RU2701296C1 - Self-aligning five-satellite planetary gear - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to the field of machine building. Five-satellite planetary gear consists of a central driving gear wheel, a fixed central gear wheel with internal engagement, five satellites connected by four three-pair crank rods, and a carrier. Each three-pair con-rod, from the second to the fourth one, is connected to the previous connecting rod by the second hinge made coaxially to the corresponding satellite, and the hinge connecting the fourth three-pair con-rod and the carrier is made coaxially with the fifth satellite.

EFFECT: power transmission from the input link to the carrier through all five satellites.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к планетарным зубчатым передачам и может быть использовано в редукторостроении, станкостроении, горном машиностроении и др.The invention relates to the field of engineering, namely to planetary gears and can be used in gear manufacturing, machine tool, mining mechanical engineering, etc.

Известна односателлитная планетарная передача, так называемый «планетарный механизм Джеймса». Он содержит в своем составе неподвижное центральное колесо, центральное ведущее колесо, сателлит и водило (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин изд. четвертое «Наука», Москва, 1988 г., стр. 162, рис. 7.23).Known single-satellite planetary gear, the so-called "James planetary gear." It contains a fixed central wheel, a central driving wheel, a satellite and a carrier (Artobolevsky II, Theory of Mechanisms and Machines, fourth edition of Nauka, Moscow, 1988, p. 162, Fig. 7.23).

Недостатком такой передачи является то, что вся мощность от входного звена передается через один сателлит.The disadvantage of this transmission is that all the power from the input link is transmitted through one satellite.

Как следует из работы Руденко Н.Ф. (Планетарные передачи. Гос. Науч. Тех. Издательство, Машиностроительная литература. Москва 1947, стр. 564, §52), при постановке нескольких сателлитов, передача вращательного момента делится между ними и «нагрузка на зубья уменьшается, а редуктор получает меньшие габаритные размеры». Однако при этом возникает проблема с подвижностью механизмов и передачей нагрузки, т.к. «весьма трудно добиться равномерного распределения нагрузки на сателлиты», что требует постановки «уравнительных механизмов». В этой работе на стр. 546, фиг. 702, приводятся две схемы (а и b) создания уравнительных механизмов. Оказалось, что уже при двух сателлитах необходимо вводить дополнительно от трех до пяти звеньев. Такие решения не получили в технике применения.As follows from the work of Rudenko N.F. (Planetary gears. State Scientific Technical Publishing House, Engineering literature. Moscow 1947, p. 564, §52), when setting several satellites, the transmission of torque is divided between them and “the load on the teeth decreases, and the gearbox gets smaller overall dimensions ". However, this raises a problem with the mobility of the mechanisms and the transfer of the load, because “It is very difficult to achieve a uniform load distribution on the satellites”, which requires the formulation of “equalizing mechanisms”. In this work, on page 546, FIG. 702, two schemes (a and b) of creating equalizing mechanisms are given. It turned out that even with two satellites it is necessary to introduce an additional three to five links. Such solutions are not received in the application technique.

Наиболее близкой к предлагаемой планетарной передаче является передача с пятью сателлитами (патент RU №2622731, МПК F16H 1/48, опубл. 19.06.2017), где достигается возможность передачи движения от центрального колеса к водилу через пять сателлитов.Closest to the proposed planetary gear is a five-satellite transmission (patent RU No. 2622731, IPC F16H 1/48, publ. 06/19/2017), where it is possible to transmit movement from the central wheel to the carrier through five satellites.

Недостатком такой передачи является то, что она усложнена тем, что шарниры, соединяющие между собой трехпарные шатуны, вынесены за пределы осей сателлитов, вследствие этого для обеспечения самоустанавливаемости сателлитов между центральными колесами, необходимо использовать специально выполненные шарниры.The disadvantage of this transmission is that it is complicated by the fact that the hinges connecting the three-pair connecting rods to each other are moved outside the axles of the satellites; therefore, to ensure the self-alignment of the satellites between the central wheels, it is necessary to use specially made hinges.

Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является обеспечение определенности движения и передачи мощности от входного звена к водилу через все пять сателлитов без введения в механизм дополнительных специально выполненных шарниров.The technical problem solved by the invention is to ensure certainty of the movement and power transfer from the input link to the carrier through all five satellites without introducing additional specially made hinges into the mechanism.

Решение технической проблемы заключается в том, что в известной пятисателлитной планетарной передаче, состоящей из центрального ведущего зубчатого колеса, неподвижного центрального колеса с внутренним зацеплением, пяти сателлитов, соединенных четырьмя трехпарными шатунами, и водила, согласно изобретению, каждый трехпарный шатун, со второго по четвертый, соединен с предыдущим шатуном вторым шарниром, выполненным соосно соответствующему сателлиту, а шарнир, соединяющий четвертый трехпарный шатун и водило, выполнен соосно с пятым сателлитом.The solution to the technical problem lies in the fact that in the well-known five-satellite planetary gear consisting of a central drive gear, a fixed central gearwheel with internal gearing, five satellites connected by four three-pair connecting rods, and a carrier, according to the invention, each three-pair connecting rod, from second to fourth is connected to the previous connecting rod by a second hinge, made coaxially to the corresponding satellite, and the hinge connecting the fourth three-pair connecting rod and carrier, is made coaxially with the fifth satellite Ithomi.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения заключается в передаче мощности от входного звена к водилу через все пять сателлитов за счет выполнения вторых шарниров, соединяющих трехпарные шатуны в пары, соосными сателлитам передачи.The technical result obtained by using the present invention is to transfer power from the input link to the carrier through all five satellites due to the implementation of the second hinges connecting the three-pair rods in pairs, coaxial to the transmission satellites.

Предлагаемая пятисателлитная планетарная передача изображена на чертеже, где обозначены: неподвижная стойка О, относительно которой осуществляется движение, центральное ведущее зубчатое колесо 1, неподвижное зубчатое колесо 2, первый сателлит 3, второй сателлит 4, третий сателлит 5, четвертый сателлит 6, пятый сателлит 7, первый трехпарный шатун 8, второй трехпарный шатун 9, третий трехпарный шатун 10, четвертый трехпарный шатун 11 и водило 12.The proposed five-satellite planetary gear is shown in the drawing, where it is indicated: a stationary strut O, relative to which there is movement, a central drive gear 1, a fixed gear 2, the first satellite 3, the second satellite 4, the third satellite 5, the fourth satellite 6, the fifth satellite 7 , the first three-pair connecting rod 8, the second three-pair connecting rod 9, the third three-pair connecting rod 10, the fourth three-pair connecting rod 11 and the carrier 12.

Звенья между собой соединены в кинематические пары: одноподвижные пятого класса р₅ (шарниры): I - первый сателлит - 3 с первым трехпарным шатуном 8, II - второй сателлит 4 с первым трехпарным шатуном 8, III - первый трехпарный шатун 8 со вторым трехпарным шатуном 9, IV - третий сателлит - 5 со вторым трехпарным шатуном 9, V-второй трехпарный шатун 9 с третьим трехпарным шатуном 10, VI - четвертый сателлит 6 с третьим трехпарным шатуном 10, VII - третий трехпарный шатун 10 с четвертым трехпарным шатуном 11, VIII - пятый сателлит 7 с четвертым трехпарным шатуном 11, IX - четвертый трехпарный шатун 11 с водилом 12, X - водило 12 со стойкой О, и двухподвижные пары четвертого класса р₄ (пары зацепления) - по две пары каждого из сателлитов соответственно с центральным колесом 1 и с неподвижным зубчатым колесом 2. Таким образом, всего в механизме используются кинематических пар р₅=11, кинематических пар р₄=10, а общее число подвижных звеньев 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 n=11.The links are interconnected in kinematic pairs: one-fifth class p ₅ (hinges): I - the first satellite - 3 with the first three-pair connecting rod 8, II - the second satellite 4 with the first three-pair connecting rod 8, III - the first three-pair connecting rod 8 with the second three-pair connecting rod 9, IV - the third satellite - 5 with the second three-pair connecting rod 9, V-the second three-pair connecting rod 9 with the third three-pair connecting rod 10, VI - the fourth satellite 6 with the third three-pair connecting rod 10, VII - the third three-pair connecting rod 10 with the fourth three-pair connecting rod 11, VIII - fifth satellite 7 with fourth three-pair connecting rod 11, IX - four rty-Pair connecting rod 11 to the carrier 12, X - 12 with the carrier rack O, and a pair of fourth grade dvuhpodvizhnye p ₄ (the pair of engagement) - two pairs of each of the satellites, respectively, with the central wheel 1 and the fixed gear 2. Thus, all the mechanism uses kinematic pairs p ₅ = 11, kinematic pairs p ₄ = 10, and the total number of movable links 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 n = 11.

Известно, что подвижность плоских механизмов с парами р₅ и р₄ определяется структурной формулой Чебышева П.Л. (Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин изд. четвертое «Наука», Москва, 1988 г. с. 38, формула 2,5), имеющей видIt is known that the mobility of planar mechanisms with pairs p ₅ and p ₄ is determined by the structural formula of Chebyshev P.L. (Artobolevsky II. Theory of mechanisms and machines, ed. Fourth “Science”, Moscow, 1988, p. 38, formula 2.5), having the form

W=3n-2p₅-p₄,W = 3n-2p ₅ -p ₄ ,

где n - число подвижных звеньев, р₅ и р₄ - числа кинематических пар пятого и четвертого классов.where n is the number of movable links, p ₅ and p ₄ are the number of kinematic pairs of the fifth and fourth classes.

Как показано выше, в предлагаемой пятисателлитной передаче n=11, р₅=11, р₄=10. Подставляя эти значения в формулу Чебышева, получим, что W=33-22-10=1, т.е. предлагаемая планетарная передача вполне работоспособна.As shown above, in the proposed five-satellite transmission n = 11, p ₅ = 11, p ₄ = 10. Substituting these values in the Chebyshev formula, we obtain that W = 33-22-10 = 1, i.e. the proposed planetary gear is fully operational.

Работает предлагаемая пятисателлитная планетарная передача следующим образом: при задании движения центральному колесу 1, движение от него передается на сателлиты 3, 4, 5, 6, 7 равномерно через четыре трехпарных шатуна 8, 9, 10, 11 соединенных с водилом 12.The proposed five-satellite planetary gear works as follows: when setting the motion to the central wheel 1, the movement from it is transmitted to the satellites 3, 4, 5, 6, 7 evenly through four three-pair connecting rods 8, 9, 10, 11 connected to the carrier 12.

Таким образом, крутящий момент от центрального колеса 1 равномерно передается на все пять сателлитов через группу нулевой подвижности, представленную в виде трехпарных шатунов, у которых шарниры, соединяющие их в пары, выполнены соосно с сателлитами передачи, что и является достоинством предлагаемой планетарной передачи.Thus, the torque from the central wheel 1 is evenly transmitted to all five satellites through the zero-mobility group, presented in the form of three-pair rods, in which the hinges connecting them in pairs are made coaxially with the transmission satellites, which is the advantage of the proposed planetary gear.

Claims (1)

Самоустанавливающаяся пятисателлитная планетарная передача, состоящая из центрального ведущего зубчатого колеса, неподвижного центрального колеса с внутренним зацеплением, пяти сателлитов, соединенных четырьмя трехпарными шатунами, и водила, отличающаяся тем, что каждый трехпарный шатун со второго по четвертый соединен с предыдущим шатуном вторым шарниром, выполненным соосно соответствующему сателлиту, а шарнир, соединяющий четвертый трехпарный шатун и водило, выполнен соосно с пятым сателлитом.A self-aligning five-satellite planetary gear consisting of a central drive gear, a stationary central gearwheel with internal gearing, five satellites connected by four three-pair rods, and a carrier, characterized in that each three-pair connecting rod from the second to the fourth is connected to the previous connecting rod by a second joint made coaxially the corresponding satellite, and the hinge connecting the fourth three-pair connecting rod and the carrier is made coaxially with the fifth satellite.

Images