PL227325B1 - Clearance-free, multi-way toothed gearbox - Google Patents
Clearance-free, multi-way toothed gearboxInfo
- Publication number
- PL227325B1 PL227325B1 PL408196A PL40819614A PL227325B1 PL 227325 B1 PL227325 B1 PL 227325B1 PL 408196 A PL408196 A PL 408196A PL 40819614 A PL40819614 A PL 40819614A PL 227325 B1 PL227325 B1 PL 227325B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- gear
- shaft
- spline
- backlash
- angle
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Bezluzowa przekładnia z równoległymi drogami przekazywania napędu zawiera pośrednie koła zębate (Z2 i Z3) połączone wałkiem pośrednim (S), z których co najmniej jeden jest w postaci wałka skrętnego podatnego. Wałki pośrednie (S) są skręcone w stanie zmontowanym przekładni wokół swej osi obrotu sumarycznie o kąt korekcyjny większy od zera, co najmniej o wielkości wymaganej dla skasowania luzów międzyzębowych przekładni. Wałki pośrednie (S) są napięte sprężyście z momentem obrotowym. Wałek pośredni (S) w postaci wałka skrętnego podatnego jest z tworzywa sztucznego sprężystego. W preferowanym wykonaniu co najmniej jeden wałek pośredni (S), w postaci wałka skrętnego podatnego, ma co najmniej na jednym końcu wielowypust (W) przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy nie większy od kąta korekcyjnego. Kąt podstawowy jest mniejszy od kąta środkowego pomiędzy osiami sąsiednich zębów pośredniego koła zębatego (Z2 albo Z3) osadzonego na końcu wałka pośredniego (S), przeciwnym do przesuniętego kątowo wielowypustu (W). W innym wykonaniu co najmniej jedno pośrednie koło zębate (Z2 lub Z3) osadzone na wałku pośrednim (S) w postaci wałka skrętnego podatnego ma wielowpust przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy nie większy od kąta korekcyjnego. Wynalazek znajduje zastosowanie zwłaszcza do precyzyjnych przekładni zębatych.The backlash-free transmission with parallel drive transmission paths contains intermediate gears (Z2 and Z3) connected by an intermediate shaft (S), at least one of which is in the form of a flexible torsion shaft. In the assembled state of the gear, the intermediate shafts (S) are twisted around their axis of rotation by a total correction angle greater than zero, at least by the amount required to eliminate the inter-tooth clearances of the gear. The intermediate shafts (S) are elastically tensioned with the torque. The intermediate shaft (S) in the form of a flexible torsion shaft is made of elastic plastic. In the preferred embodiment, at least one intermediate shaft (S), in the form of a flexible torsion shaft, has at least one end a spline (W) angularly shifted around the axis of rotation by a basic angle not greater than the correction angle. The basic angle is smaller than the central angle between the axes of the adjacent teeth of the intermediate gear (Z2 or Z3) mounted at the end of the intermediate shaft (S), opposite to the angularly shifted spline (W). In another version, at least one intermediate gear (Z2 or Z3) mounted on the intermediate shaft (S) in the form of a flexible torsion shaft has a spline angularly shifted around the rotation axis by a basic angle not greater than the correction angle. The invention is particularly applicable to precision gears.
Description
Przedmiotem wynalazku jest bezluzowa przekładnia zębata wielodrożna z równoległymi drogami przekazywania napędu, z których każda zawiera pośrednie koła zębate połączone wałkiem pośrednim.The present invention relates to a backlash-free multi-path gear train with parallel transmission paths, each of which comprises intermediate gears connected by an intermediate shaft.
Z publikacji opisu polskiego patentu nr PL 137604 B1 znana jest bezluzowa przekładnia obiegowa, zaopatrzona w co najmniej jedno obrotowe jarzmo i związane z tym jarzmem co najmniej dwie pary satelitów, która charakteryzuje się tym, że zębate koła, stanowiące jedną parę satelitów, są osadzone obrotowo na wałku jarzma i są ze sobą połączone za pomocą skrętnej sprężyny, która w stanie zmontowanym przekładni jest napięta z momentem.From the publication of Polish patent description No. PL 137604 B1, a backlash-free epicyclic gear is known, provided with at least one rotating yoke and associated with this yoke at least two pairs of satellites, characterized in that the gear wheels, constituting one pair of satellites, are rotatably mounted on the yoke shaft and are connected to each other by a torsion spring, which in the assembled state of the transmission is tightened with a moment.
Z kolei z publikacji polskiego zgłoszenia wynalazku nr PL 394997 A1 znana jest bezluzowa przekładnia zębatkowa. Istotą tego rozwiązania przekładni posiadającej dwa koła o zębach prostych równocześnie współpracujących z zębatką jest to, że oba koła posiadają taki sam moduł i są osadzone na dwóch odrębnych współosiowych wałach połączonych ze sobą sprzęgłem, przy czym koło sytuowane na wale sprzężonym z kołem napędowym przekładni posiada liczbę zębów o jeden większą od koła usytuowanego na zewnętrznym wale ułożyskowanym w korpusie przekładni. Oba koła posiadają taką samą średnicę toczną, co uzyskano w wyniku odpowiedniej korekcji koła o mniejszej liczbie zębów.On the other hand, from the publication of the Polish patent application No. PL 394997 A1, a backlash-free rack gear is known. The essence of this solution of the gear having two straight-toothed gears simultaneously cooperating with the rack is that both gears have the same module and are mounted on two separate coaxial shafts connected with each other by a clutch, while the gear located on the shaft coupled with the gear drive gear has the number teeth one larger than the wheel located on the outer shaft mounted in the gear body. Both wheels have the same rolling diameter, which was obtained as a result of appropriate correction of a wheel with a smaller number of teeth.
W przekładni zębatej wielodrożnej moc przekazywana jest równoległymi drogami. Z uwagi na luzy i dokładność wykonania przekładni moc przekazywana na przykład w przekładni dwudrożnej dwoma drogami jest w innym stosunku niż po 50%, co powoduje przedwczesne zużycie kół zębatych oraz narastanie luzów.In a multi-way toothed gear, power is transmitted in parallel paths. Due to the backlash and precision of the gear manufacturing, the power transmitted, for example in a two-way gearbox, is in a different ratio than 50% each, which causes premature wear of the gears and increasing backlash.
Bezluzowa przekładnia zębata wielodrożna z równoległymi drogami przekazywania napędu, z których każda zawiera pośrednie koła zębate połączone wałkiem pośrednim, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden wałek pośredni z osadzonymi na nim pośrednimi kołami zębatymi jest w postaci wałka skrętnego podatnego, przy czym wałki pośrednie są skręcone w stanie zmontowanym przekładni wokół swej osi obrotu sumarycznie o kąt korekcyjny większy od zera, co najmniej o wielkości wymaganej dla skasowania luzów międzyzębowych przekładni.The backlash-free multi-way gear with parallel transmission paths, each of which comprises intermediate gears connected by an intermediate shaft, according to the invention, characterized in that at least one intermediate shaft with intermediate gears mounted thereon is in the form of a flexible torsion shaft, the shafts being in the assembled state of the gears, the intermediate ones are twisted around their axis of rotation in total by a correction angle greater than zero, at least by the amount required to correct the tooth backlash of the gear.
Korzystnie wałki pośrednie są napięte sprężyście z momentem obrotowym.Preferably, the intermediate shafts are resiliently biased with a torque.
Dalsze korzyści są uzyskiwane, jeśli co najmniej jeden wałek pośredni ma co najmniej na jednym końcu wielowypust przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy nie większy od kąta korekcyjnego, zaś wielowypust przesunięty kątowo i utworzony na wałku pośrednim jest na wałku skrętnym podatnym, a ponadto kąt podstawowy wielowypustu na jednym końcu wałka pośredniego jest mniejszy od kąta środkowego pomiędzy osiami sąsiednich zębów pośredniego koła zębatego osadzonego na drugim końcu tego wałka pośredniego.Further advantages are obtained if at least one idler shaft at least at one end has a spline angularly displaced about the axis of rotation by a base angle not greater than the correction angle, and the angularly displaced spline formed on the intermediate shaft is on the flexible torsion shaft and the angle the primary spline at one end of the idler shaft is smaller than the center angle between the axes of adjacent teeth of the intermediate gear mounted at the other end of the idler shaft.
Kolejne korzyści uzyskuje się, jeżeli co najmniej jedno pośrednie koło zębate osadzone na wałku pośrednim ma wielowpust przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy nie większy od kąta korekcyjnego, zaś pośrednie koło zębate z wielowpustem przesuniętym kątowo i osadzone na wałku pośrednim jest na wałku skrętnym podatnym, a ponadto kąt podstawowy wielowpustu jest mniejszy od kąta środkowego pomiędzy osiami sąsiednich zębów osadzonego na nim pośredniego koła zębatego.Further advantages are obtained if at least one intermediate gear mounted on the intermediate shaft has a spline displaced angularly around the axis of rotation by a base angle not greater than the correction angle, and the intermediate gear with the angularly displaced spline and mounted on the intermediate shaft is on the flexible torsion shaft. and, moreover, the base angle of the spline is smaller than the mid-angle between the axes of adjacent teeth of the intermediate gear mounted thereon.
Następne korzyści są uzyskiwane, jeżeli wałek pośredni w postaci wałka skrętnego podatnego jest z tworzywa sztucznego sprężystego.Further advantages are obtained if the intermediate shaft in the form of a flexible torsion shaft is made of elastic plastic.
Możliwe jest zminimalizowanie nierównomierności przekazywania mocy w przekładni zębatej dwudrożnej poprzez wyeliminowanie luzów. W tym celu zaprojektowano wzajemne ustawienie kół, na przykład z wykorzystaniem wielowypustów naciętych na wałkach pośrednich, w taki sposób, aby celowo wprowadzić przesunięcie kątowe jednego z kół zębatych o wartość kąta korekcyjnego. W trakcie montażu wałek pośredni jest skręcany w taki sposób, aby umożliwić montaż kół. Skręcenie wałka pośredniego o kąt korekcyjny powoduje napięcie wstępne uzębienia, a tym samym skasowanie luzu na wszystkich kołach zębatych przekładni, także w trakcie pracy przekładni pod obciążeniem. Wałki pośrednie przekładni są w postaci wałków skrętnych podatnych. Wielkość kąta korekcyjnego s ustala się doświadczalnie bądź analitycznie.It is possible to minimize unevenness in power transmission in the two-way gear by eliminating backlash. For this purpose, the mutual alignment of the wheels is designed, for example by means of splines cut on the intermediate shafts, in such a way as to deliberately introduce the angular displacement of one of the gears by the value of the correction angle. During assembly, the intermediate shaft is twisted in such a way as to allow the assembly of the wheels. Turning the intermediate shaft by the correction angle causes the toothing to be preloaded, thus eliminating the play on all gears of the gear, also when the gear is under load. Gear shafts are in the form of flexible torsion shafts. The size of the correction angle s is determined experimentally or analytically.
Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia bezluzową przekładnię zębatą dwudrożną na schemacie montażowym w widoku perspektywicznym z przodu, góry i boku, fig. 2 - tę samą przekładnię po montażu w widoku schematycznym z boku, zaś fig. 3 - tę samą przekładnię w widoku z przodu.The subject of the invention is explained in more detail in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a backlash-free two-way gear in the assembly diagram in perspective front, top and side views, fig. 2 - the same gear after assembly in a schematic side view, and Fig. 3 is a front view of the same transmission.
PL 227 325 B1PL 227 325 B1
Bezluzowa przekładnia zębata wielodrożna, według wynalazku w przykładzie wykonania, jest przekładnią dwudrożną i posiada walcowe koła zębate Z1, Z2, Z3 i Z4, przy czym wejściowe koło zębate Z1 jest osadzone na wale wejściowym We przekładni i zazębione z dwoma pierwszymi pośrednimi kołami zębatymi Z2, z których każde jest połączone poprzez osobny wałek pośredni S z drugim pośrednim kołem zębatym Z3. Oba drugie pośrednie koła zębate Z3 są połączone poprzez zazębione z nimi wyjściowe koło zębate Z4 z wałem wyjściowym Wy przekładni.The backlash-free multi-way gear according to the invention in an exemplary embodiment is a two-way gear and has cylindrical gears Z1, Z2, Z3 and Z4, the input gear Z1 being mounted on the input shaft W of the gear and meshed with the first two intermediate gears Z2, each of which is connected via a separate intermediate shaft S to a second intermediate gear Z3. The two second intermediate gears Z3 are connected by a meshed output gear Z4 to the output shaft Wy of the gear.
Wałki pośrednie S są w postaci wałków skrętnych podatnych, skręconych wraz z połączonymi nimi pośrednimi kołami zębatymi Z2 i Z3 w stanie zmontowanym przekładni o sumaryczny kąt korekcyjny ε większy od zera, przez co są napięte sprężyście z momentem obrotowym, a luzy między zębowe w przekładni są skasowane, przy czym wałki pośrednie S są z tworzywa sztucznego sprężystego.Intermediate shafts S are in the form of flexible torsion shafts, twisted together with the intermediate gears Z2 and Z3 connected to them in the assembled state of the transmission with a total correction angle ε greater than zero, so they are elastically tensioned with the torque, and the tooth clearances in the transmission are canceled, the intermediate shafts S are made of resilient plastic.
W preferowanym wykonaniu jeden z wałków pośrednich S ma od strony pierwszego pośredniego koła zębatego Z2 wielowypust W przesunięty kątowo wokół osi obrotu wałka pośredniego S o kąt podstawowy α nie większy od kąta korekcyjnego ε, w stosunku do osadzonego na tym wałku pośrednim S drugiego pośredniego koła zębatego Z3 przed zmontowaniem przekładni. Kąt podstawowy α wielowypustu W na jednym końcu wałka pośredniego S od strony pierwszego pośredniego koła zębatego Z2 jest mniejszy od kąta środkowego β pomiędzy osiami sąsiednich zębów drugiego pośredniego koła zębatego Z3, osadzonego na drugim końcu tego wałka pośredniego S. W przypadku, gdy wymagany kąt korekcyjny ε dla przekładni jest większy od kąta środkowego β rzeczywiste przesunięcie kątowe w postaci kąta korekcyjnego ε jest ustawiane jako suma kąta podstawowego α wielowypustu W i wielokrotności kąta środkowego β drugiego pośredniego koła zębatego Z3, poprzez przesunięcie jego zazębienia z wyjściowym kołem zębatym Z4 o tę wielokrotność zębów.In a preferred embodiment, one of the intermediate shafts S has a spline W on the side of the first intermediate gear Z2, angularly displaced around the axis of rotation of the intermediate shaft S by a base angle α not greater than the correction angle ε, in relation to the second intermediate gear mounted on this intermediate shaft S Z3 before assembling the gearbox. The base angle α of the spline W at one end of the intermediate shaft S on the side of the first intermediate gear Z2 is smaller than the central angle β between the axes of the adjacent teeth of the second intermediate gear Z3, seated at the other end of this intermediate gear S. In the case where the required correction angle is ε for the gear is greater than the central angle β the actual angular displacement in the form of the correction angle ε is set as the sum of the base angle α of the spline W and the multiple of the central angle β of the second intermediate gear Z3, by shifting its meshing with the output gear Z4 by this multiple of teeth .
W innym wykonaniu, nie pokazanym na rysunku, jedno z pierwszych pośrednich kół zębatych Z2 osadzone na wałku pośrednim S ma wielowpust przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy α i jest na wałku skrętnym podatnym. Kąt podstawowy α wielowpustu jest mniejszy od kąta środkowego β pomiędzy osiami sąsiednich zębów, osadzonego na nim pierwszego pośredniego koła zębatego Z2. W przypadku, gdy wymagany kąt korekcyjny ε dla przekładni jest większy od kąta środkowego β rzeczywiste przesunięcie kątowe w postaci kąta korekcyjnego sjest ustawiane jako suma kąta podstawowego a wielowpustu i wielokrotności kąta środkowego β pierwszego pośredniego koła zębatego Z2, poprzez przesunięcie jego zazębienia z wejściowym kołem zębatym Z1 o tę wielokrotność zębów.In another embodiment, not shown, one of the first intermediate gears Z2 mounted on the intermediate shaft S has a spline angularly offset about the axis of rotation by the base angle α and is on the flexible torsion shaft. The base angle α of the spline is smaller than the central angle β between the axes of adjacent teeth of the first intermediate gear Z2 mounted thereon. In the case when the required correction angle ε for the gear is greater than the central angle β, the actual angular displacement in the form of the correction angle s is set as the sum of the base angle a of the spline and the multiple of the central angle β of the first intermediate gear Z2 by shifting its meshing with the input gear Z1 by this multiple of teeth.
Przykładowy schemat montażu kół zębatych w przekładni, pokazany na fig. 1, przebiega w sposób opisany poniżej, przy czym wałki pośrednie S są w postaci wałków skrętnych podatnych, zaś kąt korekcyjny ε jest ustawiony na jednym z wałków pośrednich S, na wielowypustach W uformowanych na jego końcach i przesuniętych kątowo względem siebie o ten kąt korekcyjny ε. W pierwszym etapie montuje się koła zębate w łożyskach w obudowie przekładni za wyjątkiem jednego z pierwszych pośrednich kół zębatych Z2, po czym blokuje się wejściowe koło zębate Z1 i wyjściowe koło zębate Z4. Następnie wałek pośrednich S, na którym jeszcze nie zamontowano tego pierwszego pośredniego koła zębatego Z2, skręca się o wyznaczony kąt korekcyjny ε przy pomocy klucza płaskiego K, osadzonego na wybraniu kształtowym N wałka pośredniego S, a po skręceniu wałka pośredniego S montuje się pierwsze pośrednie koło zębate Z2 na jego wielowypuście W, po czym odciąża się wałek pośredni S. W ten sposób uzyskuje się napięcie wstępne między zębami wszystkich kół zębatych przekładni, które kasuje luzy.An exemplary scheme of gear assembly in a transmission, shown in Fig. 1, is as described below, where the intermediate shafts S are in the form of flexible torsion shafts, and the correction angle ε is set on one of the intermediate shafts S, on the splines W formed on its ends and angularly shifted to each other by this correction angle ε. In the first stage, gears are mounted in bearings in the gear housing, except for one of the first intermediate gears Z2, and then the input gear Z1 and the output gear Z4 are locked. Then the intermediate shaft S, on which this first intermediate gear Z2 has not yet been mounted, is turned by the determined correction angle ε using a flat spanner K, seated on the N shape recess of the intermediate shaft S, and after the intermediate shaft S is screwed, the first intermediate gear is mounted toothed gears Z2 on its spline W, and then the intermediate shaft S is unloaded. In this way, preload is obtained between the teeth of all gears of the transmission, which eliminates play.
Na fig. 2 pokazano przekładnie z kierunkiem przekazywania napędu input i output, zaznaczonym strzałkami kierunkowymi.2 shows gears with input and output directions as indicated by direction arrows.
Na fig. 3 pokazano przekładnię z drugim pośrednim kołem zębatym Z3 w położeniu spoczynkowym A i w położeniu przesuniętym B po skręceniu wałków pośrednich S o kąt korekcyjny ε. Strzałki obrotowe wskazują kierunki obrotów poszczególnych kół zębatych Z1, Z2, Z3 i Z4.Fig. 3 shows a gear with a second intermediate gear Z3 in the rest position A and in the offset position B after turning the intermediate shafts S by the correction angle ε. The rotation arrows indicate the directions of rotation of the individual gears Z1, Z2, Z3 and Z4.
Wynalazek znajduje zastosowanie zwłaszcza do precyzyjnych przekładni zębatych.The invention is particularly applicable to precision gears.
Wykaz oznaczeń Zi - wejściowe koło zębate,List of symbols Zi - input gear,
Z2 - pierwsze pośrednie koło zębate,Z2 - the first intermediate gear,
Z3 - drugie pośrednie koło zębate,Z3 - second intermediate gear,
Z4 - wyjściowe koło zębateZ4 - output gear
We - wał wejściowy,We - input shaft,
S - wałek pośredni,S - intermediate shaft,
Wy - wał wyjściowy, ε - kąt korekcyjny,Wy - output shaft, ε - correction angle,
W - wielowypust,W - spline,
PL 227 325 B1PL 227 325 B1
Α - kąt podstawowy, β - kąt środkowy,Α - base angle, β - central angle,
K - klucz płaski,K - flat key,
N - wybranie kształtowe.N - shape recess.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL408196A PL227325B1 (en) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | Clearance-free, multi-way toothed gearbox |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL408196A PL227325B1 (en) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | Clearance-free, multi-way toothed gearbox |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL408196A1 PL408196A1 (en) | 2015-05-25 |
| PL227325B1 true PL227325B1 (en) | 2017-11-30 |
Family
ID=53176128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL408196A PL227325B1 (en) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | Clearance-free, multi-way toothed gearbox |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL227325B1 (en) |
-
2014
- 2014-05-12 PL PL408196A patent/PL227325B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL408196A1 (en) | 2015-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10352400B2 (en) | Planetary gearbox | |
| US5122101A (en) | Parallel-axis combination gear differential | |
| JP6379442B2 (en) | Parallel shaft epicyclic gear differential | |
| US9482316B2 (en) | Compound planetary gear unit | |
| US9366317B2 (en) | Backlash-free planetary gear assembly | |
| CN103671812B (en) | Gear arrangement, in particular for a planetary gear | |
| US9261176B2 (en) | Gearbox mechanism | |
| US20020121152A1 (en) | Phased gear set comprised of a pair of phased gears | |
| EP3914837B1 (en) | Planetary gear without backlash | |
| CN109990048A (en) | planetary transmission | |
| EP2500603A1 (en) | Gear change device for a motor-vehicle | |
| PL227325B1 (en) | Clearance-free, multi-way toothed gearbox | |
| US20160245368A1 (en) | A backlash-free planetary gear assembly | |
| CN201973177U (en) | Combined double helical tooth non-backlash transmission device | |
| EP2458250B1 (en) | Gear change device for a motor-vehicle | |
| RU2491454C1 (en) | Planetary pin drive | |
| RU2244181C2 (en) | Planet gear | |
| CS273643B2 (en) | Diferential change gearbox | |
| WO2005121583A1 (en) | Offset drive direct ratio gear coupling | |
| US1409535A (en) | Differential gearing | |
| PL226868B1 (en) | A zero backlash translating circulation | |
| PL214551B1 (en) | Bevel, planetary, differential gear | |
| PL227882B1 (en) | Two-way gearbox with antibacklash gearing | |
| JP2016118231A (en) | Power transmission device | |
| Honda | Theory on Designing Gears for Power Transmission(5 th Report, A Pair of Paths of Contact realizing Equal Strengths of Tooth and Bearing on Both Drive and Coast Sides) |