Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
TWO-STAGE REDUCTION GEARBOX
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/182480
Kind Code:
A1
Abstract:
A two-stage reduction gearbox consists of a housing having interconnected left and right end portions and containing: a first-stage strain wave gear having an input shaft with two eccentrically arranged cylindrical surfaces of opposite eccentricity with rolling bearings disposed thereon and with one supporting rolling bearing; a first-stage cage having two rows of rolling elements arranged therein which interact with the races of the bearings on the cylindrical surfaces; a bush (a second-stage input shaft) which encircles the first-stage cage and has inner epicyclic surfaces which are equal in number to the number of rows of rolling elements arranged in the first-stage cage, and also has cylindrical surfaces with rolling elements arranged thereon, and radial rolling bearings on the left end of the bush; a second-stage cage having rows of rolling elements arranged therein; and an output shaft mounted in bearings in the housing of the reduction gearbox, wherein the second-stage cage is fastened to the right portion of the housing, the output shaft of the reduction gearbox is a bush encircling the second-stage cage and having inner epicyclic surfaces, and a radial thrust bearing with crossed rollers is disposed between the output shaft and the housing.

Inventors:
URSU, Vladimir Valentinovich (Dorogobygskaya, 3-29Moscow, 4, 121354, RU)
URSU, Valentin Evgenevich (Dorogobygskaya, 3-29Moscow, 4, 121354, RU)
Application Number:
RU2019/050020
Publication Date:
September 26, 2019
Filing Date:
February 27, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OBSHCHESTVO S OGRANICHENNOJ OTVETSTVENOSTJU "NAUCHNO-INZENERNAJA KOMPANIJA "OBEKTNYE SYSTEMY AVTOMATIKI" (ООО "NIK "OSA") (Bolshoy Savvinsky per, 9 office 40, Moscow 5, 119435, RU)
International Classes:
F16H13/04
Foreign References:
RU108238U12011-09-10
EP0791147B12000-02-23
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Редуктор двухступенчатый, состоящий из корпуса с левой и правой, соединенных между собой, торцевыми частями, в котором концентрично относительно центральной оси размещены: волновая передача первой ступени с входным валом, имеющим, по меньшей мере, две эксцентрично расположенные цилиндрические поверхности с противоположно направленными эксцентриситетами с установленными на них подшипниками качения, на которых установлены внешние кольца, и, по меньшей мере, с одним опорным подшипником качения; сепаратор первой ступени, неподвижный относительно корпуса, с размещенными в нем, по меньшей мере, двумя рядами тел качения, взаимодействующих с эксцентрично расположенными цилиндрическими поверхностями; втулка, являющаяся входным валом волновой передачи второй ступени, охватывающая сепаратор первой ступени, имеющая внутренние эпициклические поверхности, количество которых равно количеству рядов тел качения, расположенных в сепараторе первой ступени; а также эксцентрично расположенные цилиндрические поверхности на втулке, эксцентриситеты которых являются противоположно направленными, и с расположенными на них подшипниками качения, и радиальные подшипники качения на левом конце втулки; сепаратор второй ступени с размещенными в нем рядами тел качения при количестве рядов, равном количеству эксцентрично расположенных на втулке цилиндрических поверхностей с подшипниками качения; выходной вал, установленный в подшипниках в корпусе редуктора, о тл ич аю щи й с я те м , что сепаратор второй ступени закреплен на правой части корпуса; выходным валом редуктора является втулка, охватывающая сепаратор второй ступени и имеющая внутренние эпициклические поверхности, количество которых равно количеству рядов тел качения в сепараторе второй ступени; между выходным валом и корпусом имеется радиально-упорный

10

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) ПОДШИПНИК качения с последовательно расположенными перекрещивающимися роликами.

2. Редуктор двухступенчатый по п.1, отличающий ся тем , что сепаратор первой ступени неподвижно закреплен на сепараторе второй ступени, а сепаратор второй ступени неподвижно закреплен на правой части корпуса.

3. Редуктор двухступенчатый по п.1, отличающий ся тем , что выходной вал имеет V-образную канавку на наружной поверхности, а на внутренней поверхности корпуса напротив V-образной канавки выходного вала имеется L-образная канавка, расположенная так, что Л-образная и V- образная канавки образуют кольцо с квадратом в радиальном сечении, в котором установлены ролики и элементы, образующие сепаратор радиально- упорного подшипника, при этом смежные ролики установлены под прямым углом друг к другу.

4. Редуктор двухступенчатый по п.1, отлич ающийся те м , что его передаточное отношение находится в интервале 60-6000 при частоте вращения входного вала, находящейся в интервале 1000-40000 об/мин.

11

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26)

Description:
Редуктор двухступенчатый

Техническая область

Изобретение относится к машиностроению, а именно к волновым редукторам с промежуточными телами качения.

Предшествующий уровень техники

Известна передача (патент ?6/ N° 2126918 от 03.10.1996 г.), включающая основной корпус, выходной элемент, установленный с возможностью вращения относительно основного корпуса и образования вместе с ним по меньшей мере одного кольцеобразного гнезда, ограниченного рабочими поверхностями для аналогичных цилиндру элементов качения, при этом несколько элементов качения расположены параллельно оси основного корпуса, в то время как остальные элементы качения ориентированы перпендикулярно к оси, а расстояние между противолежащими рабочими поверхностями соответствует диаметру элементов качения.

Недостаток данной передачи - массивные крестообразные диски, преобразующие вращательное движение входного вала в их колебательное движение и во вращательное движение выходного вала, имеющие высокую инерционность деталей, присоединенных к входному валу.

Известна планетарная эпициклическая передача (заявка WO 2016/193286 от 04.06.2015), содержащая приводной элемент, приводящий в движение множество планетарных зубчатых колес, причем каждая планетарная передача прикреплена к планетарному держателю, вращается вокруг планетарной оси и имеет, по меньшей мере, один зубчатый участок, зацепляясь, по меньшей мере, с одной кольцевой шестерней; кольцевые шестерни или планетарный держатель, таким образом, совершают вращение вокруг центральной оси планетарной

1

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) зубчатой передачи, а другая из кольцевых шестерен и планетарный держатель прикреплены к неподвижной части зубчатой передачи, причем каждая планетарная шестерня прикреплена к планетарному держателю, по меньшей мере, одним планетарным соединителем, который вращается вокруг оси, которая смещена и параллельна планетарной оси так, что поворот упомянутого, по меньшей мере, одного планетарного соединителя изменяет расстояние между центральной осью и планетарной осью с помощью эксцентрикового соединения.

Недостаток данной передачи - в высокой инерционности вращающихся деталей, присоединенных к входному валу, и низкой технологичности её изготовления.

Известен электромеханический привод, имеющий волновой двухступенчатый редуктор с промежуточными телами качения (патенты RU N° 108238 от 09.06.2010 г. и RU N° 108239 от 09.06.2010 г., прототипы), состоящий из корпуса с левой и правой, соединенными между собой торцевыми частями, в котором концентрично относительно центральной оси размещены: волновая передача первой ступени с входным валом, имеющим, по меньшей мере, две эксцентрично расположенные цилиндрические поверхности с противоположно направленными эксцентриситетами и с подшипниками качения на эксцентрично расположенных цилиндрических поверхностях и, по меньшей мере, с одним опорным подшипником качения; сепаратор первой ступени с размещенными в нем, по меньшей мере, двумя рядами тел качения, взаимодействующими с эксцентрично расположенными цилиндрическими поверхностями неподвижный относительно корпуса; втулка, являющаяся входным валом второй ступени, охватывающая сепаратор первой ступени, с внутренними эпициклическими поверхностями втулки, количество которых равно количеству рядов промежуточных тел качения, расположенных в сепараторе первой ступени и взаимодействующих с телами качения, с эксцентрично расположенными цилиндрическими

2

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) поверхностями на втулке, эксцентриситеты которых являются противоположно направленными, и с подшипниками качения на эксцентрично расположенных цилиндрических поверхностях и с опорными подшипниками качения; сепаратор второй ступени с размещенными в нем рядами тел качения при количестве рядов, равном количеству эксцентрично расположенных на втулке цилиндрических поверхностей с подшипниками качения; выходной вал, расположенный в корпусе на двух радиально-упорных подшипниках.

Недостаток данного редуктора - в сложности его конструкции и трудоемкости его обслуживания, обусловленной, в частности, расположением электродвигателя внутри корпуса.

Техническая задача

Техническая задача изобретения - снижение инерционности вращающихся деталей, присоединенных к входному валу, и повышение технологичности изготовления редуктора.

Решение задачи

Техническая задача решена в конструкции редуктора двухступенчатого, состоящего из корпуса с левой и правой, соединенных между собой, торцевыми частями, в котором концентрично относительно центральной оси размещены: волновая передача первой ступени с входным валом, имеющим, по меньшей мере, две эксцентрично расположенные цилиндрические поверхности с противоположно направленными эксцентриситетами с установленными на них подшипниками качения, на которых установлены внешние кольца, и, по меньшей мере, с одним опорным подшипником качения; сепаратор первой ступени, неподвижный относительно корпуса, с размещенными в нем, по меньшей мере, двумя рядами тел качения, взаимодействующих с эксцентрично расположенными цилиндрическими поверхностями; втулка,

3

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) являющаяся входным валом волновой передачи второй ступени, охватывающая сепаратор первой ступени, имеющая внутренние эпициклические поверхности, количество которых равно количеству рядов тел качения, расположенных в сепараторе первой ступени, а также эксцентрично расположенные цилиндрические поверхности на втулке, эксцентриситеты которых являются противоположно направленными, и с расположенными на них подшипниками качения, и радиальные подшипники качения на левом конце втулки; сепаратор второй ступени с размещенными в нем рядами тел качения при количестве рядов, равном количеству эксцентрично расположенных на втулке цилиндрических поверхностей с подшипниками качения; выходной вал, установленный в подшипниках в корпусе редуктора, пр и э то м сепаратор второй ступени закреплен на правой части корпуса; выходным валом редуктора является втулка, охватывающая сепаратор второй ступени и имеющая внутренние эпициклические поверхности, количество которых равно количеству рядов тел качения в сепараторе второй ступени; между выходным валом и корпусом имеется радиально-упорный подшипник качения с последовательно расположенными перекрещивающимися роликами.

Для снижения трудоемкости процесса сборки редуктора сепаратор первой ступени неподвижно закреплен на сепараторе второй ступени, а сепаратор второй ступени неподвижно закреплен на правой части корпуса.

Для уменьшения массы и габаритов редуктора выходной вал имеет V- образную канавку на наружной поверхности, а на внутренней поверхности корпуса напротив V-образной канавки выходного вала имеется Л-образная канавка, расположенная так, что Л-образная и V- образная канавки образуют кольцо с квадратом в радиальном сечении, в котором установлены ролики и элементы, образующие сепаратор радиально- упорного подшипника, при этом смежные ролики установлены под прямым углом друг к другу.

4

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) Для снижения массы передаточное отношение двухступенчатого редуктора находится в интервале 60-6000 при частоте вращения входного вала, находящейся в интервале 1000-40000 об/мин.

Решение технической задачи, - снижение инерционности вращающихся деталей, присоединенных к входному валу, и повышение технологичности изготовления редуктора, - достигается за счёт следующей новой совокупности отличительных признаков редуктора: сепаратор второй ступени закреплён на правой части корпуса; выходным валом редуктора является втулка, охватывающая сепаратор второй ступени и имеющая внутренние эпициклические поверхности, количество которых равно количеству рядов тел качения в сепараторе второй ступени; между выходным валом и корпусом имеется радиально-упорный подшипник качения с перекрещивающимися роликами.

Для снижения трудоемкости процесса сборки редуктора сепаратор первой ступени неподвижно закреплен на сепараторе второй ступени, а сепаратор второй ступени неподвижно закреплен на правой части корпуса.

Для уменьшения массы и габаритов редуктора выходной вал имеет V- образную канавку на наружной поверхности, а на внутренней поверхности корпуса напротив V-образной канавки выходного вала имеется Л-образная канавка, расположенная так, что Л-образная и V- образная канавки образуют кольцо с квадратом в радиальном сечении, в котором установлены ролики и элементы, образующие сепаратор радиально-упорного подшипника, при этом смежные ролики установлены под прямым углом друг к другу.

Данная совокупность отличительных признаков не обнаружена в ходе проведенного патентно-информационного исследования, следовательно, изобретение соответствует критерию "новизна". Она также не следует явно из уровня техники, следовательно, оно соответствует критерию "изобретательский уровень".

5

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) Краткое описание чертежей

На Fig. 1 показан редуктор двухступенчатый в сборе.

На Fig. 2 - блок первой ступени редуктора со входным валом.

На Fig. 3 - блок второй ступени редуктора.

На Fig. 4 - блоки первой и второй ступени редуктора.

На Fig. 5 - блок корпуса с выходным валом.

На Fig. 6 - конструкция подшипника качения с перекрещивающимися роликами, показанная на Fig. 5.

Описание вариантов осуществления

Редуктор двухступенчатый (Fig. 1-6) состоит из корпуса 1 (Fig. 1) с левой торцевой частью 2, правой торцевой частью 3 и вставкой 1 а, соединенных между собой винтами За, в котором концентрично относительно центральной оси размещены:

- волновая передача 4 (Fig. 2) первой ступени с входным валом 5, имеющим две эксцентрично расположенные цилиндрические поверхности 6 и 7 с противоположно направленными эксцентриситетами с установленными на них подшипниками 8 и 9 качения с кольцами 8 а и 9 а на них и с одним радиальным подшипником 10 качения на одном конце входного вала 5 и с подшипником 10 а качения на втулке 5 а входного вала

5;

- сепаратор 11 волновой передачи 4 с размещенными в нем двумя рядами тел 12 качения, взаимодействующими с кольцами 8а и 9а и радиальным подшипником 13 качения (Fig. 4) на левом конце сепаратора 11;

- втулка 14 (Fig. 3), являющаяся входным валом волновой передачи 15 второй ступени, охватывающая сепаратор 11 волновой передачи 4, имеющая внутренние эпициклические поверхности 16, количество которых равно количеству рядов тел 12 качения, расположенных в сепараторе 11 волновой передачи 4, а также эксцентрично расположенные

6

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) цилиндрические поверхности 17 и 18 на втулке 14, эксцентриситеты которых являются противоположно направленными, с расположенными на них подшипниками 19 и 19 а качения, и радиальные подшипники 20 качения на левом конце втулки 14;

- сепаратор 21 волновой передачи 15 второй ступени (Fig. 3, 4), закрепленный на правой торцевой части 3 корпуса 1 (Fig. 1), с размещенными в нем двумя рядами промежуточных тел 22 качения (Fig. 3, 4), количество которых равно количеству эксцентрично расположенных на втулке 14 цилиндрических поверхностей 17 и 18 с подшипниками 19 и 19 а качения (Fig. 3, 4).

Выходным валом 23 (Fig. 5) редуктора является втулка 23 а, охватывающая сепаратор 21 волновой передачи 15 второй ступени и имеющая внутренние эпициклические поверхности 24, количество которых равно количеству рядов промежуточных тел 22 качения (Fig. 4) в сепараторе 21 волновой передачи 15,

- между выходным валом 23 (Fig. 1) и корпусом 1 имеется радиально- упорный подшипник 26 качения (Fig. 6) с последовательно расположенными перекрещивающимися роликами 27.

Радиальные подшипники 10, 13, 20 и 25 качения, установленные на левых концах входного вала 5 сепараторов 11 и 21 первой ступени и втулок 14 и 25, а также радиально-упорный подшипник 26 создают жесткую опорную систему для неподвижных и вращающихся деталей редуктора, исключая их вибрацию в процессе работы, которая могла бы быть вызвана колебательными процессами в волновых передачах 4 и 15.

Вставка la (Fig. 1) введена для снижения трудоемкости изготовления корпуса 1.

Для снижения трудоемкости процесса сборки редуктора сепаратор 11 (Fig. 1-3) волновой передачи 4 неподвижно закреплен на сепараторе 21 (Fig. 1, 3, 4) волновой передачи 15 второй ступени, который неподвижно закреплен на правой торцевой части 3 (Fig. 1) корпуса 1.

7

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) Для уменьшения габаритов и массы редуктора выходной вал 23 (Fig. 1) имеет на наружной поверхности 28 V-образную канавку 29, а на внутренней поверхности 30 (Fig. 5) корпуса 1 (Fig. 1) напротив V- образной канавки 29 имеется Л-образная канавка 31, образованная из конических поверхностей на левой торцевой части 2 и вставке 1 а, расположенная так, что V-образная канавка 29 и Л-образная канавка 31 образуют кольцо 32 с квадратом в радиальном сечении, в котором установлены ролики 27 и элементы 33, образующие сепаратор 34 (Fig. 6) радиально-упорного подшипника 26, при этом смежные ролики 27 установлены под прямым углом друг к другу.

Для снижения массы передаточное отношение двухступенчатого редуктора находится в интервале 60-6000 при частоте вращения входного вала 5, находящейся в интервале 1000-40000 об/мин.

При вращении входного вала 5 вращаются две эксцентрично расположенные цилиндрические поверхности 6 и 7, при этом два ряда тел 12 качения, размещенные в неподвижном относительно корпуса 1 сепараторе 11, перемещаются в радиальном направлении, совершая волнообразные движения с периодом, равным периоду одного оборота входного вала 5 и амплитудой, равной удвоенному эксцентриситету поверхности 6 или 7. Промежуточные тела 12 качения, взаимодействуя с внутренней эпициклической поверхностью 16 втулки 14, с внешними кольцами 8а и 9а и сепаратором 11, поворачивают втулку 14 на угол, меньший угла поворота входного вала 5 в число раз, равное числу волн внутренней профилированной эпициклической поверхности 16 втулки 14.

Втулка 14 является входным валом волновой передачи 15 второй ступени; при вращении втулки 14 вращаются эксцентрично расположенные цилиндрические поверхности 17 и 18; взаимодействуя с кольцами подшипников 19 и 19 а качения, два ряда тел 22 качения, размещенные в сепараторе 21, перемещаются в радиальном направлении, совершая колебательные движения с периодом, равным периоду одного

8

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) оборота втулки 23 а и амплитудой, равной удвоенному эксцентриситету поверхности 17 или 18. Промежуточные тела 22 качения, взаимодействуя с внутренней эпициклической поверхностью 24 втулки 23 а, с кольцами подшипников 19 и 19 а качения и сепаратором 21, поворачивают втулку 23 а на угол, меньший угла поворота втулки 14 в число раз, равное числу волн внутренней профилированной эпициклической поверхности 24 втулки 23а.

Общее передаточное отношение редуктора равно произведению чисел волн внутренних профилированных эпициклических поверхностей 24 и 16.

9

ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26)