Prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou

Číslo patentu: E 15965

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 s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou, ktoré spôsobuje excentrickú osciláciu externe ozubeného kolesa, ktoré je V zábere s interne ozubeným kolesom pomocou klukového hriadeía podľa predvýznakovej časti nároku 1.0002 Takéto prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou je už známe z patentu JP 7299791 A.0003 Známe prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou obsahuje interne ozubené koleso, V ktorom vnútome zuby pozostávajúce z väčšieho počtu tyčových kolikov na vnútornom obvode majú konštantné rozstupy, ďalej externe ozubené koleso, v ktorom sa nachádza Väčší počet otvorov pre kľukový hriadel a priechodných otvorov, a ktoré má externé zuby V zábere s internými zubmi na vonkajšom obvode, pričom tieto externé zuby majú trochoidný profil zubov a ich počet je menší ako počet interných zubov o jeden, ďalej kľukový hriadel, ktorý je vložený do každého otvoru pre kľukový hriadel, a otáča sa za účelom spósobenia excentrickej oscilácie externe ozubeného kolesa, a nakoniec podporné teleso, ktoré otočne podporuje kľukový hriadel a má väčší počet oporných častí, jednotlivo a Voľne Vsunutých do priechodných otvorov.0004 V známom prevodovom zariadení s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou, ako je znázomené 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 (kolíky) 04 interne ozubeného kolesa 03 V kontaktných bodoch, kde externe ozubené koleso a vnútome ozubené koleso sú vo vzájomnom kontakte. Potom, ako reakcia, reakčná sila K komponentov hnacej sily,zodpovedajúce pôsobí od vnútorných zubov (kolikov) 04 na externé zuby 02.0005 Okrem toho, ako je znázornené na obr. 23, akčné línie S reakčnej sily K komponentov hnacej sily, ktoré zodpovedajúce pôsobia od externých zubov 101 na interné zuby (kolíky) 102, sa pretlnajú v jednom priesečnlku C. Tento priesečnik 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.0006 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 (prítlaku),zodpovedajúce pôsobiacich od externých zubov na intemé zuby.0007 Tu sa Výstupný krútiaci moment stáva súčtom hodnôt zlskaných vynásobenlm tangenciálneho komponentu komponentov hnacej sily v každom kontaktnom bode externých zubov a interných zubov(kolíky) 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 sily. V takomto prípade 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 naklonenlm akčných línií tangenciálnym smerom vzhľadom na externe ozubené koleso.0008 Vo vyššie opísanom prevodovom zariadení s planétovými kolesami, však hrúbka každej premosťovacej časti 06 umiestnene radiálne mimo priechodného otvoru 05 V externe ozubenom kolese 01 (radiálna vzdialenosť od radiálneho vonkajšieho konca každého priechodného otvoru O 5 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 nízka. 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 defonnované, pričom extemé zuby 02 a interné zuby (kolíky) 04 sú nerovnomerne V zábere, čo spôsobuje krátku životnosť zubných plôch externých zubov 02.0009 Okrem toho, ako je opisané vyššie, ak tuhosť V ohybe premosťovacich častí 06 je nizka, 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, čim sú Vibračné charakteristiky degradované. Okrem toho sa tiež znižuje ovládatelnosť.0010 V takomto známom prevodovom zariadení 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, priesečnik C je umiestnený V blízkosti stredu priechodného otvoru 103. Potom sa akčné línie S reakčnej sily K rozširujú V približne normálnom smere Vzhľadom na priechodný otvor 103. Tu sú premosťovacie časti 105, ktoré sú umiestnené radiálne mimopriechodného 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 premosťovacích častí 105, ako je opísané vyššie. Preto sú premosťovacie časti 105 a externé zuby 101 v blízkosti premosťovacích častí 105 elasticky deformované a externé zuby 101 a interné zuby (koliky) 102 sú nerovnomerne v zábere, čo spôsobuje krátku životnosť zubných plôch externých zubov 101.0011 Hodnota excentricity externe ozubeného kolesa voči interne ozubenému kolesu, ktorá sa získa delením pozície vyššie opísaného priesećníka (radiálne 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 inteme ozubeného kolesa (v doterajšom stave techniky, okolo 0,40 až 0,45 krát). V dôsledku toho, ako je oplsané vyššie, pohyb priesečníka radiálne smerom von je obmedzený a Výstupný krútiaci moment sa nemôže dostatočne zvýšiť.0012 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, zatial čo sa predchádza tomu,aby sa zariadenie nestalo príliš veľké.0013 Aby sa dosiahli vyššie opísané ciele, excentrické oscilujúce planetárne prevodové zariadenie obsahuje interne ozubené koleso, na ktorom sú umiestnené interné zuby, ktoré majú množstvo kolíkových čapov na vnútornom obvode s konštantným rozstupom V, externe ozubené koleso, na ktorom je vytvorený najmenej jeden otvor pre klukový hriadel a množstvo priechodných otvorov,a ktoré má externé zuby zaberajúce do interných zubov na vonkajšom obvode, pričom externé zuby majú trochoidálny protil zubov a je ich o jeden menej než interných zubov, kľukový hriadel je vsunutý do otvoru pre klukový hriadeľ a otáča sa, aby spôsobil excentrické oscilácie exteme ozubeného kolesa, a nosné teleso, ktoré rotačne podopiera klukový hriadeľ a má množstvo stĺpikových častí jednotlivo volne namontovaných do priechodných otvorov. Pomer získaný delením priemeru D každého z kolíkov tvoriacich intemé zuby s konštantným rozstupom V interných zubov sa vytvorl menší do tej miery, že vrcholy externých zubov sú radiálne zvonka vnútorného obvodu interne ozubeného kolesa, a časti externých zubov, ktoré presahujú najmenej vnútorný obvod interne ozubeného kolesa, sa odrežú, takže sa zabráni zasahovaniu externých zubov a vnútorného obvodu interne ozubeného kolesa. Výhodné uskutočnenia vynálezu sa nárokujú v závislých nárokoch.0014 Podľa príkladu, ktorý netvorl súčasť vynálezu, ale je užitočný na pochopenie vynálezu, sa v rovnakom excentrickom oscilujúcom planetárnom prevodovom zariadení pomer získaný delením priemeru D každého z koilkov tvoriacich interné zuby s konštantným rozstupom V intemých zubov vytvorí menší do tej miery, že vrcholy externých zubov sú radiálne zvonka vnútorného obvodu interne ozubeného kolesa, a vnútorný obvod interne ozubeného kolesa medzi susediacimi intemými zubmi sa oreže o hĺbku rovnú alebo väčšiu než veľkosť externých zubov presahujúcich vnútorný obvod, takže sa zabráni interferencii externých zubov a vnútorného obvodu interne ozubeného kolesa.0015 V dalšom príklade, ktorý netvorl súčasť tohto vynálezu, ale pre jeho porozumenie je užitočný,prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou zahrnuje interne ozubené koleso. v ktorom sú umiestnené interné zuby s väčším počtom tyčových kolíkov na vnútornom obvode. dalej externe ozubené koleso, v ktorom je vytvorený aspoň jeden otvor pre kľukový hriadel a väčší počet priechodných otvorov, a ktoré má na vonkajšom obvode väčší počet extemých zubov v zábere s internými zubmi, pričom tieto externé zuby majú trochoidný protil zubov, ďalej kľukový hriadeľ, ktorý je vložený do otvoru pre klukový hriadel a otáča sa tak, že spôsobuje excentrickú osciláciu externe ozubeného kolesa, a nakoniec podporné teleso, ktoré otočne podporuje klukový hriadeľ a má väčší počet oporných častí, jednotlivo a voľne vsunutých do priechodných otvorov. Priesečník C, kde sa pretínajú akčné línie S reakčnej sily K komponentov hnacej sily, ktoré zodpovedajúce pôsobia od externých zubov na interné zuby, je umiestnený medzi kolíkový kruh P, prechádzajúci stredmi všetkých kolíkov vytvárajúcich interné zuby, a vonkajšími koncami prechádzajúcim kruhom G prechádzajúcim radiálne vonkajšími koncami všetkých priechodných otvorov.0016 V ďalšom príklade, ktorý netvorl súčasť tohto vynálezu, ale pre jeho porozumenie je užitočný,prevodové zariadenie s planétovými kolesami s excentrickou osciláciou zahrnuje inteme ozubené koleso, v ktorom interné zuby, ktoré pozostávajú z väčšieho počtu tyčových kolíkov na vnútornom obvode, dalej externe ozubené koleso, v ktorom je vytvorený aspoň jeden otvor pre klukový hriadel avačšl počet priechodných otvorov, a ktoré má na vonkajšom obvode externé zuby v zábere s intemými zubmi, pričom tieto externé zuby majú trochoidný profil zubov a ich počet je menší ako počet interných zubov o jeden, dalej klukový hriadel, ktorý je vložený do otvoru pre klukový hriadeľ a otáčasa tak, že spôsobuje excentrickú osciláciu externe ozubeného kolesa, a nakoniec podporné teleso,ktoré otočne podporuje kíukový hriadeľ a má väčší počet opomých častí, jednotlivo a voľne vsunutých do priechodných otvorov. V prípade, že hodnota excentricity externe ozubeného kolesa voči interne ozubenému kolesu je H a polomer každého z kolíkov vytvárajúcich interné zuby je R, hodnota excentricity H sa pohybuje v rozmedzí od 0,5 do 1,0 násobku polomeru R, a externé zuby sú odrezané z vrcholov zubov o vopred určenú hodnotu, takže sa zabráni vzájomnej interferencii externých zubov a interných zubov interne ozubeného kolesa.0017 Podľa ďalšieho príkladu, ktorý netvorí súčasť tohto vynálezu, ale pre jeho porozumenie je užitočný, v rovnakom prevodovom zariadení s píanétovými kolesami s excentrickou osciíáciou, ked hodnota excentricity externe ozubeného kolesa voči interne ozubenému kolesu je H a polomer každého z kolíkov vytvárajúcich interné zuby je R, hodnota excentricity H sa pohybuje v rozmedzí od 0,5 do 1,0 násobku polomeru R, a vnútorný obvod interne ozubeného kolesa medzi susednými internými zubmi je odrezaný o vopred stanovenú hĺbku, takže sa zabráni vzájomnej interferencii externých zubov a intemých zubov inteme ozubeného kolesa.0018 Podľa tohto vynálezu sa pomer získaný delením priemeru D každého z kolíkov vytvárajúcich interné zuby konštantnými rozstupmi V interných zubov, vyrobí ako menší do tej miery, že zubné vrcholy externých zubov sú radiálne zvonka vnútomého obvodu interne ozubeného kolesa. V súlade s tým sa priemer D každého interného zuba (kolika) zmenšuje v porovnaní s doterajším stavom techniky, a tak päty zubov externých zubov externe ozubeného kolesa sa presunú radiálne smerom von. V dosledku toho je hrúbka (minimálna hrúbka) každej premosťovacej časti umiestnenej radiálne zvonka priechodných otvorov väčšia, v porovnaní s doterajším stavom techniky, čím sa tuhosť v ohybe zvyšuje. Z tohto dôvodu, ked sa reakčná sila komponentov hnacej sily použije v približne radiálnom smere, eíastická deformácia v premosťovaclch častiach a v externých zuboch sa potíačí,čím sa životnosť zubných povrchov externých zubov predlžuje. Okrem toho sa zvýši prirodzená frekvencia vibrácií, čim sa môžu zlepšiť vibračná charakteristiky a ovíádateľnosť.0019 Pri tejto vyššie uvedenej konfigurácii externé zuby zasahujú do vnútorného obvodu externe ozubeného kolesa. Avšak podľa vynálezu sa odrežú aspoň tie časti externých zubov, ktoré presahujú vnútorný obvod interne ozubeného kolesa a podľa druhého aspektu tohto vynálezu sa odreže vnútorný obvod interne ozubeného kolesa medzi susednými internými zubmi do hĺbky rovnajúcej sa alebo väčšej ako hodnota externých zubov presahujúce vnútorný obvod, čím sa zabráni vzájomnej interferencii extemých zubov a vnútorného obvodu interne ozubeného kolesa.0020 Podľa nároku 2 vynálezu, vzhľadom na to, že inflexný bod, slúžiaci na maximálny prenos krútiaceho momentu, zostáva, môže sa pokles prenosu krútiaceho momentu potlačiť. Okrem toho,vzhladom na to, že zostane len málo častí, kde dojde k skíznutiu externých zubov na interných zuboch, hluk a tvorba tepla sa môže znížiť.Podľa nároku 3 tohto vynálezu, Hertzov tlak v kontaktných bodoch intemých zubov a externých zubov möžĺe mať nízku hodnotu, čim sa životnosť zubných povrchov externých zubov môže ešte viac pred žiť.Podľa nároku 4 tohto vynálezu sa môže zabrániť výskytu špicatých častí na povrchu zubov a Výstupný krútiaci moment sa može zvýšiť.0021 Podľa príkladu, ktorý netvorí súčasť vynálezu, avšak je užitočný pre jeho pochopenie je priesečník C, kde sa pretínajú akčné línie S reakčnej sily K komponentov hnacej sily zodpovedajúce pôsobiacich od externých zubov na interné zuby, umiestnený radiálne zvonka vonkajšími koncami prechádzajúceho kruhu G prechádzajúceho radiálne vonkajšími koncami všetkých priechodných otvorov. Preto, keď je priesečník C umiestnený na radiálnej priamke prechádzajúcej stredmi priechodových otvorov, akékoľvek akčné línie S reakčnej sily K sa nakíáňajú v tangenciálnom smere vzhľadom k priechodným otvorom v porovnaní s doterajším stavom techniky a približujú sa k smeru rozšírenia premosťovaclch častí. Výsledkom je, že eíastická deformácie tenkých premosťovaclch častí s nízkou tuhosťou a externých zubov v okolí premosťovaclch častí sa potláča a životnosť povrchu zubov externých zubov sa predlžuje.0022 Ako sa uvádza vyššie, ak priesečník C je umiestnený radiálne zvonka vonkajšími koncami prechádzajúceho kruhu G, tangenciáínym komponentom reakčnej sily Kje umožnené, aby boli absorbované premosťovacími časťami, ktoré majú vysokú íangenciálnu tuhosť, a nie dutými časťami priechodných otvorov, takže deformáciu priechodných otvorov je možné potlačiť. Avšak v prípade, že priesečník C je umiestnený radiálne zvonku kolíkového kruhu P, prechádzajúceho stredmi všetkých kolíkov, ktoré tvoria interné zuby, môžu sa na povrchoch zubov externých zubov vyskytnúť špicaté časti. Preto musí byť priesečník C umiestnený medzi vonkajšími koncami prechádzajúcim kolíkom G a kolíkovým kruhom P.0023 Ak je priesečník C umiestnený medzi kolíkovým kruhom P a kruhom päty zuba M, časť reakčnej sily K sa šíri v približne tangenciálnom smere vzhľadom na externe ozubené koleso.Výsledkom toho môže byť ohyb a deformácie extemých zubov v dôsledku reakčnej sily K. Podľa ôsmeho aspektu tohto vynálezu však v prípade, že priesečnlk C je umiestnený medzi kruhom päty zuba M a vonkajšími koncami prechádzajúcim kruhom G, môže sa vyššie uvedenému problému zabrániť.Podľa ôsmeho aspektu vynálezu možno dosiahnuť vysoký redukčný pomer v porovnaní s prípadom,keďje rozdiel počtu zubov dva alebo viac, a možno znížiť náklady na spracovanie.0024 Podľa ďalšieho príkladu, ktorý netvorí súčasť tohto vynálezu. ale pre jeho porozumenie je užitočný, pretože hodnota excentricity je 0,5 násobkom alebo viac polomeru R, radiálna vzdialenosť L od stredu O interne ozubeneho kolesa po priesečník C, ktorý sa získa vynásobením hodnoty excentricity H počtom Z interných zubov, môže byť posunutá viac v porovnaní s doterajšlm stavom techniky, to znamená, že priesečnik C sa môže posunúť viac radiálne smerom von. V súlade s tým sa akčné línie 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 ozubeneho kolesa a externe ozubeného kolesa, ktoré sú v zábere,nemení, výstupný krútiaci moment sa zvyšuje.0025 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. Vzhľadom 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 ozubeneho kolesa. Súčasne podľa desiateho aspektu tohto vynálezu, pretože vnútorný obvod inteme ozubeneho kolesa medzi susednými vnútornými zubmi sa odreže o vopred stanovenú hĺbku, zabráni sa tak vzájomnej interferencii externých zubov a vnútorného obvodu interne ozubeneho kolesa. Navyše, ak hodnota excentricity H prekročí 1,0 násobok polomeru R, v akýchkoľvek vyššie popísaných prípadoch. kedže sa objaví pozícia otáčania, kde dochádza k vzájomnej interferencii externých zubov a interných zubov za excentrickej oscilácie a otáčania externe ozubeneho kolesa, hodnota excentricity H by mala byť rovná alebo menšia ako 1,0 násobok polomeru R.Krátky opis obrázkov 0026Obr. 1 Obr. 1 je bočný pohľad v reze znázorňujúci uskutočnenie vynálezu.Obr. 2 Obr. 2 je pohlad v priečnom reze, vedenom pozdĺž línie I-l na obr. 1.Obr. 3 Obr. 3 je vysvetľujúci pohľad znázorňujúci reakčnú silu K pósobiacu na externé zuby a akčné línie S.Obr. 4 Obr. 4 je rozšírený pohľad na časť U na obr. 3.Obr. 5 Obr. 5 je graf, znázorňujúci vzťah medzi priemerom D interných zubov (kolíkov) a pomerom Hertzovho tlaku.Obr. 6 Obr. 6 je graf, znázorňujúci vzťah medzi hodnotou UR a pomerom záťaže.Obr. 7 Obr. 7 je pohľad v priečnom reze znázorňujúci prvý príklad, ktorý netvorí súčasť tohto vynálezu, ale pre jeho porozumenie je užitočný, a ktorý zodpovedá obr. 1.Obr. 8 Obr. 8 je pohľad v priečnom reze znázorňujúci prvý príklad, ktorý zodpovedá obr. 2.Obr. 9 Obr. 9 je bočný pohľad v reze znázorňujúci druhý príklad, ktorý netvorí súčasť tohto vynálezu,ale prejeho porozumenieje užitočný.Obr. 10 Obr. 10 je pohľad v priečnom reze, vedenom pozdĺž línie lI-Il na obr. 9.Obr. 11 Obr. 11 je pohľad v priečnom reze znázorňujúci stav, keď sú intemé zuby a externé zuby vo vzájomnom zábere, čo zodpovedá obr. 10.Obr. 12 Obr. 12 je vysvetľujúci pohľad znázorňujúci stav, keď akčné línie S komponentov hnacej silyObr. 13 Obr. 13 je graf, znázorňujúci vzťah medzi pomerom záťaže a hodnotou L/Q.Obr. 14 Obr. 14 je bočný pohľad v reze znázorňujúci tretí príklad, ktorý netvorí súčasť tohto vynálezu. ale pre jeho porozumenie je užitočný.Obr. 15 Obr. 15 je pohľad v priečnom reze, vedenom pozdĺž línie lll-III na obr. 14.Obr. 16 Obr. 16 je pohľad v priečnom reze znázorňujúci stav. keď sú intemé zuby a externé zuby vo vzájomnom zábere, čo zodpovedá obr. 15.Obr. 17 Obr. 17 je vysvetľujúci pohlad znázorňujúci komponenty hnacej sily K pôsobiace na interné zuby a akčné línie S.Obr. 18 Obr. 18 je graf, znázorňujúci vzťah medzi hodnotou L/O a pomerom záťaže.Obr. 19 Obr. 19 je graf, znázorňujúci vzťah medzi priemerom D interných zubov (kolíkov) a pomerom Hertzovho tlaku.

MPK / Značky

MPK: F16H 1/32

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

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/40-e15965-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