PL169103B1

PL169103B1 - Two-speed planetary gear

Info

Publication number: PL169103B1
Application number: PL29688392A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Chruszcz; Andrzej Drwiega; Stanislaw Klimkowski; Tadeusz Mazurkiewicz; Andrzej Nagaj; Wojciech Skolik; Jerzy Stachurski
Original assignee: Ct Kt Maszyn Gorniczych Komag
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1996-06-28
Also published as: PL296883A1

Abstract

Przekładnia dwubiegowaplanetarna, złożona z zespołów kół zębatych i hamulców ciernych, zabudov wanych we wspólnej obudowie, z wałem wejściowym połączonym z wejściowąprzekładniąkątową lub równoległą, znamienna tym, że ma jedno przełożenie podstawowe nieplanetarne wielodrożne i jedno przełożenie pomocnicze planetarne, przy czym na przełożenie podstawowe składa się jarzmo (8), połączone poprzez koło zębate (9) z zahamowanym hamulcem ciernym (10), którego część stała jest połączona z obudową (16) przekładni, jak również połączone z jednej strony poprzez koła obiegowe satelitarne (4’) z uzębieniem wewnętrznym (5a), koła zębatego bieżnego (5), którego uzębienie zewnętrzne (5b)jestpołączone poprzez koło zębate (6) zdrugim odhamowanym hamulcem ciernym (7), którego część stała jest połączona z obudową (16) przekładni, a z drugiej strony poprzez koła obiegowe satelitarne (4") połączone z uzębieniem wewnętrznym koła zębatego (11), sprzężonego wałem z kołem zębatym słonecznym (12) satelitarnej przekładni wyjściowej, natomiast na przełożenie pomocnicze składają się te same elementy (8,6,10,4’, 5a, 5, 5b, 7, 4") jak w przełożeniu podstawowym jednak z odhamowanym pierwszym hamulcem ciernym (10) i z zahamowanym drugim hamulcem ciernym (7).A two-speed planetary gear set, consisting of sets of gear wheels and friction brakes, mounted in a common housing, with an input shaft connected to an input bevel gear or parallel gear, characterized in that it has one basic non-planetary multi-way ratio and one auxiliary planetary ratio, wherein the basic ratio consists of a carrier (8) connected via a gear wheel (9) to a braked friction brake (10), the fixed part of which is connected to the housing (16) of the gear set, as well as connected on one side via satellite planetary gears (4') with internal toothing (5a), to a running gear wheel (5), the external toothing (5b) of which is connected via a gear wheel (6) to the second released friction brake (7), the fixed part of which is connected to the housing (16) of the gear set, and on the other side via satellite planetary gears (4") connected to the internal toothing of the gear wheel (11), coupled by a shaft to the sun gear (12) of the satellite output gear, while the auxiliary gear consists of the same elements (8, 6, 10, 4', 5a, 5, 5b, 7, 4") as in the basic gear, but with the first friction brake (10) released and the second friction brake (7) braked.

Description

Przedmiotem wynalazku jest przekładnia dwubiegowa planetarna, przeznaczona zwłaszcza do napędów takich górniczych maszyn i urządzeń, w których zachodzi konieczność zmiany prędkości i momentu napędowego w czasie ruchu.The subject of the invention is a two-speed planetary gear, intended in particular for drives of mining machines and devices where it is necessary to change the speed and driving torque during movement.

Dotychczas są znane układy mechanicznej zmiany biegów, którą można zrealizować dopiero po ich wyhamowaniu. Znane są również układy wielobiegowych przekładni planetarnych, sprzężonych z silnikami elektrycznymi napędowymi głównymi i pomocniczymi regulowanymi za pomocą przemiennika częstotliwości. Te układy są bardzo kosztowne, a ich elementy składowe duże gabarytowo ograniczają ich stosowanie w dołowych warunkach górniczych.So far, mechanical gear shifting systems are known that can only be implemented after braking. There are also known systems of multi-speed planetary gears, coupled with main and auxiliary electric motors regulated by a frequency converter. These systems are very expensive and their large size components limit their use in underground mining conditions.

Celem przekładni dwubiegowej planetarnej jest wyeliminowanie wad znanych układów regulacji obrotów i momentu obrotowego napędzanych maszyn.The purpose of the planetary two-speed gearbox is to eliminate the drawbacks of the known rotation and torque control systems of the driven machines.

Przekładnia dwubiegowa planetarna według wynalazku ma dwa przełożenia jedno podstawowe nieplanetarne wielodrożne i drugie pomocnicze planetarne. Na przełożenie podstawowe tej przekładni składa się jarzmo, połączone poprzez koła zębate z zahamowanym pierwszym hamulcem ciernym, którego część stała jest połączona z obudową przekładni, jak również połączone z jednej strony poprzez koła obiegowe dwuwieńcowe z uzębieniem wewnętrznym koła zębatego bieżnego, którego uzębienie zewnętrzne jest połączone poprzez koło zębate z drugim odhamowanym hamulcem ciernym, którego część stała jest połączona z obudową przekładni, a z drugiej strony poprzez koła obiegowe satelitarne z uzębieniem wewnętrznym koła, sprzężonego z kołem zębatym słonecznym satelitarnym przekładni wyjściowej. Na przełożenie pomocnicze satelitarne przekładni składają się te same elementy, co na przełożenie podstawowe jednak z odhamowanym pierwszym hamulcem ciernym i z zahamowanym hamulcem ciernym.The two-speed planetary gear according to the invention has two ratios, one primary multipath nonplanetary and the other secondary planetary. The basic gear ratio of this transmission consists of a yoke connected by gears with the braked first friction brake, the fixed part of which is connected to the gear housing, as well as connected on one side by double-ring planetary gears with the internal toothing of the running gear whose external toothing is connected through a gear wheel with a second unbraked friction brake, the fixed part of which is connected to the gear housing, and on the other hand, through satellite planet gears, with the internal toothing of the wheel, coupled with the sun gear of the output gear. The satellite auxiliary gear ratio consists of the same elements as the basic gear, but with the first friction brake unbraked and the friction brake stopped.

Przykład wykonania przekładni dwubiegowej planetarnej według wynalazku jest omówiony na podstawie przedstawionego na rysunku jej układu kinematycznego z równoległymi wałami napędowymi wejściowym i wyjściowym według fig. 1 oraz z prostopadłymi wałami napędowymi wejściowym i wyjściowym według fig. 2. Układy kinematyczne przekładni według fig. 1 i fig. 2 różnią się tylko w rozwiązaniu konstrukcji przekładni wstępnej przy zachowaniu tego samego stopnia jej przełożenia.An exemplary embodiment of a planetary two-speed gearbox according to the invention is described on the basis of the kinematic system shown in the drawing with parallel input and output drive shafts according to FIG. 1 and with orthogonal input and output drive shafts according to FIG. 2. Gear kinematic systems according to FIG. 1 and FIG. 2 differ only in the design of the primary gear while maintaining the same degree of gear ratio.

169 103169 103

Zastosowanie napędowego wału wejściowego stożkowego 1 wraz z zębnikiem oraz koła zębatego talerzowego 2 tworzy kątową przekładnię wstępną, w wyniku czego otrzymuje się prostopadłość wałów napędowych przekładni.The use of the conical drive input shaft 1 together with the pinion and the ring gear 2 forms an angular primary gear, whereby the perpendicularity of the transmission drive shafts is obtained.

Zastosowanie wału napędowego wejściowego 1' z kołem zębatym walcowym, współpracującym z drugim kołem walcowym 2' daje przekładnię wstępną, z równoległymi wałami napędowymi przekładni. Wał napędowy wejściowy 1 jest sprzężony mechanicznie z niepokazanym na rysunku napędowym silnikiem. Z przekładnią wstępną jest połączone koło zębate słoneczne 3, sprzężone z obiegowymi kołami satelitarnymi 4’, współpracującymi z uzębieniem wewnętrznym 5a koła satelitarnego dwuwieńcowego 5. Uzębienie zewnętrzne 5b koła satelitarnego dwuwieńcowego 5 współpracuje poprzez koło zębate 6 z hamulcem ciernym 7, którego część zewnętrzna jest zabudowana w obudowie 16 przekładni. Z obiegowymi kołami satelitarnymi 4’ są połączone wałkami obiegowe koła satelitarne 4, współpracujące z obiegowymi kołami satelitarnymi 13 w stałym wieńcu zębatym 14, osadzonymi w jarzmie 15, połączonym z wałem napędowym wyjściowym 16.The use of the input drive shaft 1 'with a cylindrical gear cooperating with the second cylindrical gear 2' gives a primary gear with parallel transmission drive shafts. The input drive shaft 1 is mechanically coupled to a drive motor not shown. The sun gear 3 is connected to the primary gear, and is coupled to the planetary satellite wheels 4 ', mating with the internal toothing 5a of the double-ring satellite wheel 5. The external gearing 5b of the double-ring satellite wheel 5 cooperates through the gear wheel 6 with the friction brake 7, the outer part of which is built-in in the 16 gear housing. The planetary wheels 4 'are connected to the planetary wheels 4 by means of shafts. The planetary wheels 4 cooperate with the planetary wheels 13 in a fixed toothed ring 14 mounted in a yoke 15 connected to the output drive shaft 16.

Układ przekładni planetarnej według wynalazku umożliwia zmianę prędkości obrotowej i momentu obrotowego na wale wyjściowym 15 przez realizację dwu przełożeń: podstawowego i pomocniczego. Przełożenie podstawowe przekładni jest realizowane przez zahamowanie jarzma 8 hamulcem ciernym 10 poprzez koło zębate 9. Wówczas przy odhamowanym hamulcu ciernym 7 może obracać się swobodnie koło zębate bieżne 5, a zahamowane jarzmo 8 powoduje, że osie kół satelitarnych 4’ i 4 są stałe bez ruchu obiegowego. I tak przekładnia staje się wielodrożna czyli nieplanetarna. Przełożenie pomocnicze jest realizowane przez odhamowanie jarzma 8 hamulcem ciernym 10 a zahamowanie koła zębatego bieżnego 5 poprzez koło zębate 6 hamulcem ciernym 7. Wtedy przekładnia ma typowy układ kinematyczny przekładni planetarnej.The planetary gear system according to the invention makes it possible to change the rotational speed and torque on the output shaft 15 by realizing two ratios: primary and secondary. The basic gear ratio of the gear is performed by braking the yoke 8 with the friction brake 10 through the toothed wheel 9. Then, with the friction brake 7 released, the toothed wheel 5 can rotate freely, and the braked yoke 8 causes the axes of the satellite wheels 4 'and 4 to be fixed without moving circulation. And so the transmission becomes multipath or non-planetary. The auxiliary gear is realized by unbraking the yoke 8 with the friction brake 10 and braking the rim wheel 5 with the gear wheel 6 with the friction brake 7. Then the gear has a typical planetary gear kinematic system.

169 103169 103

Fig 2Fig 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 2,00 złPrice PLN 2.00

Claims

Patent claim

Two-speed planetary gear, composed of sets of gears and friction brakes, built in a common housing, with the input shaft connected to the input angular or parallel gear, characterized in that it has one basic nonplanetary multi-way gear and one auxiliary planetary gear, with the basic gear it consists of a yoke (8) connected by a toothed wheel (9) with a braked friction brake (10), the fixed part of which is connected to the gear housing (16), as well as connected on one side by satellite planet wheels (4 ') to the toothing the internal (5a) of the running gear (5), the external toothing (5b) of which is connected via the toothed wheel (6) with the second unbraked friction brake (7), the fixed part of which is connected to the gear housing (16), and on the other side through satellite planetary gears (4) connected with the internal toothing of the gear wheel (11) coupled by the shaft with the sun gear wheel (12) of the output gear, while the auxiliary gear consists of the same elements (8, 6, 10, 4 ', 5a, 5, 5b, 7, 4) as in the basic gear, but with the first friction brake (10) unbraked and the second friction brake braked (7).