PL227882B1

PL227882B1 - Two-way gearbox with antibacklash gearing

Info

Publication number: PL227882B1
Application number: PL411093A
Authority: PL
Inventors: Mariusz Sobolak; Bogdan Kozik
Original assignee: Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2018-01-31
Also published as: PL411093A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest przekładnia dwudrożna z mechanizmem do kasowania luzu międzyzębnego. Przekładnia dwudrożna z kasowaniem luzu międzyzębnego, którą stanowią: wał wejściowy z zębnikiem, dwa koła pierwszego stopnia (4) dwa wały pośrednie, dwa zębniki drugiego stopnia (8) współpracujące z kołem osadzonym na wale wyjściowym charakteryzuje się tym, że jeden z wałów pośrednich jest podzielony na dwa wały (11, 12) sprzężone ze sobą poprzez zewnętrzny łącznik (17) w postaci tulei lub wewnętrzny trzpień, z których jeden (11) połączony jest z łącznikiem (17) lub wewnętrznym trzpieniem poprzez śrubowe występy (20) i współpracujące z nimi kanałki, natomiast drugi (12) analogicznie sprzężony jest z łącznikiem (17) lub trzpieniem poprzez występy (19) i rowki (18) równoległe do osi tego wału. Wzajemne położenie kątowe tych wałów (11, 12) jest blokowane poprzez nakrętki (21, 22) lub śruby. Poza tym dzielony wał pośredni usytuowany jest w korpusie przekładni poprzez łożyska stożkowe (27, 28).The subject of the application is a two-way gear with a mechanism for removing the clearance between the teeth. A two-way gear with clearance between the teeth, which consists of: an input shaft with a pinion, two first-stage gears (4), two intermediate shafts, two second-stage pinions (8) cooperating with a wheel mounted on the output shaft, is characterized by the fact that one of the intermediate shafts is divided into two shafts (11, 12) coupled to each other through an external connector (17) in the form of a sleeve or an internal pin, one of which (11) is connected to the connector (17) or the internal pin through screw projections (20) and cooperating with channels, while the second one (12) is similarly coupled with the connector (17) or the pin through protrusions (19) and grooves (18) parallel to the axis of this shaft. The mutual angular position of these shafts (11, 12) is locked by nuts (21, 22) or screws. Moreover, the divided intermediate shaft is located in the gear housing through tapered roller bearings (27, 28).

Description

Przedmiotem wynalazku jest przekładnia dwudrożna z mechanizmem do kasowania luzu międzyzębnego.The subject of the invention is a two-way transmission with a mechanism for resetting the tooth play.

W przekładniach dwudrożnych moc przekazywana jest z wału wejściowego poprzez dwa wałki pośrednie na wał wyjściowy. Istotną ich wadą jest to iż moc, z uwagi na niedokładność wykonania, rozdzielana jest nierównomiernie, co wpływa niekorzystnie na prace przekładni powodując zmniejszenie jej trwałości, jak również emisje zwiększonego hałasu oraz drgania konstrukcji z nią sprzężonych. Aktualnie, w celu zminimalizowania tych negatywnych objawów podnosi się wymagania co do dokładności wykonania przekładni, jak również szacując na etapie projektowania wielkości wymienionej nierównomierności zwiększa się moduł uzębienia, stosując większe liczby zębów na zębniku i zwiększając sztywność poszczególnych elementów konstrukcyjnych, co z kolei prowadzi do zwiększenia jej gabarytów.In two-way gears, power is transferred from the input shaft via two intermediate shafts to the output shaft. Their significant disadvantage is that the power is distributed unevenly due to inaccurate performance, which adversely affects the operation of the transmission, reducing its durability, as well as the emission of increased noise and vibrations of the structures coupled with it. Currently, in order to minimize these negative symptoms, the requirements for the accuracy of gear manufacturing are raised, as well as by estimating the size of the abovementioned unevenness at the design stage, the toothing modulus is increased by using larger numbers of teeth on the pinion and increasing the stiffness of individual structural elements, which in turn leads to increased its dimensions.

W celu wyeliminowania wymienionych wad dotychczas stosowanych przekładni dwudrożnych prowadzone są intensywne prace nad nowymi ich rozwiązaniami konstrukcyjnymi.In order to eliminate the above-mentioned disadvantages of the previously used two-way transmissions, intensive works are carried out on their new design solutions.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.408196 pt. „Bezluzowa przekładnia wielodrożna” znane jest rozwiązanie, którego istota polega na zastosowaniu wałka skrętnego w którym wprowadza się napięcie wstępne pozwalające na skasowanie luzów międzyzębnych. Jednakże w rozwiązaniu tym luzy kasowane są po przeciwnych stronach zębów w obydwu drogach, co czyni przekładnię bezluzową lecz większość mocy przenoszona jest przez jedną drogę. Przekładnie taką z uwagi na brak luzów można wykorzystać jako przekładnie kinetyczną, zwłaszcza pracującą nawrotnie. Rozwiązanie to znajduje zastosowanie zwłaszcza do precyzyjnych przekładni zębatych.From the Polish patent application no. P.408196 entitled "Backlash-free multi-way transmission" is a known solution, the essence of which consists in the use of a torsion shaft in which a preload is introduced, which allows to eliminate the backlash between teeth. However, in this solution the backlash is canceled on the opposite sides of the teeth in both ways, which makes the transmission backlash-free but most of the power is transferred through one path. Due to the lack of play, such a gear can be used as a kinetic gear, especially working in reverse. This solution is used especially for precision gears.

Przekładnia dwudrożna z kasowaniem luzu międzyzębnego, którą stanowią: wał wejściowy z zębnikiem, dwa koła pierwszego stopnia, dwa wały pośrednie, dwa zębniki drugiego stopnia, koło drugiego stopnia z wałem wyjściowym, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że jeden z wałów pośrednich jest podzielony na dwa wały sprzężone ze sobą poprzez zewnętrzny łącznik w postaci tulei lub wewnętrzny trzpień, z których jeden połączony jest z łącznikiem lub wewnętrznym trzpieniem poprzez śrubowe występy i współpracujące z nimi kanałki, natomiast drugi analogicznie sprzężony jest z łącznikiem lub trzpieniem poprzez występy i rowki równoległe do osi tego wału. Wzajemne położenie kątowe tych wałów jest blokowane poprzez nakrętki lub śruby. Poza tym dzielony wał pośredni usytuowany jest w korpusie poprzez łożyska stożkowe.Two-way gear with resetting the inter-tooth play, which are: input shaft with pinion, two first stage gears, two intermediate shafts, two second stage pinions, second stage gear with output shaft, according to the invention is characterized in that one of the intermediate shafts is divided for two shafts coupled with each other through an external connector in the form of a sleeve or an internal pin, one of which is connected to the connector or internal pin through screw projections and channels cooperating with them, while the other is analogically coupled to the connector or pin through projections and grooves parallel to axis of this shaft. The mutual angular position of these shafts is locked by nuts or bolts. In addition, the split intermediate shaft is located in the housing via tapered roller bearings.

Zastosowanie w rozwiązaniu przedmiotowej przekładni dzielonego wału pośredniego z zewnętrznym łącznikiem, lub wewnętrznym trzpieniem które są sprzęgane poprzez śrubowe i równoległe do jego osi występy i rowki powoduje wykonywanie ruchu obrotowego jednej części wału względem drugiej. Umożliwia to regulację luzu międzyzębnego w przekładni. Przy wyregulowanym luzie blokuje się przekładnie poprzez śruby przy trzpieniu lub nakrętki przy stosowaniu zewnętrznego łącznika. Skasowanie luzu powoduje równomierny rozdział mocy pomiędzy dwoma wałami pośrednimi. W efekcie uzyskano możliwość stosowania mniejszych modułów uzębień przekładni, a co za tym idzie mniejsze gabaryty przekładni. Kasowanie luzów przyczynia się też do zwiększenia jej żywotności oraz do zmniejszenia hałasu i drgań, których może być źródłem.The use of a split intermediate shaft in the present solution with an external linkage or an internal pin, which are coupled by helical projections and grooves parallel to its axis, causes one part of the shaft to rotate in relation to the other. This makes it possible to adjust the tooth clearance in the transmission. When the clearance is adjusted, the gears are locked by bolts at the spindle or nuts when using an external connector. Erasing the backlash results in an even power distribution between the two intermediate shafts. As a result, it was possible to use smaller toothing modules of the gears, and thus smaller dimensions of the gear. Elimination of backlash also contributes to the extension of its service life and to the reduction of noise and vibrations which can be a source.

Przekładnie dwudrożną z mechanizmem kasowania luzu międzyzębnego zgodną z wynalazkiem przedstawiono w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia tą przekładnie w ujęciu schematycznym w widoku perspektywicznym, natomiast na fig. 2 pokazano wał pośredni wymienionej przekładni w przekroju osiowym, w którym zastosowano zewnętrzny łącznik, z kolei na fig. 3 przedstawiono ten wał z zastosowanym wewnętrznym trzpieniem.The two-way gear with the mechanism for resetting the tooth clearance according to the invention is shown in the exemplary embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows the transmission in a schematic view in a perspective view, while Fig. 2 shows the intermediate shaft of said transmission in an axial section with an external the coupler, in turn, Fig. 3 shows this shaft with an internal pin used.

P r z y k ł a d 1.P r z k ł a d 1.

Przekładnia dwudrożna z kasowaniem luzu międzyzębnego, która stanowią wał wejściowy 1 z zębnikiem 2, dwa koła 3 i 4 pierwszego stopnia, dwa wały pośrednie 5 i 6 z zębnikami 7 i 8 drugiego stopnia współpracujące z kołem 9 sprzężonym z wałem wyjściowym 10 co uwidoczniona na fig. 1 posiada zmodernizowany wał pośredni 6. Wał ten wykonany jest jako dzielony i składa się z dwu części 11 i 12. Czop 13 wału 12 wchodzi w osiowy otwór 14 w wale 11. Na wale 11 na wielowypuście 15 osadzone jest koło zębate 4 I stopnia, z którego moment skręcający przekazywany jest na wał 11. Na wale 12 wykonany jest zębnik 8 z którego moment skręcający odbierany jest na wał wyjściowy 10. Na wałach 11 i 12 osadzona jest tuleja 17. W części tulei 17 osadzonej na wale 12 wykonany jest rowek 18 pod wpust pryzmatyczny 19. Rowek 18 poprzez wpust 19 przenosi moment obrotowy z tulei 17 na wał 12. W części tulei 17 osadzonej na wale 11 wykonany jest rowek śrubowy a na tym wale wykonany jestTwo-way transmission with resetting the inter-tooth play, which is the input shaft 1 with pinion 2, two gears 3 and 4 of the first stage, two intermediate shafts 5 and 6 with pinions 7 and 8 of the second stage cooperating with the gear 9 coupled with the output shaft 10 as shown in Fig. 1 has a modernized intermediate shaft 6. This shaft is made as a split shaft and consists of two parts 11 and 12. The pin 13 of the shaft 12 enters the axial hole 14 in the shaft 11. The shaft 11, on the spline 15, is equipped with a gear wheel 4 of the 1st degree , from which the torque is transmitted to the shaft 11. The pinion 8 is made on the shaft 12, from which the torque is received on the output shaft 10. The sleeve 17 is mounted on the shafts 11 and 12. A groove is made in the part of the sleeve 17 mounted on the shaft 12 18 for the prismatic key 19. The groove 18 transmits the torque through the key 19 from the sleeve 17 to the shaft 12. A screw groove is made in the part of the sleeve 17 mounted on the shaft 11 and a screw groove is made on this shaft.

PL 227 882 B1 wpust śrubowy 20 odpowiadający rowkowi śrubowemu w tulei 17. Moment skręcający z wału 11 przenoszony jest na tuleję 17 poprzez śrubowy wpust 20. Przesuwając tuleję 17 wzdłuż wałów 11 i 12 w określonym zakresie uzyskuje się zmianę wzajemnego kątowego ich położenia. W żądanym położeniu kątowym tych wałów tuleję 17 blokuje się nakrętkami 21 i 22 osadzonymi odpowiednio na gwintowanych czopach 23 i 24 wałów 11 i 12 wraz z podkładkami 25 i 26. Wał łożyskowany jest z wykorzystaniem łożysk stożkowych 27 i 28 co wpływa na dociśnięcia wałów 11 i 12 do siebie.A screw key 20 corresponding to a helical groove in the sleeve 17. The torque from the shaft 11 is transmitted to the sleeve 17 through the screw key 20. By moving the sleeve 17 along the shafts 11 and 12 within a certain range, their angular position changes. In the desired angular position of these shafts, the sleeve 17 is locked with nuts 21 and 22 mounted on threaded journals 23 and 24 of shafts 11 and 12, respectively, with washers 25 and 26. The shaft is supported by tapered roller bearings 27 and 28, which affects the pressure of shafts 11 and 12 to himself.

Zmiana kątowego położenia koła 4 i zębnika 8 umożliwia regulację luzu międzyzębnego i jego skasowanie. W ten sposób eliminuje się luz będący wynikiem niedokładności wykonania przekładni i zapewnia równomierność rozdziału mocy pomiędzy dwie drogi przekładni.Changing the angular position of the wheel 4 and pinion 8 makes it possible to adjust the tooth play and cancel it. In this way, the backlash resulting from inaccurate gear manufacturing is eliminated and the power distribution is evenly distributed between the two transmission paths.

P r z y k ł a d 2.P r z k ł a d 2.

Ten sam efekt można uzyskać stosując rozwiązanie zgodne z wynalazkiem, ale odmiennie konstrukcyjnie od przedstawionego w przykładzie 1.The same effect can be obtained by using the solution according to the invention, but structurally different from that shown in example 1.

Zgodnie z tym rozwiązaniem przedstawionym na fig. 3 jeden z wałów pośrednich 6 podzielony jest na dwa wały 30 i 31 połączone ze sobą łącznikiem trzpieniowym 32. Wał 30 sprzężony jest z tym łącznikiem poprzez śrubowe wypusty 33 wykonane na jego części usytuowanej w otworze 34 wymienionego wału, współpracujące z wykonanymi w nim śrubowymi kanałkami 35. Z kolei wał 31 połączony jest z łącznikiem trzpieniowym 32 poprzez równoległe do jego osi wypusty 36 wykonane na jego części usytuowanej w otworze 37 i współpracujące z tak samo usytuowanymi względem osi wału 31 kanałkami 38. Ustalone położenie, po skasowaniu luzów w przekładni, wałów 30 i 31 jest blokowane śrubami dociskającymi 39 i 40 zabezpieczonymi przed poluzowaniem wkrętami 41 i 42. Analogicznie jak w przykładzie 1 wał 30 z kołem 4 I stopnia połączony jest z obudową przekładni (nie uwidocznioną na rysunku) poprzez łożysko stożkowe 43 tak samo jak wał 31 z zębnikiem 8 poprzez łożysko stożkowe 44.According to this solution shown in Fig. 3, one of the intermediate shafts 6 is divided into two shafts 30 and 31 connected to each other by a pin connector 32. The shaft 30 is coupled to this connector through screw splines 33 made on its part located in the bore 34 of said shaft. cooperating with the screw channels 35 formed therein. In turn, the shaft 31 is connected to the pin connector 32 through splines 36 parallel to its axis made on its part located in the hole 37 and cooperating with channels 38 that are identical in relation to the shaft axis 31. Fixed position , after resetting the backlash in the gear, the shafts 30 and 31 are blocked with clamping bolts 39 and 40, secured against loosening by screws 41 and 42. Similarly as in example 1, the shaft 30 with the 1st stage pulley is connected to the gear housing (not shown in the drawing) by tapered roller bearing 43 as well as shaft 31 with pinion 8 via tapered roller bearing 44.

Claims

1. Two-way gear with resetting the inter-tooth play, which is the input shaft with pinion, two first stage gears, two intermediate shafts, two second stage pinions cooperating with the wheel mounted on the output shaft, characterized in that one of the intermediate shafts / 16 / is divided for two shafts / 11, 12 / coupled with each other through an external connector / 17 / in the form of a sleeve or an internal pin / 32 /, one of which / 11 / is connected to a connector / 17 / or an internal pin / 32 / through screw protrusions / 20 / and channels / 35 / cooperating with them, while the second / 12 / is analogically coupled to the connector / 17 / or the pin / 32 / through projections / 19 / and grooves / 18 / parallel to the axis of the shaft, the mutual angular position of both shafts / 11, 12 / is locked by nuts / 21, 22 / or screws / 39, 40 /.

2. Two-way gear with resetting of the tooth play according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the split intermediate shaft / 6 / is located in the gear housing through tapered roller bearings / 27 /, / 28 /.