Planetové soukolí

Číslo patentu: 258453

Dátum: 16.08.1988

Autor: Braren Rudolf

Je ešte 6 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká planetovéhd soukoli s nejméně jedním planetovým kolem, pohybovaným pomoci excentru, a s nejméně jedním centrálním kolem. Planetové kolo může být uspcřádáno uvnitř nebo vně centrálního kola. Pro dosažení tvarového styku obou kol je na jednom z nich uspořádána uzavřená odvalovací cykloids a na druhém věnec válečků. záběr tedy nastává bud mezi vnitřním epicykloidním profilem a vnějšim věncem válečkü nebo mezi vnitřním věncem válečkú a vnějším hypocykloidním profilem. Počet válečků vnějšího věnce nebo počet křivkových úseků vnějšího hypocykloidnĺho profilu je o jednu větší než počet křivkových úseků vnitŕníhołepicykloidního profilu nebo počet válečků vnitřního věnce.Pojem uzavřená cykloida pro křivkové kotouče těchto druhů převodú lze vysvětlit V souvislosti s obr. 3, který představuje jednu z možností kinematického vytváření ekvidistanty ke zkrácené epicykloídě.Po pevné základní kružnici K 1 se středem M a s poloměrem g se odvaluje bez kluzu úhlovou rychlostí wü odvalovací kružnice K 2 se středem B a poloměrem b. Průvodič a b 5 středu B odvnlovací kružnice K 2 se pohybuje kolem středu M základní kružnice K 1 úhlovou rychlostíaxa . Bod C uvnitř odvalovací kružnice K 2, který leží na spojnici 5 se středem B odvalovací kružnice K 2, opisuje zkrácenou epicykloidu ZE. Ke zkrácené epicykloidě ZE lze zkonstruovat ekvidistantu EK, jejíž tvořicí bod Q leží na normále 5 zkrácené epicykloidy ZE, která prochází tečným bodem A základní kružnice Kl a odvalovací kružnice K 2. Normála 3 svírá s průvodičem 3 přenosový úhel y, průvodič 5 svírá s osou 5 úseček úhela a se spojnicíg středu B odvalovací kružnice K 2 a tvořicího bodu C zkrácené epicykloidy ZE úhel B. Tvořícíbod Q ekvidistanty EK má od tvořicího bodu C zkrácené epicykloidy ZE konstantní vzdálenost q a opisuje kružnici K 3, jejíž střed leží v tvořicím bodě C zkrácené epicykloàdy ZE a pohybuje se kolem okamžitáho pôlu N na normále Q. Poměr a/b a/H z, kde 5 je celé číslo.Z vyobrazaní na obr. 3 lze odvodit pro ekvidistantu EK v pravoúhlých eouřadnicích tyto výrazyepicykloidy ZE neboli výstřednostq vzdálenost tvořicího bodu C zkrácené epicykloidy ZE a tvořicího bodu Q ekvidistanty EKu úhel odvalení průvodiče 5 středu B 5 úhel mezi průvodičem 5 a spojnicí 5 y úhel mezi průvodičem 5 a normálou 5Pro úhel yplatí vztahPřitom horní znaménko platí pro epicykloidu (obr. 3), zatímoo dolní znaménko plati pro hypocykloidu, vznikající při odvalovâní odvalovaoi kružníce K 2 po vnitřním obvodu zák 1 ad~ ni kružnice K 1.Z tohoto matematického popisu lze rozpoznat kinematický význam tři parametrů 5, 3 a g. záběr křivkového kotouče s věncem válečkú u popsaných druhů převodů ukazuje obr. 4 výkresů. Na levé straně je pro daný věneo válečků znázorněna odpovídající epioykloida ZE a její ekvidistanta EK, zatimco na pravé straně je pro stejný věneo válečků zakreslena hypocykloida se svou ekvidistantou.základní kružnice K 1 maji polomšr 3, Q a střed M, odvalovaci kružnice K 2 mají poloměr b, b a atřed B, B, obě oykloidy maji střed M, válečky 15 mají střed C, C a věnec má střed O. Výstřednost OM g nebo klika je stejně dlouhá a rovnoběžná s úsečkou sc a BCľUhlová rychloatcutł vyvolaná ve středu O věnce válečků neboli v kloubu 0 prostřednictvím kliky g vytváří ve středu M cykloid vektor rychlosti, který má stejný směr jako tečná sila F, rovná zaváděnému kroutioímu momentu, dělenému g.Tím je křivkový kotouč, který se opirá o pevný věnec válečku, otáčen okolo svého středu M~ve EĚIĽ uopřtp.uŕn . Přenos sily může probihat pouze kolmo k dotýkujicim se plochám. Normála cykloidy musi však jak známe procházet dotekovým bodem A, A odvalovaci kružnice K 2 a pevné základni kružnici K 1. Usečky CA, CA proto tvoří tyto normály a jejich prodlouženi se protínají v okamžitém pôlu N, N.Protože válečky łä věnce maji stŕedy C, C a jejich poloměry jsou rovné konstantni vzdálenosti q - CQ a q C Q, musí současně tyto normály procházet i body Q, Q. K tomu se odkazuje na obr. 3, na němž je přerušovanou kružníci K 3 vyznačen jeden váleček łg. Body,Q jsou jednak tvořicimi body ekvidistanty EK, tedy cykloidního kotouče, a jednak bodydotyku tohoto kotouče s válečky 15 věnce a určují tak u každého z popsaných druhů převodu kinematicky dva křivkové průběhy. Tato skutečnost, že totiž i body dotyku válečků 5 cykloidnim kotoučem opisují cykloidu, se v současném stavu techniky nenacházi.V následujícím textu bude ekvidistanta ke zkrácené oykloidě, přířazená křivkovému kotouči, označováns jako odvalovaoi cykloida, a myšlená ekvidistanta ke zkrácené cykloidě,přiřazená dotekovým hodúm válečků věnoe, označována jako Vztažná cykloida.Podle toho leží tedy u převodu s epioykloidami resp. hypocykloidami odvalovaci cykloida uvnitř případně vně vàtažnácyk 1 oidy.Při matemstickém posuzování soukoli za předpokladu, že se neberou v úvahu faktory jako například výrobní tolerance, pružnost a tepelná roztažnost, jsou tyto dvě křivky,tedy odvalovaci cykloida a vztažná cykloida a tudíž 1 jejich parametry identické. Parametry vztsžné cykloidy jsou proto nevhodné pro vytváření odvalbvaoí oykloidy, které má být užito v praktickěm soukolí. Tomu se doposud odpomáhalo empirickou korekcí odvalovací cykloídy tak, že se vyrobila cdvalovaci cykloida zmenšená oproti vztažné epicykloidě přip. zvětšená oproti vztažná hypocykloidě, která se pak v oblasti vrcholu a prohlubní vln ubírals, jak popisuje němeoký pat. spis č. 464 992 a č. 459 025.Uvedené korekce mají v provozu eoukoli následující nedostatkyK nosnému dosednutí na cykloidni profil dochází v důsledku ubraných resp. odkoriqovaných části krivky během jednoho otočeni výstředniku pouze u jednoho nebo dvou vnějšich válečků,což je vyvolâno tím, že jednotlive úseky křivky nemají v obvodovém směru stejné vzdálenostiod vnějěich válečků. Proto musí celou silu přenášet omezena malá část celé krivky.Nerovnoměrný běh a vznik kmitů, zejména při vyšších otáčkach, vyvolaný tim, že okamžitýpól N odvalovací cykloidy a vztažné cykloidy se při běhu kinematicky odchyluje od své hybné polodie s poloměrem e.z a od své pevné polodie s poloměrem e.(z 1 1)v.Nárazy po průchodu vrcholem S při záberu úseku kživky s válečkem.velká boční vdle, kterou nelze předem stanovit.vynález odstraňuje tyto nedostatky a jeho pfedmětem je planetové soukolí s nejmáně jedním plnnetovým kolem pohybovaným pomocí výstředníku A s nejméně jedním centrálním kolem, kde obě kola jsou ve vzájemněm záběru prostřednictvím uzavřené odvalovecí cykloidy na jednom kole I věnce válečků na druhém kole a body doteku válečkd s odvalovací cykloidou opisují vztažnou cykloidu, přičemž obě cykloidy jsou dány vzorcir a b součet poloměru 5 základni kružnice K 1 a poloměru 9 odvalovscí kružnice K 2 a tedy průvodíč středu B odvalovaoi kružnice K 2e výstřednost, rovná vzdálenosti středu B odvalovací kružnice R 2 a tvořicího bodu C zkrácené epicykloidy ZEq konstantní vzdálenost tvořicího bodu C zkrácené epicykloidy ZE a tvořioího bodu Q ekvidistanty EK na normále 3 k oběmn křivkám ZE, BKa úhel sevřený osou x a prúvodičem středu B odvalovací kružnioe K 2, procházejicim počátkem M a tečným bodem A základní kružnice K 1 s odvalovncí kružnicí K 23 úhel odvalení tvořicího bodu C zkrácené epicykloidyPodstata vynálezu spočívá v tom, že hodnota parametru g pro odvalovací cykloidu je větší než pro vztažnou cykloidu a hodnota parametru 5 pro odvalovaoi cykloidu ve tvaru epicykloidy je větší a pro odvalovací cykloidu ve tvaru hypooykloidy je menší než pro vztažnou cykloidu.Tímto tvarováním odvalovací cykloidy vzhledem ke vztažné cykloidě, které se projevuje narovnánim a pródloužením boku křivky, se dosáhne velmi značného zvětšení délky zábšru, které může činit několikanáaobek dosavadni velikosti. V prąktickém průběhu dojde krátce za polohou ve vrcholu k měkkému záběru mezi úsekem křivky a protilehlym válečkem, který pokračuje v dalším průběhu otáčení téměř po celém boku křivky mezi vrcholom a dnem. Toto rovnomerné dosedáni značí, že téměř polovina všech válečků je v záběru s příslušnými boky křivky a přendší zatížení. Dráha záběru se prodlužuje tím, že na velký počet boků dosedâ odpovídající počet válečků v dotekových oblastech nepatrně posunutých od jednoho úseku křivky k druhému lze to vysvětlit i myšleným pŕomítnutlm všech dotekových oblastí všech součesně zabírajících válečkú na jeden bok křivky, jak ukazuje obr. 5 a 6. samozřejmě existuje meziválečky a úseky křivky, které přicházeji do záběru, nejprve určitá vůle, a uvedené poměry při přenosu zatížení nastávají po natočení o úhlovou boční vůli.značné zvětšení dráhy záběru oproti stavu techniky vede k tomu, že aoukolí stejné velikosti může přenášet podatatně větší krouticí momenty, příp. že aoukolí pro stejný účel může být menší. Praktické pokusy ukázaly, že dráha záběru se může zvětšit o pětinásobek dosavadní hodnoty a soukolí podle vynálezu může být tedy úměrně menší.Cykloidní soukolí běží tím klidněji a obecně tím lépe, čím rovnoměrně obíhají okamžite pôly obou cykloid. Okamžitá pôly známých soukolí leží sice poměrně blízko sebe, avšak vybočují z předepsanýoh oběžnýoh drah.Tžebaže při stanovení parametrů podle vynálezu leží okamžité pôly obou cykloid nejprve dál od nebe než u běžných soukolí, dochází po vyloučení boční vůle k jejich praktickému splynutí a v táto poloze obíhají společně po kruhové nehybné poloidě. I z tohoto hlediska je zřejmě, že soukolí běží podstatne rovnoměrněji a klidněji.stanovení parametrů podle vynálezu dále umožňuje spojitý přechod jednotlivých válečků z nezatíženého do zatíženého stavu, takže nedochází prakticky k rázům, které doposud nastávají po průchodu vrcholem. I to přispívá ke klidnějšímu běhu a k prodloužení životnosti eoukolí.Mimotc je třeba zdůraznit velmi značné snížení ztrát třením, které zdaleka přesahují snížení dosahované použitím oykloidních eoukolí, jež mají samy o sobě poměrně nízké ztráty.Boční vůli, která vždycky existuje, je možno udávat jako úhlovou boční vůli 5 nebo jako délkovou boční vůli Au mezi válečky a jejich body dotyku na křivkovém kotouči.shora uvedený vztah mezi parametry q, r lze tedy vyjádřit matematícky i touto možností vzájemněho natočení planetového kola s centrálního kola, tedy délkovou boční vůlí Au jako funkce úhlu B podle náaledujícího vztahusiny kde Au je délková boční vůle Aq je rozdíl hodnot parametru q Ar je rozdíl hodnot parametru r aPodle dalšího význaku vynálezu může mít odvalovací cykloida větší hodnotu parametru e než vztažnâ cykloída. Tím lze zejména kompenzovat vůle v lcžiskách a elastické deformace hnacího hřídele.Podle dalšího výhodného provedení se při stanovení hodnot parametrů r a q postupuje tak, aby rozdíl hodnot parametru 5 a rozdíl hodnot parametru 3 vztažné a odvalovací cykloidy byl v poměrulvl m 2 - 1) ll - 1 - m 2), kde poměr zkrácení m e/b.Další výhodné provedení planetového aoukolí podle vynálezu spočívá ve zmenšení úhlové boční vůle dÉ která je dána vztahemaľ (1 3 1/2). (arccos /~m/ - arccos /-ml/ ), kde m je poměr zkrácení vztažné cykloidy a ml je poměr zkrácení odvalovací cykloidy a z a/b.

MPK / Značky

MPK: F16H 1/32, F16H 3/44

Značky: planetové, soukolí

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/14-258453-planetove-soukoli.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Planetové soukolí</a>

Podobne patenty