, и малую прямозубую шестерню, имеющую делительный диаметр С. Большая прямозубая шестерня зацепляется с большой кольцевой шестернею, и малая прямозубая шестерня зацепляется с малой кольцевой шестернею, образуя две зацепляющиеся пары. Несущий элемент соединен с одним из входного и выходного валов устройства. Две шестерни одной из двух коаксиальных пар скреплены вместе, чтобы действовать эпициклически на несущем элементе. Одна шестерня другой из двух коаксиальных пар прикреплена к каркасу устройства, и другая шестерня соединена с другим из входного и выходного валов. В такой системе четыре шестерни удовлетворяют соотношению размеров А=K+i, В=К, С=K-j и D=K+i-j.The cycloidal speed-changing device of the present invention can be used in various configurations of the input, output and reactive elements among its constituent gear and bearing elements. Essentially, the multi-purpose speed-changing device of the present invention, used either as a speed reducer or a multiplier having either a fixed ring gear or a fixed spur gear, can be configured to have a coaxial pair of ring gears that includes a large ring gear having a gear diameter A, and a small ring gear having a pitch diameter D. Such a device also has a coaxial pair of spur gears, which includes a large spur gear having a dividing diameter B and a small spur gear having a dividing diameter C. A large spur gear is engaged with a large ring gear, and a small spur gear is engaged with a small ring gear, forming two engaging pairs. The bearing element is connected to one of the input and output shafts of the device. Two gears of one of the two coaxial pairs are fastened together to act epicyclic on the supporting element. One gear of the other of the two coaxial pairs is attached to the frame of the device, and the other gear is connected to the other of the input and output shafts. In such a system, four gears satisfy the aspect ratio A = K + i, B = K, C = K-j and D = K + i-j.

Для сравнения устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи настоящего изобретения может быть использовано в различных конфигурациях назначений входа, выхода и реактивного элемента среди его составляющего кольца и элементов генератора волн. По существу, многоцелевое устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи настоящего изобретения, используемое либо в качестве редуктора скорости, либо мультипликатора, имеющего либо неподвижное круглое кольцо с внутренними зубьями, либо неподвижное круглое кольцо с внешними зубьями, может быть выполнено с возможностью иметь коаксиальную пару круглых колец, которая включает большое круглое кольцо, имеющее количество зубьев А, и малое круглое кольцо, имеющее количество зубьев D. Такое устройство также имеет коаксиальную пару изогнутых колец, которая включает большое изогнутое кольцо, имеющее количество зубьев В, и малое изогнутое кольцо, имеющее количество зубьев C. Большое круглое кольцо зацепляется с большим изогнутым кольцом, и малое изогнутое кольцо зацепляется с малым круглым кольцом, образуя две зацепляющиеся пары. Элемент генератора волн соединен с одним из входного и выходного валов устройства. Два кольца одной из этих двух коаксиальных пар скреплены вместе, чтобы действовать эпициклически на генераторе волн. Одно кольцо другой из двух коаксиальных пар прикреплено к каркасу устройства, и другое кольцо соединено с другим из входного и выходного валов. В такой системе четыре кольца удовлетворяют численному соотношению зубьев А=K+i, В=К, С=K-j и D=K+i-j.For comparison, the device for changing the speed of the intense wave gear of the present invention can be used in various configurations of the destination of the input, output and reactive element among its constituent ring and elements of the wave generator. Essentially, the multi-purpose device for changing the speed of the tense wave gear of the present invention, used either as a speed reducer, or a multiplier having either a fixed circular ring with internal teeth or a fixed circular ring with external teeth, can be configured to have a coaxial pair of round rings, which includes a large circular ring having the number of teeth A, and a small circular ring having the number of teeth D. Such a device also has coax a pair of curved rings, which includes a large curved ring having the number of teeth B, and a small curved ring having the number of teeth C. A large round ring engages with a large curved ring, and a small curved ring engages with a small round ring, forming two engaging pairs. The wave generator element is connected to one of the input and output shafts of the device. The two rings of one of these two coaxial pairs are bonded together to act epicyclic on the wave generator. One ring of the other of the two coaxial pairs is attached to the frame of the device, and the other ring is connected to the other from the input and output shafts. In such a system, four rings satisfy the numerical ratio of the teeth A = K + i, B = K, C = K-j and D = K + i-j.

Фиг.5 и 6 схематически иллюстрируют виды в поперечном сечении циклоидального устройства изменения скорости настоящего изобретения, которые показывают различные конфигурации входных и выходных элементов. Примеры на фиг.5 и 6 показывают конструкцию редукторов с передаточным отношением понижения скорости +200 с использованием двух пар кольцевых-прямозубых шестерней различных количеств модулей. Первая пара с большими кольцевыми и прямозубыми шестернями включает кольцевую шестерню 51, 61 с 80 зубьями с количеством модулей 2, создавая делительный диаметр 160 мм и 75T, М2 прямозубую шестерню 52, 62 с делительным диаметром 150 мм. Вторая пара малых кольцевых и прямозубых шестерней включает 60T, M2,5 кольцевую шестерню 54, 64 с делительной окружностью 150 мм и 56T, M2,5 прямозубую шестерню 53, 63 с делительным диаметром 140 мм. Таким образом, с помощью большой прямозубой шестерни, прикрепленной к каркасу 52F устройства, в качестве реактивного элемента, который имеет конфигурацию, показанную на фиг.5, устройство изменения скорости дает передаточное отношение = 224.5 and 6 schematically illustrate cross-sectional views of a cycloidal speed-changing device of the present invention, which show various configurations of input and output elements. The examples in FIGS. 5 and 6 show the construction of gearboxes with a reduction ratio of +200 using two pairs of ring-spur gears of different numbers of modules. The first pair with large ring and spur gears includes an annular gear 51, 61 with 80 teeth with 2 modules, creating a pitch of 160 mm and 75T, M2 spur gear 52, 62 with a pitch of 150 mm. The second pair of small ring and spur gears includes a 60T, M2.5 ring gear 54, 64 with a pitch of 150 mm and 56T, M2.5 spur gear 53, 63 with a pitch of 140 mm. Thus, using a large spur gear attached to the frame 52F of the device, as a reactive element, which has the configuration shown in FIG. 5, the speed changing device gives a gear ratio = 224.

Устройство на фиг.6, с другой стороны, имеет другую конфигурацию, при этом используя одни и те же шестерни, что и на фиг.5, по существу одно и то же назначение шестерней, что и описанное на фиг.4 - с большим кольцом 61, прикрепленным к каркасу 61F устройства в качестве реактивного элемента.The device of FIG. 6, on the other hand, has a different configuration, while using the same gears as in FIG. 5, essentially the same purpose of the gears as described in FIG. 4 with a large ring 61 attached to the frame 61F of the device as a reactive element.

Отметим, что примеры на фиг.5 и 6 имеют размерные конфигурации К=15, i=1 и j=1.Note that the examples in FIGS. 5 and 6 have dimensional configurations K = 15, i = 1 and j = 1.

Также отметим, что возможен вариант напряженной волновой зубчатой передачи и циклоидальные варианты, проиллюстрированные на фиг.5. Например, неподвижный элемент привода представляет собой круглое кольцо с внешними зубьями (соответствующее позиции 52) вместо правильного внутреннего зуба, и эпициклические элементы представляют собой изогнутые кольца с внутренними зубьями.Also note that a variant of the tense wave gear transmission and cycloidal variants illustrated in FIG. 5 are possible. For example, the fixed drive element is a circular ring with external teeth (corresponding to position 52) instead of a regular internal tooth, and the epicyclic elements are curved rings with internal teeth.

В сущности, устройство изменения скорости настоящего изобретения, либо циклоидальная, либо напряженная волновая зубчатая передача, изображенная на фиг.4 и 4А-4D, соответственно может иметь четыре различных конфигурации установки изменения скорости, они перечислены в таблице 1. В таблице 1, а также 2 ниже R, О и I в строке «Роли» указывают, соответственно, роли реактивного элемента, выхода и входа вращательных элементов настоящего устройства.In fact, the speed-changing device of the present invention, either a cycloidal or a tense wave gear depicted in FIGS. 4 and 4A-4D, respectively, can have four different configurations of a speed-changing installation, they are listed in Table 1. Table 1, and also 2 below R, O and I in the line "Roles" indicate, respectively, the role of the reactive element, the output and input of the rotational elements of the present device.

Таблица 1Table 1 ЭлементElement Большая кольцевая шестерня 41 или большое круглое кольцо 141Large ring gear 41 or large circular ring 141 Большая прямозубая шестерня 42 или большое изогнутое кольцо 142Large spur gear 42 or large bent ring 142 Малая прямозубая шестерня 43 или
малое изогнутое кольцо 143Small spur gear 43 or
small curved ring 143 Малая кольцевая шестерня 44 или малое круглое кольцо 144Small ring gear 44 or small round ring 144 Несущий элемент 45Е или генератор 145Е волнCarrier 45E or Wave Generator 145E Передаточное отношение пониженияReduction gear ratio Конфигурация 1
Роль
Движение
СкоростьConfiguration 1
Role
Traffic
Speed R
Неподвижно
0R
Still
0 -
Эпициклически-
Epicyclic -
Эпициклически-
Epicyclic О
Вращательно
ij/K(K+i-j)ABOUT
Rotationally
ij / K (K + ij) I
Вращательно
1I
Rotationally
one K(K+i-j)/ijK (K + i-j) / ij Конфигурация 2
Роль
Движение
СкоростьConfiguration 2
Role
Traffic
Speed О
Вращательно
-ij/(K-j)(K+j)ABOUT
Rotationally
-ij / (Kj) (K + j) -
Эпициклически-
Epicyclic -
Эпициклически-
Epicyclic R
Неподвижно
0R
Still
0 I
Вращательно
1I
Rotationally
one -(K-j)(K+i)/ij- (K-j) (K + i) / ij Конфигурация 3
Роль
Движение
СкоростьConfiguration 3
Role
Traffic
Speed -
Эпициклически-
Epicyclic R
Неподвижно
0R
Still
0 О
Вращательно
-ij/(K+i)(K-j)ABOUT
Rotationally
-ij / (K + i) (Kj) -
Эпициклически-
Epicyclic I
Вращательно
1I
Rotationally
one -(K+i)(K-j)/ij- (K + i) (K-j) / ij Конфигурация 4
Роль
Движение
СкоростьConfiguration 4
Role
Traffic
Speed -
Эпициклически-
Epicyclic О
Вращательно
ij/K(K+i-j)ABOUT
Rotationally
ij / K (K + ij) R
Неподвижно
0R
Still
0 -
Эпициклически-
Epicyclic I
Вращательно
1I
Rotationally
one K(K+i-j)/ijK (K + i-j) / ij

Понятно, что для специалиста в области техники конфигурации понижения скорости в таблице 1 могут быть просто заменены на увеличенные скорости простой заменой назначения ролей I и О каждой.It is understood that for a person skilled in the art, the speed reduction configurations in Table 1 can simply be replaced with increased speeds by simply replacing the roles assigned to I and O for each.

Фиг.7 схематически иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства изменения скорости настоящего изобретения, который показывает размерную конфигурацию, оптимизированную для применения изменения скорости в выражении веса и размера или плотности мощности. Для сравнения фиг.7А и 7B схематически иллюстрируют виды в поперечном сечении устройства изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи, подобного устройству на фиг.4А, взятом вдоль линии, соответственно соответствующей линиям 4C-4C и 4D-4D, но с размерной конфигурацией циклоидального устройства на фиг.7. В этих специальных случаях конфигурации в таблице 1 становятся конфигурациями, перечисленными в таблице 2.FIG. 7 schematically illustrates a cross-sectional view of a speed changing apparatus of the present invention, which shows a dimensional configuration optimized for applying a speed change in terms of weight and size or power density. For comparison, FIGS. 7A and 7B schematically illustrate cross-sectional views of a tense wave gear speed changing device similar to the device in FIG. 4A taken along a line corresponding to lines 4C-4C and 4D-4D, but with a dimensional configuration of the cycloidal device on Fig.7. In these special cases, the configurations in table 1 become the configurations listed in table 2.

Таблица 2table 2 ЭлементElement Большая кольцевая шестерня 71 или большое круглое кольцо 171Large ring gear 71 or large circular ring 171 Большая прямозубая шестерня 72 или большое изогнутое кольцо 172Large spur gear 72 or large bent ring 172 Малая прямозубая шестерня 73 или
малое изогнутое кольцо 173Small spur gear 73 or
small curved ring 173 Малая кольцевая шестерня 74 или малое круглое кольцо 174Small ring gear 74 or small round ring 174 Несущий элемент 75Е или генератор 175Е волнCarrier 75E or Wave Generator 175E Передаточное отношение пониженияReduction gear ratio Конфигурация 1
Роль
Движение
СкоростьConfiguration 1
Role
Traffic
Speed R
Неподвижно
0R
Still
0 -
Эпициклически-
Epicyclic -
Эпициклически-
Epicyclic О
Вращательно
i²/K² ABOUT
Rotationally
i ² / K ² I
Вращательно
1I
Rotationally
one K²/i² K ² / i ² Конфигурация 2
Роль
Движение
СкоростьConfiguration 2
Role
Traffic
Speed О
Вращательно
-i²/(K²-i²)ABOUT
Rotationally
-i ² / (K ² -i ² ) -
Эпициклически-
Epicyclic -
Эпициклически-
Epicyclic R
Неподвижно
0R
Still
0 I
Вращательно
1I
Rotationally
one 1-K²/i² 1-K ² / i ² Конфигурация 3
Роль
Движение
СкоростьConfiguration 3
Role
Traffic
Speed -
Эпициклически-
Epicyclic R
Неподвижно
0R
Still
0 О
Вращательно
-i²/(K²-i²)ABOUT
Rotationally
-i ² / (K ² -i ² ) -
Эпициклически-
Epicyclic I
Вращательно
1I
Rotationally
one 1-K²/i² 1-K ² / i ² Конфигурация 4
Роль
Движение
СкоростьConfiguration 4
Role
Traffic
Speed -
Эпициклически-
Epicyclic О
Вращательно
i²/K² ABOUT
Rotationally
i ² / K ² R
Неподвижно
0R
Still
0 -
Эпициклически-
Epicyclic I
Вращательно
1I
Rotationally
one K²/i² K ² / i ²

Передаточные отношения понижения скорости циклоидального привода, представленные в двух таблицах, показывают, что с помощью шестерней, имеющих количество зубьев в среднем K, может быть выполнен редуктор скорости с передаточным отношением K². Оно сравнивается с передаточным отношением K традиционного циклоидального привода. Подобное сравнение проводится и для понижения скорости напряженной волновой зубчатой передачи.The gear ratios for lowering the speed of the cycloidal drive, presented in two tables, show that using gears having an average number of teeth K, a speed reducer with a gear ratio K ² can be made. It is compared with the gear ratio K of a conventional cycloidal drive. A similar comparison is carried out to reduce the speed of the tense wave gear transmission.

Для циклоидального варианта выполнения отметим, что прямозубая шестерня, зацепленная внутри кольцевой шестерни, обычно должна иметь количество зубьев, достаточно меньшее количества зубьев кольца. Например, касательно популярных шестерней с 20-градусным углом зацепления, необходима минимум разница в 8 зубьев. Один типичный подход исключения помех шестерней для небольшой разницы количества зубьев заключается в применении смещения профиля для шестерней. Альтернативно с помощью большего угла зацепления шестерней возможна меньшая разница количества зубьев.For the cycloidal embodiment, we note that the spur gear engaged inside the ring gear should usually have a number of teeth that is sufficiently smaller than the number of teeth of the ring. For example, for popular gears with a 20-degree angle of engagement, a minimum difference of 8 teeth is needed. One typical approach for eliminating gear noise for a small difference in the number of teeth is to use a profile offset for the gears. Alternatively, with a larger gear angle, a smaller difference in the number of teeth is possible.

Также, так как эпициклические элементы одной коаксиальной пары устройства изменения скорости настоящего изобретения обычно являются настолько большими в размере относительно другой коаксиальной пары, что возможна только одна пара. В связи с этим необходим противовес в практических вариантах выполнения этого оригинального устройства изменения скорости, как схематически проиллюстрировано, например, противовес 65W в варианте выполнения, изображенном на фиг.6. Противовес используется для баланса массы эпициклической коаксиальной пары шестерней, противолежащих относительно центральной оси устройства.Also, since the epicyclic elements of one coaxial pair of the speed-changing device of the present invention are usually so large in size relative to the other coaxial pair that only one pair is possible. In this regard, a counterbalance is necessary in practical embodiments of this original device for changing the speed, as schematically illustrated, for example, a counterweight 65W in the embodiment depicted in Fig.6. A counterweight is used to balance the mass of an epicyclic coaxial pair of gears that are opposite to the center axis of the device.

С другой стороны, для варианта выполнения напряженной волновой зубчатой передачи не выпускается кольца с разницей количества зубьев до одного зуба. Не предусматривается балансирование противовеса для эксцентричности.On the other hand, for an embodiment of a tense wave gear, no ring is produced with a difference in the number of teeth to one tooth. No balancing of the counterweight for eccentricity.

Тогда как выше представлено полное описание специальных вариантов выполнения, могут быть использованы различные преобразования, альтернативные конструкции и эквиваленты. Например, несмотря на то, что варианты выполнения с зубчатыми передачами устройства изменения скорости настоящего изобретения описаны в качестве предпочтительных вариантов выполнения, тяговые варианты выполнения равноприменимы. В связи с этим вышепредставленное описание и иллюстрации не должны приниматься в качестве ограничения объема охраны настоящего изобретения.While the above is a complete description of specific embodiments, various transformations, alternative designs, and equivalents may be used. For example, although gear embodiments of the speed-changing device of the present invention are described as preferred embodiments, traction embodiments are equally applicable. In this regard, the foregoing description and illustrations are not to be taken as limiting the scope of protection of the present invention.

Claims

1. Устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи для изменения входной скорости на входном валу до выходной скорости на выходном валу, содержащее:1. A device for changing the speed of a tense wave gear to change the input speed on the input shaft to the output speed on the output shaft, comprising:

коаксиальную пару круглых колец, включающую большое круглое кольцо, имеющее количество зубьев А, и малое круглое кольцо, имеющее количество зубьев D;a coaxial pair of circular rings including a large circular ring having the number of teeth A and a small circular ring having the number of teeth D;

коаксиальную пару изогнутых колец, включающую большое изогнутое кольцо, имеющее количество зубьев В, и малое изогнутое кольцо, имеющее количество зубьев C; причем большое изогнутое кольцо зацепляется с большим круглым кольцом, и малое изогнутое кольцо зацепляется с малым круглым кольцом, образуя две зацепляющиеся пары; иa coaxial pair of curved rings including a large curved ring having the number of teeth B and a small curved ring having the number of teeth C; moreover, a large curved ring engages with a large round ring, and a small curved ring engages with a small round ring, forming two engaging pairs; and

элемент генератора волн, соединенный с одним из входного и выходного валов устройства; при этомa wave generator element connected to one of the input and output shafts of the device; wherein

два кольца одной из этих двух коаксиальных пар скреплены вместе, чтобы действовать эпициклически на генераторе волн;two rings of one of these two coaxial pairs are bonded together to act epicyclic on the wave generator;

одно кольцо другой из двух коаксиальных пар прикреплено к каркасу устройства, и другое кольцо соединено с другим из входного и выходного валов; иone ring of the other of the two coaxial pairs is attached to the frame of the device, and the other ring is connected to the other from the input and output shafts; and

четыре кольца удовлетворяют численному соотношению зубьев А=K+i, В=К, С=K-j и D=K+i-j, где K, i и j являются целыми числами.four rings satisfy the numerical ratio of the teeth A = K + i, B = K, C = K-j and D = K + i-j, where K, i and j are integers.

2. Устройство по п.1, в котором и i, и j меньше 5.2. The device according to claim 1, in which both i and j are less than 5.

3. Устройство по п.1, где K/i меньше 30/1 или K/j меньше 30/1.3. The device according to claim 1, where K / i is less than 30/1 or K / j is less than 30/1.

4. Устройство по п.1, в котором i равно j.4. The device according to claim 1, in which i is equal to j.

5. Устройство по п.1, в котором один из входного и выходного валов, соединенный с элементом генератора волн, представляет собой входной вал.5. The device according to claim 1, in which one of the input and output shafts connected to the element of the wave generator is an input shaft.

6. Устройство по п.1, в котором один из входного и выходного валов, соединенный с элементом генератора волн, представляет собой выходной вал.6. The device according to claim 1, in which one of the input and output shafts connected to the element of the wave generator is an output shaft.

7. Устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи для изменения входной скорости на входном валу до выходной скорости на выходном валу, содержащее:7. A device for changing the speed of a tense wave gear to change the input speed on the input shaft to the output speed on the output shaft, comprising:

элемент генератора волн, соединенный с входным валом устройства; в которомan element of the wave generator connected to the input shaft of the device; wherein

одно кольцо другой из двух коаксиальных пар прикреплено к каркасу устройства, и другое кольцо соединено с выходным валом; иone ring of the other of the two coaxial pairs is attached to the frame of the device, and the other ring is connected to the output shaft; and

четыре кольца удовлетворяют численному соотношению зубьев А=K+i, В=К, С=K-j и D=K+i-j-j, где K, i и j являются целыми числами.four rings satisfy the numerical ratio of teeth A = K + i, B = K, C = K-j and D = K + i-j-j, where K, i and j are integers.

8. Устройство по п.7, в котором и i, и j меньше 5.8. The device according to claim 7, in which both i and j are less than 5.

9. Устройство по п.7, в котором K/i меньше 30/1 или K/j меньше 30/1.9. The device according to claim 7, in which K / i is less than 30/1 or K / j is less than 30/1.

10. Устройство по п.7, в котором i равно j.10. The device according to claim 7, in which i is equal to j.

11. Устройство по п.7, в котором коаксиальная пара колец с двумя его кольцами, скрепленными вместе, которая работает эпициклически на генераторе волн, представляет собой коаксиальную пару изогнутых колец.11. The device according to claim 7, in which the coaxial pair of rings with its two rings fastened together, which operates epicyclic on the wave generator, is a coaxial pair of curved rings.

12. Устройство по п.7, в котором коаксиальная пара колец с двумя его кольцами, скрепленными вместе, которая работает эпициклически на генераторе волн, представляет собой коаксиальную пару круглых колец.12. The device according to claim 7, in which a coaxial pair of rings with its two rings bonded together, which operates epicyclic on a wave generator, is a coaxial pair of round rings.

13. Устройство изменения скорости напряженной волновой зубчатой передачи для изменения входной скорости на входном валу до выходной скорости на входном валу, содержащее:13. A device for changing the speed of a tense wave gear for changing an input speed on an input shaft to an output speed on an input shaft, comprising:

коаксиальную пару изогнутых колец, включающую большое изогнутое кольцо, имеющее количество зубьев В, и малое изогнутое кольцо, имеющее количество зубьев C; причем большие изогнутые кольца зацепляются с большим круглым кольцом, и малые изогнутые кольца зацепляются с малым круглым кольцом, образуя две зацепляющиеся пары; иa coaxial pair of curved rings including a large curved ring having the number of teeth B and a small curved ring having the number of teeth C; moreover, large curved rings mesh with a large circular ring, and small curved rings mesh with a small circular ring, forming two meshing pairs; and

элемент генератора волн, соединенный с выходным валом устройства; в которомa wave generator element connected to the output shaft of the device; wherein

одно кольцо другой из двух коаксиальных пар прикреплено к каркасу устройства, и другое кольцо соединено с входным валом; иone ring of the other of the two coaxial pairs is attached to the frame of the device, and the other ring is connected to the input shaft; and