редукторный узел

Формула изобретения

1. Редукторный узел, имеющий шпиндель, проходящий, по существу, перпендикулярно носителю и выполненный с возможностью радиального отклонения от первоначального положения при нагрузке, отличающийся тем, что шпиндель и носитель имеют опорные поверхности в форме, по существу, усеченного конуса, нормали к которым проходят, по существу, через центроиду выступающей части шпинделя, при этом в первоначальном положении шпинделя между опорными поверхностями имеется зазор.

2. Узел по п.1, в котором зазор имеет достаточный размер, чтобы позволить шпинделю испытывать напряжение только на изгиб до заданной нагрузки.

3. Узел по п.2, в котором зазор имеет достаточный размер, когда заданная нагрузка достигнута или превышена, опорные поверхности будут взаимодействовать для создания ответной нагрузки, при которой шпиндель испытывает напряжение на растяжение и изгиб.

4. Узел по любому из пп.1-3, в котором шпиндель установлен консольно на носителе и включает в себя радиально внутренний и внешний элементы, при этом опорная поверхность шпинделя расположена на внешнем элементе.

5. Узел по п.4, в котором внутренний элемент представляет собой стяжной болт.

6. Узел по п.5, в котором стяжной болт окружен втулкой.

7. Узел по п.1, в котором носитель включает в себя кольцо или, по существу, кольцеобразный вкладыш, который образует опорную поверхность на носителе.

8. Коробка передач, содержащая один или более редукторных узлов по п.1.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к редукторному узлу.

Оно, в первую очередь, относится к креплению сателлитов планетарной передачи и их зубчатой передаче, хотя оно также может быть применено к другим формам параллельно-валовых зубчатых передач.

Установка сателлита консольным образом со стороны носителя посредством «гибкого стержня» уже известна. Пример показан в US-A 3303713. Как можно видеть на фиг.1 этого документа стержни уравнивают нагрузку изгибанием. Это может быть очень эффективно, но изгибные напряжения стержня высоки в условиях пиковой нагрузки или перегрузки. По этой причине существует тенденция усиливать стержни путем увеличения диаметра стержня, уменьшая их гибкость и, следовательно, их чувствительность к уравниванию обычной нагрузки.

Согласно одному варианту изобретение заключается в редукторном узле, имеющем шпиндель, проходящий по существу перпендикулярно носителю и выполненный с возможностью радиального отклонения от первоначального положения при нагрузке, характеризующемся тем, что шпиндель и носитель имеют опорные поверхности в форме по существу усеченного конуса, нормали к которым проходят по существу через центроид выступающей части шпинделя, при этом в первоначальном положении шпинделя между опорными поверхностями имеется зазор.

Обеспечение зазора предоставляет удивительно легкое решение проблем, поставленных выше. Наличие зазора означает, что во время заданного диапазона нагрузок, диапазона обычных нагрузок, шпиндель будет испытывать только напряжение на изгиб, но когда заданная радиальная нагрузка достигнута, шпиндель будет изгибаться до такой степени, что конические опорные поверхности будут контактировать, создавая ответную нагрузку от носителя на шпиндель, при которой шпиндель испытывает напряжение на растяжение и изгиб и, следовательно, может сопротивляться разрушающим последствиям перегрузки с допустимыми уровнями напряжения. Кроме того, нагрузка, при которой такая ответная нагрузка вступает в действие, может легко быть определена для конкретной конструкции шпинделя размером зазора.

Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления, зазор имеет достаточный размер, чтобы позволить шпинделю испытывать напряжение только на изгиб до заданной нагрузки и размер зазора такой, что когда заданная нагрузка достигнута или превышена, опорные поверхности взаимодействуют для создания ответной нагрузки, при которой шпиндель испытывает напряжение на растяжение и изгиб.

Шпиндель предпочтительно установлен консольно на носителе и состоит из радиально внутренних и внешних элементов, причем опорная поверхность шпинделя расположена на внешнем элементе. Обычно внутренний элемент представляет собой стяжной болт, который в некоторых конструкциях может быть окружен втулкой. Носитель может включать в себя кольцо, или по существу кольцеобразный вкладыш, который образует опорную поверхность на носителе. Преимуществом такого расположения является то, что может быть спроектирована номенклатура колец или вкладышей, предусматривающая различные размеры зазоров. Следует отметить, что в непогруженном состоянии взаимодействие между внешними и внутренними элементами и носителем такое, что внешний элемент свободно удерживается от носителя на заданном расстоянии.

Изобретение также включает в себя предпочтительно коробку передач, содержащую один или более редукторных узлов, как описано выше.

Изобретение может быть осуществлено различными способами и конкретные варианты осуществления будут далее описаны, в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой вертикальное поперечное сечение первого варианта осуществления редукторного узла;

фиг.2 представляет собой вид, соответствующий фиг.1, но с другой конструкцией шпинделя;

фиг.3 представляет собой вид, соответствующий фиг.1 с носителем, выполненным за одно целое; и

фиг.4 представляет собой вид, соответствующий фиг.2 с носителем, выполненным за одно целое.

На фиг.1 планетарная шестерня 10 поаксиально закреплена на шпинделе, в целом обозначаемом позицией 11, чтобы выступать в сторону от носителя. Общая ось планетарной шестерни 10 и шпинделя 11, когда последний в ненагруженном состоянии, обозначена позицией 13, тогда как центроид консольной части шпинделя 11 обозначен позицией 14.

Шпиндель 11 содержит болт 15, прикрепленный гайкой 16 к носителю 12 и их втулке 17. Планетарная шестерня 10 установлена на втулке 17 посредством подшипниковой опоры, в целом обозначенной позицией 18. На ее конце 19, который удален от носителя 12, втулка 17 имеет выступающий внутрь кольцеобразный фланец, имеющий размеры, чтобы образовать фрикционную посадку на болт 15, который имеет головку 20 для надежного удержания втулки 17.

Носитель 12 включает в себя кольцеобразный вкладыш 21, который образует часть носителя 12, который окружает болт 15.

Конец 22 трубки 17, который обращен к вкладышу 21, и вкладыш 21 выполнены с соответствующими опорными поверхностями 23, 24 в форме усеченного конуса, которые отделены в обычном или ненагруженном положении зазором 25.

При обычной нагрузке планетарной шестерни приложенная нагрузка направлена на центроид 14 и стержень 15 будет изгибаться известным специалистам в данной области техники образом и конкретно описанным в связи с фиг.1 US-A-3303713, описание которого включено здесь посредством ссылки.

В этом состоянии напряжение на шпинделе существует только на изгиб, который необходим, чтобы позволить шпинделю действовать как настоящая гибкая ось для сглаживания отклонений планетарной шестерни 10, пока поддерживается параллельность оси планетарной шестерни 10 и ненагруженной оси 13.

Однако когда конкретная заданная нагрузка достигнута, отклонения шпинделя 13 будут такими, что опорные поверхности 23 и 24 в форме усеченного конуса вступят в контакт, создавая ответную нагрузку, обозначенную стрелкой В, которая, в свою очередь, образует векторные нагрузки C, D на центроид 14. Затем шпиндель подвергается напряжению и на растяжение, и на изгиб таким образом, чтобы сопротивляться перегрузке и тем самым предотвратить повреждение коробки передач в целом.

Как было упомянуто выше, перед предварительной установкой размера зазора 25 определяют нагрузку, при которой поверхности 23, 24 будут соприкасаться и, следовательно, степень изгиба шпинделя 11, который может произойти при обычной работе, когда шпиндель испытывает напряжение только на изгиб.

На фиг.2 показан альтернативный вариант осуществления, в котором болт 15 содержит центральный болт 26 и внешнюю трубку 27. Фиг.3 и 4 по существу соответствуют фиг.1 и 2 соответственно, но вместо вкладыша 21 носитель 12 выполнен за одно целое и имеет опорную поверхность 24, образованную на кольце 28. На фиг.4 болт 26 вкручен в трубку 27, а не просто удерживается в ней гайкой 29, как на фиг.2.

В некоторых компоновках кольцо 21 может отсутствовать и опорная поверхность 23 образуется непосредственно на носителе 12, но использование кольца позволяет использовать упрочненный или другой соответственно обработанный материал.