Результат интеллектуальной деятельности: Электропривод с трехступенчатым планетарным редуктором

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ракетно-космической технике и предназначено для снижения частоты вращения и увеличения крутящего момента на выходном валу и может быть использовано в авиации и народном хозяйстве.

Известен планетарный редуктор (RU 84490 U1, F16H 3/72), содержащий установленные в корпусе четыре неподвижных зубчатых колеса с внутренним зацеплением, сателлиты, размещенные в водилах и вращающиеся внутри этих колес и вокруг шестерен, закрепленных на быстроходном валу, а также подшипники качения.

Недостаток данного электропривода с трехступенчатым планетарным редуктором состоит в громоздкости конструкции по габаритам и по массе.

Близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является электропривод с трехступенчатым планетарным редуктором (RU 2478851 С2 F16H 1/48, F16D 3/18, F16C 33/60), содержащий плату с корпусом, входной вал, связанный с электродвигателем посредством предступени, быстроходный, промежуточный и тихоходный планетарные ряды, каждый из которых включает соответствующие солнечную шестерню, сателлиты, водило, корону, выходной вал 21, выполненный за одно целое с тихоходным водилом и установленный на радиальных шарикоподшипниках; быстроходное водило, связанное с промежуточным водилом и, соответственно, с промежуточной и тихоходной солнечными шестернями; промежуточное водило, связанное с тихоходным водилом.

Существенный недостаток данного электропривода с трехступенчатым планетарным редуктором состоит в громоздкости конструкции по габаритам и по массе.

Задачей изобретения является создание электропривода с трехступенчатым планетарным редуктором с уменьшенными габаритами и меньшей массой.

Сущность изобретения заключается в том, что в электроприводе с трехступенчатым планетарным редуктором, содержащим герметичный корпус, входной вал, связанный с электродвигателем, быстроходный, промежуточный и тихоходный планетарные ряды, каждый из которых включает соответствующие сателлиты, диски, втулки, оси, водило и солнечные шестерни, зубчатое колесо, выходной вал, выполненный за одно целое с тихоходным водилом, солнечная шестерня быстроходного планетарного ряда жестко установлена на валу электродвигателя и связана с быстроходным водилом через его сателлиты, установленные на осях, на шарикоподшипниковом механизме и закрепленные через втулки между диском быстроходного планетарного ряда и быстроходным водилом, а солнечная шестерня промежуточного планетарного ряда выполнена за одно целое с быстроходным водилом и связана с промежуточным водилом через его сателлиты, установленные на осях на шарикоподшипниковом механизме и закрепленные через втулки межу диском промежуточного планетарного ряда и промежуточным водилом, также как солнечная шестерня тихоходного планетарного ряда выполнена за одно целое с промежуточным водилом и связана с тихоходным водилом через его сателлиты, установленные на осях на шарикоподшипниковом механизме и закрепленные через втулки межу диском тихоходного планетарного ряда и тихоходным водилом, а быстроходный, промежуточный и тихоходный планетарные ряды связаны одним стационарным зубчатым колесом посредством своих сателлитов, выполненных универсального размера, вращающихся на одинаковых шарикоподшипниковых механизмах, а также на всех планетарных рядах диски, втулки, фторопластовые подшипники планетарных рядов, и оси быстроходного и промежуточного планетарных рядов выполнены универсальными, при этом на тихоходный планетарный ряд установлены сдвоенные сателлиты и, соответственно, сдвоенные шарикоподшипниковые механизмы.

Техническим результатом данного изобретения является уменьшение размеров и веса конструкции за счет выполнения за одно целое деталей, а также максимальной унификации комплектующих, применяемых на всех ступенях редуктора.

Сущность изобретения показана на фиг. 1.

На фиг. 1 представлен общий вид электропривода в разрезе.

Электропривод с трехступенчатым планетарным редуктором содержит герметичный корпус 1, входной вал 2 электродвигателя 3, быстроходный планетарный ряд, промежуточный планетарный ряд и тихоходный планетарный ряд, включающие в себя соответственно, быстроходную 4, промежуточную 5 и тихоходную 6 солнечные шестерни, сателлиты быстроходного планетарного ряда 7, сателлиты промежуточного планетарного ряда 8, сателлиты тихоходного планетарного ряда 9 установленные на шарикоподшипниковых механизмах, а также быстроходное водило 10, промежуточное водило 11, тихоходное водило 12, выходной вал 13, выполненный за одно целое с тихоходным водилом 12, а также диск быстроходного планетарного ряда 14, диск промежуточного планетарного ряда 15, диск тихоходного планетарного ряда 16, установленные на свои водила 10, 11, 12 и оси 17, скрепляющие быстроходный планетарный ряд, оси 18, скрепляющие промежуточный планетарный ряд, оси 19, скрепляющие тихоходный планетарный ряд, и установленные на скрепляющих осях 17, 18, 19 соответственно втулки быстроходного планетарного ряда 20, втулки промежуточного планетарного ряда 21 и втулки тихоходного планетарного ряда 22. Количество сателлитов на каждом планетарном ряду определяется конструкцией, в данном случае их три, а также для данной конструкции каждый планетарный ряд имеет 6 скрепляющих осей, по три на большем и меньшем осевых диаметрах. Сателлиты, втулки и шарикоподшипниковые механизмы планетарных рядов установлены на осях большего осевого диаметра. Для предотвращения осевого смещения сателлитов планетарных рядов и взаимного скольжения между планетарными рядами, установлены универсальные фторопластовые подшипники скольжения 23. Быстроходная солнечная шестерня 4 жестко установлена на входном валу 2 и через сателлиты быстроходного планетарного ряда 7 связана с быстроходным водилом 10, которое выполнено за одно целое с промежуточной солнечной шестерней 5, которая в свою очередь через сателлиты промежуточного планетарного ряда 8 связана с промежуточным водилом 11, которое в свою очередь выполнено за одно целое с тихоходной солнечной шестерней 6, которая в свою очередь через сателлиты тихоходного планетарного ряда 9 связана с тихоходным водилом 12, выполненным за одно целое с выходным валом 13. Все сателлиты 7, 8, 9 планетарных рядов вращаются внутри стационарного зубчатого колеса 24 с внутренними зубьями 25, закрепленного внутри герметичного корпуса 1. Входной вал 2 электродвигателя 3, быстроходный планетарный ряд, промежуточный планетарный ряд и тихоходный планетарный ряд, стационарное зубчатое колесо 24 и выходной вал 13 расположены соосно центральной оси электропривода. Все сателлиты 7, 8, 9 планетарных рядов и их шарикоподшипниковые механизмы, втулки 20, 21, 22 планетарных рядов, оси быстроходного 17 и промежуточного 18 планетарных рядов, а также фторопластовые подшипники скольжения 23, установленные между планетарными рядами выполнены универсального размера. Тихоходный планетарный ряд является усиленным, поэтому на нем установлены сдвоенные сателлиты и шарикоподшипниковые механизмы тихоходного планетарного ряда 9, что позволяет сохранить их универсальность.

На штоке поворотного механизма, на котором установлен электропривод, выполнено место с заходным конусом под радиальное уплотнение с помощью резиновых колец на поверхности А для герметизации среды внутри герметичного корпуса 1 электропривода.

Электропривод с трехступенчатым планетарным редуктором работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала на контакты вилки 26, входной вал 2 электродвигателя 3 совершает вращательные движения. На входном валу 2 электродвигателя 3 жестко закреплена солнечная шестерня быстроходного планетарного ряда 4, и передающая вращение на быстроходное водило 10 через сателлиты быстроходного планетарного ряда 7, а соответственно и на солнечную шестерню промежуточного планетарного ряда 5, выполненную за одно целое с быстроходным водилом 10, и в свою очередь передающую вращение на промежуточное водило 11 через сателлиты промежуточного планетарного ряда 8, и соответственно на солнечную шестерню тихоходного планетарного ряда 6, а значит и на промежуточное водило 11 через сателлиты тихоходного планетарного ряда 9, а быстроходное 10, промежуточное 11 и тихоходное 12 водила соответствующих планетарных рядов вращаются вокруг оси электродвигателя за счет зацепления своих сателлитов за внутренние зубья 25 стационарного зубчатого колеса 24, и вращают выходной вал 13, выполненный за одно целое с тихоходным водилом 12.

Передаточное отношение для всего редуктора вычисляется по формуле:

где:

Z₃ - количество зубьев зубчатого колеса 22,

Z_1б - количество зубьев солнечной шестерни быстроходного планетарного ряда 4.

Z_1пр - количество зубьев солнечной шестерни промежуточного планетарного ряда 5, выполненной за одно целое с быстроходным водилом 10.

Z_1т - количество зубьев солнечной шестерни тихоходного планетарного ряда 6, выполненной за одно целое с промежуточным водилом 11.

Таким образом, в конструкции электропривода с трехступенчатым планетарным редуктором выполнение за одно целое деталей, а также максимальная унификация комплектующих, применяемых на всех ступенях редуктора, позволило решить задачу по минимизации массы и размеров.