Самоустанавливающаяся четырёхсателлитная планетарная передача

Самоустанавливающаяся четырёхсателлитная планетарная передача

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к планетарным передачам.

Известен так называемый одноступенчатый планетарный механизм [1 стр. 162, рис. 7.23], называемый планетарным механизмом Джеймса и содержащий в своем составе неподвижное колесо, центральное ведущее колесо, сателлит и водило. Недостатком такого механизма является то обстоятельство, что вся мощность двигателя передается через один сателлит.

Как следует из работы [2, стр. 564, §52], при постановке нескольких сателлитов, передача вращательного момента делится между ними, «нагрузка на зубья уменьшается и передачи имеют меньшие габаритные размеры». Однако при этом возникает проблема с подвижностью всего механизма и передачей нагрузки, т.к. «весьма трудно добиться равномерного распределения нагрузки на сателлиты», что требует постановки «уравнительных механизмов». В [2, стр. 546, фиг. 702] приведены две схемы (a и b) создания уравнительных механизмов. Оказалось, что уже при двух сателлитах необходимо вводить дополнительно не менее четырех звеньев. Такие решения не получили в технике применения.

Наиболее близким к предлагаемому является механизм по патенту РФ №2342573 от 11.07.2007, где достигается возможность передачи движения от центрального колеса к водилу, через три сателлита. Недостатком такого механизма является то обстоятельство, что при увеличении в нем числа сателлитов более трех он перестает быть самоустанавливающимся.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение определенности движения и передачи мощности от входного звена к водилу через четыре сателлита.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается четырехсателлитная планетарная передача, состоящая из центрального ведущего зубчатого колеса, четырех сателлитов, а также водила, в которой первый и второй сателлиты связаны между собой через шарниры первого трехшарнирного рычага, третий и четвертый сателлиты связаны через шарниры второго трехшарнирного рычага, а первый и второй трехшарнирные рычаги связываются между собой третьим трехшарнирным рычагом, входящим в шарнир с выходным звеном.

Предлагаемая четырехсателлитная планетарная передача показана на чертеже, где обозначены: центральное ведущее зубчатое колесо 1, первый сателлит 2, второй сателлит 3, третий сателлит 4, четвертый сателлит 5, первый трехшарнирный рычаг 6, второй трехшарнирный рычаг 7, третий трехшарнирный рычаг 8, выходное звено 9, неподвижное зубчатое колесо 10 и стойка О, относительно которой осуществляется движение.

Звенья между собой соединены в одноподвижные кинематические пары пятого класса p₅ (шарниры): первый сателлит 2 с первым трехшарнирным рычагом 6, второй сателлит 3 с первым трехшарнирным рычагом 6, третий сателлит 4 со вторым трехшарнирным рычагом 7, четвертый сателлит 5 со вторым трехпарным рычагом 7, первый трехшарнирный рычаг 6 со третьим трехшарнирным рычагом 8, второй трехшарнирный рычаг 7 с третьим трехшарнирным рычагом 8, третий трехшарнирный рычаг 8 с выходным звеном 9 и выходное звено 9 со стойкой О. Сателлиты 2, 3, 4 и 5 входят в соединения с центральным зубчатым колесом 1 и неподвижным зубчатым колесом 10 двухподвижными парами четвертого класса p₄ (высшими) - по две пары каждого из сателлитов соответственно с центральным колесом 1 и с неподвижным зубчатым колесом 10. Таким образом, всего в механизме используются одноподвижных кинематических пар (шарниров) p₅=9, двухподвижных кинематических пар p₄=8, а общее число подвижных звеньев 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, n=9.

Известно [1 стр. 38, формула 2,5], что подвижность плоских механизмов с парами p₅ и p₄ определяется структурной формулой Чебышева П.Л., имеющей общий вид

W=3n-2p₅-p₄,

где n - число подвижных звеньев, p₅ и p₄ - числа кинематических пар пятого (шарниров) и четвертого (высших) классов.

Как показано выше, в предлагаемой четырехсателлитной передаче n=9, p₅=9, p₄=8. Подставляя эти значения в формулу Чебышева, получаем W=27-18-8=1, т.е предлагаемая передача вполне работоспособна.

Работает предлагаемая четырехсателлитная планетарная передача следующим образом. При задании движения центральному колесу 1 движение от него передается на сателлиты 2, 3, 4 и 5, при этом сателлит 2, связанный сателлитом 3 посредством первого трехшарнирного рычага 6, передает движения на трехшарнирный рычаг 7. Аналогично сателлиты 4 и 5, связанные между собой вторым трехшарнирным рычагом 7. Через рычаг 7 передается движение на третий трехшарнирный рычаг 8, соединенный своим шарниром с выходным звеном. При этом все четыре сателлита передают движение и силы на выходное звено одинаковым образом, т.е. передаваемая нагрузка между сателлитами распределится равномерно.

Самоустанавливающаяся четырехсателлитная планетарная передача, состоящая из центрального ведущего зубчатого колеса, неподвижного центрального колеса с внутренним зацеплением, четырех сателлитов, а также выходного звена, отличающаяся тем, что первый и второй сателлиты связаны между собой первым трехшарнирным рычагом, третий и четвертый сателлиты связаны между собой вторым трехшарнирным рычагом, а первый и второй трехшарнирные рычаги связаны между собой третьим трехшарнирным рычагом, входящим в шарнир с выходным звеном.