Prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou

Číslo patentu: E 15187

Dátum: 28.01.2005

Autor: Fujimoto Kenichi

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Tento vynález sa týka prevodového zariadenia splanétovými kolesami s excentrickou osciláciou, ktoré sposobuje excentrickú osciláciu externe ozubeného kolesa, ktoré je v zábere s interne ozubeným kolesom pomocou klukového hriadela.0002 Jedno známe prevodové zariadenie splanétovými kolesami s excentrickou osciláciou je napríklad oplsané v patentovom dokumente JPA -7-299791.0003 Tento dokument obsahuje znaky predvýznaku nároku 1.0004 Známe prevodové zariadenie splanétovými kolesami s excentrickou osciláciou obsahuje inteme ozubené koleso, v ktorom vnútorné zuby pozostávajúce z väčšieho počtu tyčových kolikov na vnútornom obvode majú konštantné rozstupy, dalej externe ozubené koleso, v ktorom sa nachádza väčší počet otvorov pre kľukový hriadela priechodných otvorov, a ktoré má extemé zuby v zábere s internými zubmi na vonkajšom obvode, pričom tieto extemé zuby majú trochoidný profil zubov a ich počet je menší ako počet interných zubov o jeden, dalej kľukový hriadeľ. ktorýje vložený do každého otvoru pre kľukový hriadeľ. a otáča sa za účelom spôsobenia excentrickej osciíácie externe ozubeného kolesa, a nakoniec podporné teleso, ktoré otočne podporuje kľukový hriadel a má väčší počet operných častí, jednotlivo a voľne vsunutých do priechodných otvorov.0005 V známom prevodovom zariadení s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou, ako je znázornené na obr. 22, komponenty hnacej sily v smere kolmom na povrchy zubov zodpovedajúce pôsobia od externých zubov 02 externe ozubeného kolesa 01 na interné zuby (koliky) 04 interne ozubeného kolesa 03 v kontaktných bodoch, kde externe ozubené koleso a vnútorne ozubené koleso sú vo vzájomnom kontakte. Potom, ako reakcia, reakčná sila K komponentov hnacej sily,zodpovedajúce pôsobl od vnútorných zubov (kolíkov) 04 na extemé zuby 02.0006 Okrem toho, ako je znázornené na obr. 23, akčné línie S reakčnej sily K komponentov hnacej sily, ktoré zodpovedajúca posobia od externých zubov 101 na interné zuby (koliky) 102, sa pretlnajú v jednom priesečniku C. Tento priesečník C je umiestnený medzi vonkajšími koncami prechádzajúcim kruhom G prechádzajúcim radiálne vonkajšími koncami všetkých priechodných otvorov 103 a vnútornými koncami prechádzajúcim kruhom N prechádzajúcim radiálne vnútornými koncami priechodných otvorov.0007 V takomto prevodovom zariadení s planétovými kolesami je potrebné zvýšiť Výstupný krútiaci moment bez toho, aby vzniklo zariadenie veľkých rozmerov, a to najmä bez toho, aby externe ozubené koleso malo velký priemer, a bez zvýšenia komponentov hnacej sily (pritlaku),zodpovedajúce pôsobiacich od externých zubov na interné zuby.0008 Tu sa Výstupný krútiaci moment stáva súčtom hodnôt získaných vynásobenlm tangenciálneho komponentu komponentov hnacej sily v každom kontaktnom bode externých zubov a interných zubov(koliky) vzdialenosťou od stredu interne ozubeného kolesa po kontaktný bod. Avšak vzdialenosť od stredu interne ozubeného kolesa po kontaktný bod je konštantné, aby sa zariadenie nestalo príliš veľké. Z tohto dôvodu, aby sa zvýšil Výstupný krútiaci moment, sa berie do úvahy zvýšenie tangenciálneho komponentu komponentov hnacej síly. V takomto pripade sa môže zvýšenie tangenciálneho komponentu komponentov hnacej sily dosiahnuť posunutím priesečníka na miesto,kde sa akčné linie komponentov hnacej sily pretlnajú radiálne smerom von, a naklonenim akčných linii tangenciálnym smerom vzhladom na externe ozubené koleso.Problém, ktorý sa má vynálezom vyriešiť0009 Vo vyššie opisanom prevodovom zariadení s planétovými kolesami, však hrúbka každej premosťovacej časti 06 umiestnenej radiálne mimo priechodného otvoru 05 v externe ozubenom kolese 01 (radiálne vzdialenosť od radiálneho vonkajšieho konca každého priechodného otvoru 05 po pätu zuba 07 každého z externých zubov 02 sa stáva minimálnou hrúbkou) je o niečo menšia, ako je hrúbka druhej časti, a tak je tuhosť v ohybe nizka. V súlade s tým je reakčná sila K, opísaná vyššie. aplikovaná na premosťovaciu časť 06 v približne radiálnom smere, premosťovacie časti 06 a externé zuby 02 v blízkosti premosťovacich častí 06 sú elastický deformované, pričom externe zuby O 2 ainterné zuby (kolíky) 04 sú nerovnomerne v zábere, čo spôsobuje krátku životnost zubných plôch externých zubov 02.0010 Okrem toho, ako je opísané vyššie, ak tuhost v ohybe premosťovacích častí 06 je nízka, pri vzniku zaťaženia krútiaceho momentu v prípade, ked prevodové zariadenie s planétovými kolesami je použité u robota, obrábacieho stroja alebo podobne, prirodzená frekvencia vibrácií je nízka, čím sú vibračné charakteristiky degradované. Okrem toho sa tiež znižuje ovládatelnosť.0011 V takomto známom prevodovom zariadeni s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou,ako je opísané vyššie, vzhľadom na to, že priesečník C je umiestnený medzi vonkajšími koncami prechádzajúcim kruhom G a vnútornými koncami prechádzajúcim kruhom N, s excentrickou osciláciou a rotáciou externe ozubeného kolesa 104, priesečnlk C je umiestnený v blízkosti stredu priechodného otvoru 103. Potom sa akčné Ilnie S reakčnej sily K rozširujú v približne normálnom smere vzhľadom na priechodný otvor 103. Tu sú premosťovacie časti 105, ktoré sú umiestnené radiálne mimo priechodného otvoru 103 v externe ozubenom kolese 104, tenšie ako ostatné časti, a preto je tuhosť nízka. Potom sa časť reakčnej sily K aplikuje na premosťovaciu časť 105, ktorá má nízku tuhosť v približne normálnom smere priechodného otvoru 103, ktorý je v smere približne kolmom na predlžovací smer premosťovaclch časti 105, ako je opísané vyššie. Preto sú premosťovacie časti 105 a externé zuby 101 v blízkosti premosťovacích častí 105 elasticky deformované a extemé zuby 101 a interné zuby (kolíky) 102 sú nerovnomerne v zábere, čo spôsobuje krátku životnosť zubných plôch externých zubov 101.0012 Hodnota excentricity externe ozubeného kolesa voči interne ozubenému kolesu, ktorá sa získa delením pozície vyššie opísaného priesečníka (radiálna vzdialenosť od stredu interne ozubeného kolesa) počtom interných zubov (kolíkov), musí byť menšia ako 0,5 krát polomer každého z interných zubov (kolíkov), aby sa zabránilo zasahovaniu vrcholov zubov externých zubov do vnútorného okraja interne ozubeného kolesa (v doterajšom stave techniky, okolo 0,40 až 0,45 krát). V dôsledku toho, ako je opísané vyššie, pohyb priesećníka radiálne smerom von je obmedzený a výstupný krútiaci moment sa nemôže dostatočne zvýšiť.0013 Predmetom vynálezu je poskytnúť prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou, ktoré môže potlačiť elastickú deformáciu premosťovacích častí a externých zubov externe ozubeného kolesa tak, aby sa predĺžila životnosť zubných plôch externých zubov,zlepšila sa charakteristika vibrácií a zvýšil sa Výstupný krútiaci moment, zatiaľčo sa predchádza tomu,aby sa zariadenie nestalo príliš veľké.Prostriedky na vyriešenie problému0014 Za účelom dosiahnutia vyššie opísaných predmetov je opísané prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou podľa nároku 1.0015 Podľa vynálezu, keďže hodnota excentricity je 0,5 násobkom alebo viac polomeru R, radiálna vzdialenosť L od stredu O interne ozubeného kolesa po priesečnlk C, ktorý sa získa vynásobením hodnoty excentricity H počtom Z interných zubov, môže byť posunutá viac v porovnani s doterajším stavom techniky, to znamená, že priesečnlk C sa môže posunúť viac radiálne smerom von. V súlade s tým sa akčné Ilnie S komponentov hnacej sily K prudko naklonia v tangenciálnom smere vzhladom na externe ozubené koleso, čím sa zvýšia tangenciálne komponenty komponentov hnacej sily K. Preto ked sa počet zubov interne ozubeného kolesa a exteme ozubeného kolesa, ktoré sú v zábere,nemení, Výstupný krútiaci moment sa zvyšuje.0016 Ako je uvedené vyššie, ak hodnota excentricity H nie je menšia ako 0,5 násobok polomeru R,zubné vrcholy externých zubov vzájomne interferujú s vnútorným obvodom interne ozubeného kolesa. Vzhladom k tomu, že externé zuby sú z vrcholov zubov odrezané o vopred určenú hodnotu, zabráni sa tak vzájomnej interferencii interných zubov a vnútorného obvodu interne ozubeného kolesa. Súčasne, pretože vnútorný obvod interne ozubeného kolesa medzi susednými vnútornými zubmi sa odreže o vopred stanovenú hĺbku, zabráni sa tak vzájomnej interferencii externých zubov a vnútorného obvodu interne ozubeného kolesa. Navyše, ak hodnota excentricity H prekročí 1,0 násobok polomeru R, v akýchkoľvek vyššie opísaných prípadoch, kedže sa objaví pozícia otáčania,kde dochádza k vzájomnej interferencii externých zubov a interných zubov za excentrickej oscilácie a otáčania externe ozubeného kolesa, hodnota excentricity H by mala byt rovná alebo menšia ako 1,0 násobok polomeru R.Najlepší spôsob uskutočnenia vynálezu0017 Názorné príklady, neznázorňujúce vynález podľa nároku 1 a uskutočnenie vynálezu budú teraz opísané.0018 Prvý názomý príklad bude opisaný s odkazom na výkresy.Na obr. 1 a 2 vzťahová značka 11 označuje prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou. Prevodové zariadenie s planétovými kolesami 11 má približne valcové otočné puzdro 12, ktoré je namontované na rameno alebo ruku robota (nie je zobrazené). Väčší počet kolíkových drážok 13, s polkruhovým tvarom v priereze, je vytvorených v stredovej časti v axiálnom smere na vnútornom obvode otočného puzdra 12. Kolikové drážky 13 sa šíria v axiálnom smere, a sú usporiadané v konštantných vzdialenostiach v obvodovom smere. Tu sú kolíkové drážky 13 rozmiestnené v konštantných rozstupoch V. Vzťahová značka 14 označuje interné zuby s väčším počtom oporných kolíkov (zodpovedajúcim počtu kollkových drážok 13). Interné zuby (kolíky) 14 sú poskytnuté v konštantných vzdialenostiach (konštantné rozstupy V) na vnútornom obvode otočného puzdra 12 v obvodovom smere. takže približne polovice interných zubov sú vložené do kollkových drážok 13.0019 Vtomto prípade sa hodnota konštantného rozstupu V získa vydelením obvodovej dĺžky koííkového kruhu P, prechádzajúcehostredmi kolíkov tvoriacich všetky interné zuby 14, počtom interných zubov (kolíkov) 14, čo je dlžka oblúka, keď stredy dvoch susedných interných zubov(kolíkov) 14 sú spojené segmentom oblúka. Otočné puzdro 12 a interné zuby (kolíky) 14, opísané vyššie, tvoria celok inteme ozubeného kolesa 15, ktoré je vybavené internými zubmi 14 s väčším počtom tyčových kolíkov na vnútornom obvode 15 a. V dôsledku toho je vnútorný obvod 15 a interne ozubeného kolesa 15 (pevné puzdro 12) umiestnený na kollkovom kruhu P alebo v blízkosti kolíkového kruhu P do tej miery, že môžu byt držané aspoň interné zuby (kolíky) 14.0020 V tomto pripade je počet interných zubov (kolíkov) 14 okolo 25 až 100, a výhodne, v rozsahu od 30 do 80. Dôvodom je to, že ak počet interných zubov (kolíkov) 14 sa nachádza vo vyššie uvedenom rozsahu, zoslabovač rýchlosti predného kolesa, s prevodovým redukčným pomerom rýchlosti 1/1 až 1/7, a vrátane externých kolies 40 a 42, oplsaných nižšie, sa poskytuje v prednej fáze záberu externe ozubeného kolesa 18 a interne ozubeného kolesa 15, oplsaných nižšie, tak, aby sa skombinoval prevodový redukčný pomer rýchlosti prednej fázy a zadnej fázy, potom je možné vytvorit prevodové zariadenie s planétovými kolesami s vysokým prevodovým redukčným pomerom, v ktorom sa môže ľahko dosiahnut vysoký prevodový redukčný pomer, pričom prirodzená frekvencia vibrácií je vysoká.0021 Väčší počet (v tomto názornom pripade dve) externe ozubených kolies 18 kruhového tvaru je usporiadaných v axiálnom smere a umiestnených v interne ozubenom kolese 15, a väčší počet externých zubov 19 s trochoidným profilom, konkrétne s peritrochoidným proñlom, je vytvorených na vonkajšom obvode exteme ozubeného kolesa 18. Potom počet Z externých zubov 19 externe ozubeného kolesa 18 je menší, ako počet interných zubov (kolíkov) 14 o jeden (rozdiel v počte zubov je jeden). Dôvodom, prečo je rozdiel v počte zubov medzi internými zubmi (kolíkmi) 14 a externými zubmi 19 ojeden je taký, že sa môže dosiahnut vysoký prevodový redukčný pomer azníženie prevádzkových nákladov v porovnaní s prípadom, keď rozdiel v počte zubov je hodnota G z dvochalebo viacerých. 0022 Externe ozubené koleso, v ktorom je rozdiel v počte zubov hodnota G z dvoch alebo viacerých, sa týka externe ozubeného kolesa, v ktorom sú vonkajšie kontúry trochoídného, externe ozubeného kolesa posunuté v obvodovom smere o vzdialenosť, ktorá sa získa vydelením rozstupu medzi externými zubmi 19 hodnotou G, a prekryté časti G externých kontúr posunutých v obvodovom smere sú extrahované ako profil (pozri JP-A-3-181641). Potom sa externé zuby 19 a interné zuby (kollky) 14 dostanú do vzájomného záberu v stave, keď externe ozubené koleso 18 a interne ozubené koleso 15 interne prichádzajú do vzájomného kontaktu. Avšak maximálne zaberajúce časti (tie časti, kde je hĺbka záberu najväčšia) sú o 180 stupňov mimo spoločnej fázy.0023 Aspoň jeden, v tomto názornom príklade tri, otvory pre kľukový hriadeľ 21 boli vytvorené v každom externe ozubenom kolese 18 v obvodovom smere. Väčší počet otvorov pre kľukový hriadel 21 je usporiadaných od centrálnej osi externe ozubeného kolesa 18 v konštantných vzdialenostiach v radiáínom smere a usporiadaných v konštantných vzdialenostiach v obvodovom smere. Vzťahová značka 22 označuje väčší počet (rovný počtu otvorov pre kľukový hriadeľ 21, to znamená tri) priechodných otvorov vytvorených v každom z externe ozubených kolies 18. Priechodné otvory 22 a otvory pre kľukový hriadeľ 21 sú usporiadané striedavo v obvodovom smere, a sú usporiadané vkonštantných vzdialenostiach v obvodovom smere. Potom priechodné otvory 22 majú základné tvary s obvodovou šírkou rozšírenou radiálne smerom von.0024 Vzťahová značka 25 označuje podporné teleso (nosič) volne vsunuté do otočného puzdra 12 a namontované na pevnej končatine robota (nie je zobrazené). Podporné teleso 25 má dvojicu približne okrúhlych koncových doskových časti 26 a 27 jednotlivo orientovaných smerom proti axiálnym vonkajším povrchom extemé ozubených kolies 18, a väčší počet (rovný počtu priechodných otvorov 22, to znamená tri) oporných časti 29, ktoré sú na jednom ich konci integrálne spojené s koncovou doskovou časťou 26. a sú odnímateľné spojené druhým koncom s koncovou doskovou časťou 27 pomocou väčšieho počtu skrutiek 28. Oporné časti 29, ktoré prepájajú koncové doskové časti 26 a 27,sa rozširujú v axiálnom smere, a sú vložené (volne vsunuté) do jednotlivých priechodných otvorov 22externe ozubených kolies 18, pričom zachovávajú miernu medzeru.0025 Takéto časti, kedže opomé časti 29 sú volne vsunuté do priechodných otvorov 22, externe ozubeného kolesa 18 umiestnené radiálne zvonka priechodných otvorov 22 tvoria premostovacie časti 30, ktoré nie sú vnútorne podporované. Hrúbka jednotlivých premosťovacích časti 30 (radiálna vzdialenosť od radiálne vonkajších koncov priechodných otvorov 22 po päty zubov 19 b externých zubov 19 externe ozubeného kolesa 15 sa stáva minimálnou hrúbkou) je vyrobená ako menšia ako ostatné časti, čim je tuhost v ohybe nízka.0026 Vzťahová značka 31 označuje dvojicu ložísk vložených medzi podporné teleso 25 a otočné puzdro 12, a konkrétne medzi vonkajšie obvody koncových doskových častí 26 a 27 a vnútorný obvod oboch axiálnych koncových časti otočného puzdra 12. Pomocou ložísk 31 je interné ozubené koleso 15 otočne uložené na podpornom telese 25. Vzťahová značka 35 označuje aspoň jeden kľukový hriadel (rovné počtu otvorov pre kľukový hriadel 21, to znamená tri) usporiadaný v konštantných uhloch v obvodovom smere. Väčší počet kľukových hriadelov 35 je otočne podporovaných na podpornom telese 25, a konkrétnejšie na koncových doskových častiach 26 a 27 pomocou kužeľovitého ložiska 36 externe umiestneného na jednej axiálnej koncovej časti a kuželovitého ložiska 37 externe umiestneného na druhej axiálnej koncovej časti.0027 Klukový hriadel 35 má dve excentrické vačky 38, ktoré sú vytvorené na jeho axiálnej stredovej časti a kompenzujú jeho konštantnú vzdialenosť od centrálnej osi. Tieto dve excentrické vačky 38 sú posunutá o 180 stupňov mimo spoločnej fázy. Excentrické vačky 38 hriadeľa 35 sú jednotlivo voľne vsunuté do otvorov kľukového hriadeľa 21 externe ozubeného kolesa 18, a ihlové Iožisko 39 je vložené medzi excentrické vačky 38. V dôsledku toho sa umožní relativne otáčanie externe ozubeného kolesa 18 a kľukového hriadeľa 35. Ďalej je na jednom axiálnom konci každého kľukového hriadeľa 35 upevnené externé koleso 40 a externé koleso 42, umiestnené na jednom konci výstupného hriadeľa 41 hnacieho motora (nie je zobrazený), je v zábere s externým kolesom 40. 0028 Potom ak hnaci motor pracuje a externé koleso 40 sa otáča, kľukový hriadel 35 sa otáča okolo svojej stredovej osi, čo spôsobuje excentrické otáčanie excentrických vačiek 38 kľukového hriadeľa 35 v otvoroch pre klukový hriadel 21 externe ozubeného kolesa 18 a excentrické otáčanie a osciláciu externe ozubeného kolesa 18 v smere šípky. Súčasne v kontaktných bodoch, kde sú interné zuby(koliky) 14 a externé zuby 19 vo vzájomnom zábere, ako je znázornená na obr. 2, 3, a 4, pôsobia komponenty hnacej sily v smeroch akčných línii S zodpovedajúce od externých zubov 19 na interné zuby (koliky) 14. Ako reakcia, reakčná sila K komponentu hnacej sily pôsobí v smere akčných línii S od interných zubov (kolíkov) 14 na extemé zuby 19.0029 Akčné línie S reakčnej sily K, opísané vyššie, sú umiestnené na liniách kolmých k povrchom zubov v kontaktných bodoch. Ako je uvedené vyššie, vzhľadom na to, že interné zuby (koliky) 14 majú tyčový tvar a externé zuby 19 majú trochoidný profil, väčší počet akčných Iinií S sa pretina vjednom bode na externe ozubenom kolese 18, to znamená, v priesečníku C. Potom súčet tangenciálnych komponentov komponentov hnacej sily pôsobí na interné ozubené koleso 15 ako otočná hnacia sila. 0030 Časť reakčnej sily K komponentov hnacej sily sa aplikuje na premosťovacie časti 30, ktoré majú nízku tuhosť v ohybe. Potom vzhľadom na reakčnú silu K sa premosťovacie časti 30 a extemé zuby 19 v blízkosti premosťovacích častí 30 elastický deformujú, čím sa externé zuby 19 a interné zuby (koliky) 14 dostávajú do nerovnomerného záberu, čo spôsobuje krátku životnost zubných povrchov externých zubov 19. Ďalej sa prirodzená frekvencia vibrácií znižuje, čim sa môžu degradovat vibračné charakteristiky a ovIádatelnost.0031 Z tohto dôvodu sa vtomto názornom príklade pomer B, získaný vydelenim priemeru D každého z kollkov tvoriacich interné zuby 14, konštantnými rozstupmi V interných zubov 14, vyrába menší do tej miery, že zubné vrcholy 19 a externých zubov 19, označené pomocou virtuálnych Iinii, sú radiálne zvonku vnútorného obvodu 15 a interné ozubeného kolesa 15. Napriklad keď počet interných zubov (kollkov) 14 je 40, pomer B sa vyrába menší, okolo 0,32, oproti okolo 0,55 v doterajšom stave techniky. V súlade s tým sa priemer D interných zubov (kolíkov) 14 vyrába menší, v porovnaní s

MPK / Značky

MPK: F16H 1/32

Značky: převodové, planétovými, excentrickou, zariadenie, osciláciou, kolesami

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/39-e15187-prevodove-zariadenie-s-planetovymi-kolesami-s-excentrickou-oscilaciou.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou</a>

Podobne patenty