CS246470B1

CS246470B1 - Gears with gears

Info

Publication number: CS246470B1
Application number: CS123884A
Authority: CS
Inventors: Josef Penkava; Karel Nosar; Vaclav Mares
Original assignee: Josef Penkava; Karel Nosar; Vaclav Mares
Priority date: 1984-02-23
Filing date: 1984-02-23
Publication date: 1986-10-16
Also published as: YU24385A

Abstract

Převodového zařízení lze využít v pohonu strojního zařízení jako reduktoru nebo multiplikátoru otáček a momentu zatížení, při docílení vyššího převodového poměru, mezi hnacím a hnaným strojem. Řešení se týká převodového zařízení se spojením dvou nebo více převodových stupňů řazených za sebou, kde vzniká kombinací spojení jednotlivých převodových stupňů s planetovým, případně pseudoplanetovým systémem kinematický řetězec členů se základní funkční pohyblivostí. Při spojení převodových stupňů je nutno z hlediska uložení členů dodržet, aby uvolněný člen, jenž je součástí diferenciálního ústrojí s přídavnou pohyblivostí v každém převodovém stupni, byl vázán k neuvolněnému členu dalšího převodového stupně. Tím je vytvořen při rovnoměrném a jednoznačném dělení výkonu právě jen do· tří větví výkonového toku, pomocí tří satelitů či tří vložených kol, jednoduchý uzavřený kinematický řetězec členů, který jako* celek splňuje podmínku funkční i přídavné pohyblivosti z hlediska vazbové závislosti prostorové soustavy členů.The transmission device can be used in the drive of machinery as a reducer or multiplier of speed and load torque, when achieving a higher gear ratio between the driving and driven machine. The solution concerns a transmission device with a connection of two or more gear stages arranged in series, where a kinematic chain of members with basic functional mobility is created by combining the connection of individual gear stages with a planetary or pseudo-planetary system. When connecting gear stages, it is necessary to ensure from the point of view of the placement of the members that the released member, which is part of the differential mechanism with additional mobility in each gear stage, is bound to the unreleased member of the next gear stage. This creates a simple closed kinematic chain of members, which as a whole meets the condition of both functional and additional mobility in terms of the coupling dependence of the spatial system of members.

Description

Převodového zařízení lze využít v pohonu strojního zařízení jako reduktoru nebo multiplikátoru otáček a momentu zatížení, při docílení vyššího převodového poměru, mezi hnacím a hnaným strojem.The transmission device can be used to drive machinery as a reducer or multiplier of speed and load torque, while achieving a higher transmission ratio between the drive and driven machine.

Řešení se týká převodového zařízení se spojením dvou nebo více převodových stupňů řazených za sebou, kde vzniká kombinací spojení jednotlivých převodových stupňů s planetovým, případně pseudoplanetovým systémem kinematický řetězec členů se základní funkční pohyblivostí. Při spojení převodových stupňů je nutno z hlediska uložení členů dodržet, aby uvolněný člen, jenž je součástí diferenciálního ústrojí s přídavnou pohyblivostí v každém převodovém stupni, byl vázán k neuvolněnému členu dalšího převodového stupně. Tím je vytvořen při rovnoměrném a jednoznačném dělení výkonu právě jen do· tří větví výkonového toku, pomocí tří satelitů či tří vložených kol, jednoduchý uzavřený kinematický řetězec členů, který jako* celek splňuje podmínku funkční i přídavné pohyblivosti z hlediska vazbové závislosti prostorové soustavy členů.The invention relates to a transmission device with a connection of two or more sequentially connected gears, where a combination of individual gears with a planetary or pseudoplanet system results in a kinematic chain of members with basic functional mobility. When connecting the gears, it is necessary to ensure that the released member, which is part of the differential gear with additional mobility in each gear, is bound to the non-released member of the next gear. This creates a single closed kinematic chain of members which, as a whole, fulfills the condition of functional and additional mobility in terms of the coupling dependence of the spatial system of members.

Vynález se týká převodového' zařízení se spojením dvou nebo více převodových stupňů řazenými za sebou s planetovým a pseudoplanetovým systémem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a transmission device having two or more sequentially coupled gears coupled to a planetary and pseudoplanet system.

Je známo několik provedení převodovek s jednoduchým nebo složitějším spojením dvou, tří nebo více převodových stupňů. U jedné takové konstrukce v jednořadém provedení ozubených kol jsou satelity uloženy letmo s náběhovými kroužky. Konstrukce se jeví jako' velmi stěsnala, což má nepříznivý vliv na hydrodynamiku mazání převodovky.Several embodiments of gearboxes are known with a simple or more complex connection of two, three or more gears. In one such construction in a single-row design of gears, the satellites are mounted overhung with leading rings. The construction appears to be very tight, which has an adverse effect on the hydrodynamics of the gearbox lubrication.

V jiném případě se řešení zaměřuje jen na způsob společného upevnění věnce korunového kola s víkem ložiska unášeče satelitů ke skříni převodovky.In another case, the solution focuses only on the method of joint fixing of the crown gear rim with the satellite carrier bearing cover to the gearbox housing.

U jiné převodovky se využívá pouze stavebnicového uspořádání vzájemně přizpůsobených dílů převodových stupňů, kde nosiče satelitů, s osovou vzdáleností centrálního kola a satelitů, jsou spolu s jednotlivými ozubenými koly odstupňovány podle geometrické podobnosti. Možnosti využití jsou jen u kinematických převodů stavebnicového uspořádání.In another gearbox, only the modular arrangement of mutually adapted gear parts is used, where the satellite carriers, with the axial distance of the sun gear and the satellites, are graded along with the individual gears according to the geometric similarity. Possibilities of use are only in kinematic gears of modular arrangement.

Jiná převodová zařízení se spojením převodových stupňů se zaměřují svými jednoúčelovými konstrukcemi na docílení jedné nebo dvou funkcí s tomu odpovídajícími výstupními otáčkami na hnaném případě hnaných hřídelích. Nevýhodou je využití pouze u speciálních případů převodovek.Other transmission devices with a gear coupling aim, with their dedicated designs, to achieve one or two functions with corresponding output speeds on the driven case of the driven shafts. The disadvantage is the use only in special cases of gearboxes.

Uvedené nevýhody odstraňuje předmět dále uvedeného vynálezu převodového zařízení se spojením dvou nebo více převodových stupňů, jehož podstata spočívá v tom, že uzavřený kinematický řetězec členů je tvořen převodovými stupni s planetovým nebo pseudoplanetovým systémem řazenými za sebou, kde prostorově uvolněný člen jednoho převodového stupně je připojen k uvolněnému členu dalšího převodového stupně, přičemž uvolněný člen s přídavnou pohyblivostí je součástí diferenciálního ústrojí. U jednoho převodového stupně je uvolněným členem centrální kolo, u jiného převodového stupně korunové kolo,a to vždy s neuvolněným nosičem satelitů a se třemi větvemi satelitů.The above-mentioned disadvantages are overcome by the invention of a transmission device having a connection of two or more gears, characterized in that the closed kinematic chain of members is formed by gears with sequentially arranged planetary or pseudoplanet system, the spatially released member of one gear being connected to the disengaged member of the next gear, wherein the disengaged member with additional mobility is part of the differential device. In one gear, the released member is the sun wheel, in another gear the crown wheel, always with the satellite carrier not released and with three branches of the satellites.

Tímto připojením uvolněného členu k neuvolněnému členu vznikne jednoduchý uzavřený kinematický řetězec členů, který jako celek vyhovuje podmínce funkční i přídavné pohyblivosti prostorové soustavy členů z hlediska její vazbové závislosti. Předností takovéhoto převodového zařízení vzniklého spojením dvou nebo více převodových stupňů je vlivem přídavné pohyblivosti rovnoměrné dělení výkonového toku do tří větví, které tvoří satelity, případně vložená kola jednotlivých převodových stupňů, a dále jednoznačnost určení silových účinků ve všech záběrech ozubení kol při různých provozních stavech. Tím se také docílí zmenšení rozměrů a snížení hmotnosti převodového zařízeni oproti jiným stáva4 jícím provedením při současném zvýšení spolehlivosti a životnosti převodového zařízení.This connection of the released member to the non-released member creates a simple closed kinematic chain of members, which as a whole satisfies the condition of functional and additional mobility of the spatial system of members in terms of its coupling dependence. The advantage of such a transmission device resulting from the combination of two or more gears is due to the additional mobility a uniform division of the power flow into three branches, which are satellites or the gears of individual gears, and also the unambiguous determination of force effects. This also reduces the size and weight of the transmission device compared to other existing embodiments while increasing the reliability and service life of the transmission device.

Na ohr. 1 až 3 jsou v osových řezech schematicky znázorněny příklady jednotlivých převodových stupňů, jejichž kombinací se při spojení převodových stupňů využívá. Na obr. 4 a 5 jsou nakresleny příklady kinematických řetězců, kterými jsou vytvořena převodová zařízení se spojením převodových stupňů podle vynálezu. Na obr. 1 je schematicky zakreslen převodový stupeň 2 s planetovým systémem 3, a to s rotujícím nosičem satelitů 25 a centrálním kolem 12 při zastaveném korunovém kole 23, 24. Z hlediska uložení je podle vazbové závislosti prostorové soustavy uvolněným členem 9 převodového stupně 2 centrální kolo 12, kde toto uložení je součástí diferenciálního ústrojí 11. Obr. 1 ukazuje dále jedno z dílčích znázornění převodového stupně 2, který je tu řešen ve dvouřadovém provedení s dvojitě šikmým ozubením kol 29, kde centrální kolo 12 je prostorově volně uloženo mezi tři satelity 15, 16, 17 pomocí dvojnásobné zubové spojky 33. Součástí diferenciálního ústrojí 11 je ještě pružné uložení větví korunových kol 23, 24. Na obr. 2 je opět schematicky znázorněn převodový stupeň 2 s pseudoplanetovým systémem 4 se zastaveným nosičem satelitů 25. Uvolněným členem 9 je v tomto případě centrální kolo 12, jehož uložení je součástí diferenciálního ústrojí 11. Obr. 2 dále zobrazuje u centrálního kola 12 jiný typ diferenciálního' ústrojí 11, a to mechanicko-torzní. Převodový stupeň 2 je opět ve dvouřadovém provedení s dvojitě šikmým ozubením kol 29. Centrální kolo 12 je děleno a je prodlouženo v torzní členy 35, 36, které jsou vzájemně spojeny spojkovým ozubením s axiálním zajištěním 34. Centrální kolo 12 zabírá se třemi dvojicemi vložených kol 16, 19, 20. Na obr. 3 je nakreslen další případ převodového stupně 2 s planetovým systémem' 3, a to s rotujícím nosičem satelitů 25 a korunovým kolem 23 při zastaveném centrálním kole 12. Uvolněným členem 9 je centrální kolo 12, jehož uložení je opět součástí diferenciálního ústrojí 11. Na obr. 3 u centrálního kola 12 použito pružného diferenciálního' ústrojí 11, a to ve tvaru pružného elementu 37. Centrální kolo 12 je tak prostorově volně uloženo mezi třemi satelity 15, 16, 17. Na obr. 4 je v osovém řezu nakresleno převodové zařízení s jednou z možných kombinací spojení dvou převodových stupňů 2, tvořících kinematický řetězec členů 5 podle vynálezu. Schematické zobrazení ukazuje řazeni těchto převodových stupňů 2 za sebou, a to v jednořadém provedení například se spojením prvního převodového stupně 26 s pseudoplanetovým systémem 4 k druhému převodovému stupni 27 s planetovým systémem 3. Základní funkční pohyblivostí je transformace ro246470 tačního pohybu z hnacího hřídele 30 na hnaný hřídel 31 v našem případě v nesouhlasném smyslu otáčení. Pro uložení korunových kol 21, 22 je použito pružného· diferenciálního ústrojí 11, které je u prvního převodového stupně 26 zobrazeno například pomocí torzně pružného bubnu 38, u druhého převodového stupně 27 pomocí dvojnásobné zubové spojky 33. Uvolněnými členy 9 prvního převodového stupně 26 a druhého převodového stupně 27 jsou tedy korunová kola 21, 22. Je provedeno spojení uvolněného korunového kola 21 prvního převodového stupně 26 s neuvolněným členem 19, kterým je centrální kolo 14 druhého převodového stupně 27. Podle teorie vazbové závislosti pro prostorovou soustavu dochází k jednostrannému dělení toku výkonu do tří větví satelitů 15, 16, 17 a vložených kol 18, 19, 20 při zvýšení pohyblivosti vlivem přídavné pohyblivosti pružného diferenciálního ústrojí 11. Na obr. 5 je v podélném osovém řezu znázorněno převodové zařízení, jakožto kinematický řetězec členů 5, s kombinací spojení tří převodových stupňů 2 řazených za sebou podle tohoto vynálezu. Na schematickém zobrazení obr. 5 je ukázáno spojení prvního převodového stupně 26 s planetovým systémem 3 k druhému převodovému stupni 27 s pseudoplanetovým systémem 4 a další spojení tohoto druhého převodového· stupně 27 k třetímu převodovému stupni 28 opět s planetovým systémem 3. Všechny převodové stupně 2 jsou realizovány ve dvouřadovém provedení. Základní funkční pohyblivostí je transformace rotačního pohybu z hnacího· hřídele 30 na hnaný hřídel 31, v tomto případě v 'nesouhlasném smyslu otáčení, V prvním a druhém převodovém stupni 26, 27 je použito- u centrálních kol 12 mechanicko-torzního diferenciálního· ústrojí 11 (viz také obr. 2), ve třetím převodovém stupni 28 je uložení centrálního kola 13 součástí mechanického diferenciálního ústrojí 11 (viz také obr. 1). Uvolněnými členy 9 jsou u prvního, druhého a třetího převodového· stupně 26, 27, 28 centrální kola 12, 13. Mezi prvním a druhým převodovým stupněm 28, 27 je provedeno spojení neuvolněného nosiče satelitů 25 s uvolněným centrálním kolem 12. Dále je pak druhý převodový stupeň 27 připojen pomocí neuvolněného členu 10, kterým je korunové kolo 24, k uvolněnému centrálnímu kolu 13 převodového· stupněNa ohr. 1 to 3 are schematic diagrams of examples of individual gears, the combination of which is used to connect the gears. Figures 4 and 5 show examples of kinematic chains by means of which the transmission devices with the transmission gears according to the invention are formed. Fig. 1 schematically depicts a gear stage 2 with a planetary system 3, with a rotating satellite carrier 25 and a sun gear 12 with the crown wheel 23, 24 stopped. The wheel 12, where the bearing is part of the differential device 11. FIG. 1 further shows one of the partial representations of gear stage 2, which is solved here in a double-row design with double helical gears 29, wherein the sun gear 12 is spaced freely between three satellites 15, 16, 17 by means of a double tooth clutch 33. In Fig. 2 the gear stage 2 is again schematically shown with pseudo-planetary system 4 with the satellite carrier 25 stopped. In this case, the released member 9 is the sun gear 12, the bearing of which is part of the differential mechanism. 11. FIG. 2 further shows a different type of differential gear 11 at the sun gear 12, namely mechanical-torsion. Gear stage 2 is again in a double-row design with double helical gear wheels 29. The central gear 12 is split and extended in torsion members 35, 36, which are connected to each other by a clutch gear with axial locking 34. The central gear 12 engages three pairs of intermediate wheels 16, 19, 20. FIG. 3 shows another case of gear stage 2 with planetary system 3, with a rotating satellite carrier 25 and a ring gear 23 with the sun gear 12 stopped. In Fig. 3, a flexible differential device 11 is used in the form of a resilient element 37 for the sun gear 12. Thus, the sun gear 12 is spaced freely between the three satellites 15, 16, 17. 4 shows an axial section of a transmission device with one of the possible combinations of the two transmission steps 2 forming The kinematic chain of members 5 according to the invention. The schematic representation shows the shifting of these gears 2 in a single-row embodiment, for example, by coupling the first gear 26 with the pseudoplanet system 4 to the second gear 27 with the planetary system 3. The basic functional mobility is the transformation of ro246470 the driven shaft 31 in our case in a disagreeing sense of rotation. To accommodate the ring gears 21, 22, a resilient differential device 11 is used, which is shown for example in the first gear stage 26 by means of a torsionally flexible drum 38, in the second gear stage 27 by a double tooth clutch 33. Thus, the disengaged ring gear 21 of the first gear stage 26 is coupled to the non-disengaged member 19 which is the sun gear 14 of the second gear stage 27. According to the theory of coupling dependence for the spatial system, the power flow is unilaterally divided into the three strands of the satellites 15, 16, 17 and the intermediate wheels 18, 19, 20 while increasing mobility due to the additional mobility of the elastic differential assembly 11. FIG. 5 shows a longitudinal axial section of the transmission device as a kinematic chain of members 5 connecting three gear steps 2 in series according to the invention. 5 shows the connection of the first gear 26 with the planetary system 3 to the second gear 27 with the pseudoplanet system 4 and the further connection of the second gear 27 to the third gear 28 again with the planetary system 3. All gear stages 2 are realized in two-row design. The basic functional mobility is the transformation of the rotational movement from the drive shaft 30 to the driven shaft 31, in this case in a disagreeing sense of rotation. In the first and second gear stages 26, 27, a mechanical-torsion differential gear 11 is used. see also FIG. 2), in the third gear 28, the mounting of the sun gear 13 is part of the mechanical differential device 11 (see also FIG. 1). In the first, second and third gears 26, 27, 28, the disengaged members 9 are sun wheels 12, 13. Between the first and second gears 28, 27, a non-released satellite carrier 25 is connected with the sun gear 12 released. the gear stage 27 is connected by a non-released member 10, which is a ring gear 24, to the released sun gear 13 of the gear stage

28. Dvouřadové satelity 15, 16, 17, případně vložená kola 18, 19, 20 mohou být provedena buď jako spojená ozubená kola s rotační a axiální pohyblivostí vůči otáčejícímu se nebo zastavenému nosiči satelitů 25, jak je tomu u prvního a třetího převodového stupně 26, 28, nebo jako dělená ozubená kola pouze s rotační pohyblivostí, viz druhý převodový stupeň 27. Také v tomto případě převodového zařízení se spojením tří převodových stupňů 2 dochází z hlediska vazbové závislostí pro prostorovou soustavu členů, jakožto celku, k jednoznačnému dělení výkonu do· tří větví satelitů 15, 16, 17, případně vložených kol 18, 19, 20 a současně ke zvýšení pohyblivosti vlivem přídavné pohyblivosti pružného diferenciálního ústrojí 11.28. The double-row satellites 15, 16, 17 or the intermediate wheels 18, 19, 20 may be either coupled gears with rotational and axial mobility relative to the rotating or stopped carrier of the satellites 25, as in the first and third gears 26 , 28, or as split gears only with rotational mobility, see second gear stage 27. Also in this case of a transmission device with a combination of three gear stages 2, there is a clear division of the power in terms of coupling dependencies for the spatial arrangement of the members as a whole. three strands of the satellites 15, 16, 17 or the intermediate wheels 18, 19, 20, and at the same time to increase mobility due to the additional mobility of the flexible differential device 11.

Při spojení jednotlivých převodových stupňů 2 řazených za sebou s planetovým nebo pseudoplanetovým systémem 3, 4 mohou vzniknout různé kombinace spojení systémů.By combining the individual gears 2 in series with a planetary or pseudoplanet system 3, 4, different combinations of system linkages can occur.

Při označení převodových stupňů písmenemWhen lettering gears

A — planetový systém při zastaveném korunovém kole,A - planetary system with crown wheel stopped,

B — pseudoplanetový systém při zastaveném nosiči satelitů,B - pseudoplanet system when the satellite carrier is stopped,

C — planetový systém při zastaveném centrálním kole jsou to kombinace spojení u dvoustupňového provedení: A + A, A + B, A + C, B + A, B -j B, B + C, C + A, C + B, C + C, u třístupňového provedení například: A + B + -+· C, A+C + B, B + A + A, A + A + A, B + B + C atd.C - planetary system when the sun is stopped, it is a combination of two-stage connections: A + A, A + B, A + C, B + A, B - j B, B + C, C + A, C + B, C + C, for three-stage design, for example: A + B + - + · C, A + C + B, A + A + A, A + A + A, B + B + C etc.

Analogicky je k tomu u převodového zařízení s kombinacemi spojení systémů ve vícestupňovém provedení.Analogously, this is the case in a transmission device with combination system connection combinations in a multi-stage design.

Na obr. 4 je uveden příklad provedení s kombinací spojení B + A, na obr. '5 je to spojení A + B + A.Fig. 4 shows an exemplary embodiment with a combination of B + A connections, and Fig. 5 shows an A + B + A connection.

Závěrem je možno uvést, že lze podle tohoto vynálezu využít také spojení převodového stupně v jednořadovém provedení s převodovým stupněm ve dvouřadovém uspořádání ozubených kol, a to při různých kombinacích spojení dvou nebo· více převodových stupňů řazených za sebou. Převodových zařízení s vazbou dvou nebo více převodových stupňů podle tohoto vynálezu je možno použít pro transformaci otáček dopomala čili jako reduktorů, nebo dorychla jako multiplikátorů.In conclusion, according to the present invention, a single-row transmission step can also be used with a two-row gear stage in a combination of two or more sequentially coupled coupling steps. The two or more gear ratio coupling devices of the present invention can be used to transform a low speed or a high speed as a multiplier.

Claims

Subject

A transmission device having a connection of two or more gears each comprising a sun gear, satellites, a satellite carrier, a crown gear and a differential gear, characterized in that the closed kinematic chain of members (5) is formed by gears (2) with a sequentially arranged planetary system (3), wherein the spatially released member (9) of one gear (2) is connected to a non-released member (10) of the next gear (2j), the released member (9) with additional mobility being part of the differential 11), wherein in one gear (2) the released member (9) is a sun gear (12, 13), in another gear (2) a crown wheel (21, 22), always with a loose satellite carrier (25) and with three branches of satellites (15, 16, 17).

2. The transmission device according to claim 1, characterized in that the gear stage (2) by the splanet system (3) is connected to the next gear (2) with a pseudoplanet system (4).

3. The transmission device according to claim 2, characterized in that the gear stage (2) is designed in a single-row design with straight or simply helical gear wheels (29).

4. The transmission device according to claim 2, characterized in that the gear stage (2) is designed in a double-row design with double helical gears (29).

5. The transmission device according to claim 2, characterized in that the differential gear (11) of the sun gear (12) is provided with a clutch gear (39) and in the gear stage (2) with a loose ring gear (23). 32).