зубчатая передача

Формула изобретения

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая водило, установленное на валу с возможностью независимого вращения, два соосно установленных зубчатых колеса и шестерню с двумя зубчатыми венцами, установленную на водиле с возможностью вращения, один венец которой кинематически связан с зубчатым венцом первого колеса, а другой предназначен для взаимодействия с зубчатым венцом второго колеса, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, второе колесо выполнено с внутренним зацеплением, передача снабжена корпусом, второе зубчатое колесо установлено в этом корпусе и предназначено для взаимодействия с вторым венцом шестерни, а кинематическая связь первого венца шестерни с первым зубчатым колесом выполнена в виде зубчатой шестерни, установленной на водиле с возможностью вращения и предназначенной для одновременного взаимодействия с зубчатым венцом первого колеса и первым зубчатым венцом основной шестерни.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может найти применение в конструкциях приводов.

Известна соосная планетарная передача, содержащая два центральных колеса: одно - с наружным, а другое - с внутренними зубьями и водило с двумя рядами сопряженных сателлитов, подшипниковые опоры для сателлитов одного ряда и катки, при этом центральное колесо с наружными зубьями выполнено "плавающим", а сателлиты обоих рядов имеют одинаковый диаметр [1].

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и связанный с этим трудоемкий процесс сборки.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту к изобретению является зубчатая передача, содержащая водило, установленное на валу с возможностью независимого вращения, два соосно расположенных зубчатых колеса и шестерню с двумя зубчатыми венцами, установленную на водиле с возможностью вращения, один венец которой кинематически связан с зубчатым венцом одного из колес, а другой предназначен для взаимодействия с зубчатым венцом второго колеса, при этом водило и два центральных зубчатых колеса имеют одну общую неподвижную ось вращения [2].

Недостатком данной зубчатой передачи является невозможность получить эффект "стопорения" (отсутствие вращения) одного из элементов передачи при вращении остальных.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей.

Это достигается тем, что известная зубчатая передача, содержащая водило, установленное на валу с возможностью независимого вращения, два соосно расположенных зубчатых колеса и шестерню с двумя зубчатым венцами, установленную на водиле с возможностью вращения, один венец которой кинематически связан с зубчатым венцом одного из колес, а другой предназначен для взаимодействия с зубчатым венцом второго колеса, согласно предлагаемому техническому решению второе зубчатое колесо выполнено с внутренним зацеплением, передача снабжена корпусом, второе зубчатое колесо установлено в этом корпусе и предназначено для взаимодействия со вторым венцом шестерни, а кинематическая связь первого венца шестерни с первым зубчатым колесом выполнена в виде зубчатой шестерни, установленной на водиле с возможностью вращения и предназначенной для одновременного взаимодействия с зубчатым венцом первого колеса и первым зубчатым венцом основной шестерни.

При подборе числа зубьев зубчатых колес и шестерен таким образом, что их передаточное отношение равно единице, обеспечивается эффект "стопорения", либо водила (при вращении вала и корпуса), либо вала и корпуса (при вращающемся водиле). Так как связь между частотами вращения звеньев данной зубчатой передачи может быть установлена путем ее обращения в простую передачу с неподвижными осями колес, то передаточное отношение

И₁₃ = где П₁ - частота вращения вала;

П_В - частота вращения водила;

П₃ - частота вращения корпуса.

Но так как И₁₃ = 1, то получают следующее уравнение

П₁ - П_В = П₃ - П_В

Отсюда следует, что при работе данной зубчатой передачи водило остается неподвижным при вращении вала и корпуса.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Зубчатая передача содержит водило 1, установленное на валу 2 с возможностью независимого вращения на подшипниках качения 3, два центральных зубчатых колеса, установленные соосно: одно с наружными 4, а другое - с внутренним зубьями 5, дополнительную зубчатую шестерню 6, основную шестерню 7, установленную с возможностью вращения на оси 8, закрепленную в кронштейне 9, и корпус 10, установленный с возможностью вращения на подшипниках качения 11, напрессованных на водило.

Кронштейн 9 жестко закреплен на водиле 1, выполненном в виде пустотелого вала.

На внутренней стенке корпуса 10 жестко закреплено зубчатое колесо 5 с внутренними зубьями, взаимодействующими с зубчатым венцом 12 основной шестерни 7, второй зубчатый венец 13 которой кинематически связан с центральным зубчатым колесом 4 через дополнительную зубчатую шестерню 6. При этом в кронштейне 9 выполнено окно 14, в котором установлена дополнительная зубчатая шестерня 6 с возможностью вращения на оси 15.

Центральное зубчатое колесо 4 установлено в фиксаторах 16, препятствующих его возвратно-поступательному перемещению.

Вал 2 установлен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения относительно зубчатого колеса 4 и сопряжен с ним при помощи направляющей шпонки 17.

Зубчатая передача работает следующим образом.

При вращении корпуса 10 совместно с зубчатым колесом 5 вращательное движение передается на основную шестерню 7, которая своим зубчатым венцом 12 взаимодействует с зубьями колеса 5. Одновременно с этим другой зубчатый венец 13 основной шестерни взаимодействует с зубьями дополнительной шестерни 6, вызывая ее вращение. Но зубья дополнительной шестерни 6 введены в зацепление с зубчатым колесом 4, закрепленным на валу 2, а основная шестерня 7 и дополнительная шестерня 6 шарнирно закреплены в кронштейне 9 водила 1. Но так как число зубьев колес, входящих в зацепление, связаны соотношением

= 1 где Z₁ - число зубьев колеса;

Z₃ - число зубьев зубчатого венца, зацепленного с Z₁;

Z₄ - число зубьев зубчатого венца, зацепленного с Z₅;

Z₅ - число зубьев зубчатого обода, то в результате водило 1, в кронштейне которого шарнирно закреплены основная шестерня 7 и дополнительная зубчатая шестерня 6, останется неподвижным, а корпус 10 и вал 2 будут вращаться.

Если вращательное движение (или крутящий момент) сообщать водилу 1, то упомянутое соотношение зубьев колес, входящих в зацепление, обеспечит стопорение корпуса 10 и вала 2.