Снижение габаритных размеров мотор-редукторов с параллельным расположением входного и выходного валов на основе использования передач эксцентрикового типа

Abstract

При проектировании цилиндрических мотор-редукторов с параллельными валами с передаточными отношениями 15 и более необходимо использовать как минимум двухступенчатые зубчатые передачи, которые приводят к увеличению как осевых, так и диаметральных размеров механического привода в целом. В данной работе предлагается в конструкции механического привода заменить цилиндрический моторредуктор с эвольвентным зацеплением на мотор-редуктор с эксцентриковой передачей с тремя одновременно работающими сателлитами. На основе кинематической структурной схемы эксцентриковой передачи с параллельными валами разработана компьютерная модель, благодаря которой было установлено, что кинематическая погрешность угла поворота выходного вала не превышает значений более 0,25 угловых минут, а среднее значение КПД зацепления колеблется на уровне 98,6 %. Компьютерные исследования нормальных сил в зацеплении эксцентриковой передачи позволили получить предварительную оценку габаритных размеров проектируемой эксцентриковой передачи и разработать эксцентриковый мотор-редуктор. Сравнительный анализ цилиндрического и эксцентрикового мотор-редукторов, имеющие схожие выходные показатели как по КПД, так и по кинематической погрешности выходного вала, показали, что габаритные размеры эксцентрикового редуктора более чем в 2 раза меньше, чем габаритные размеры аналогичного по мощности и выходному моменту цилиндрического редуктора с эвольвентным зацеплением. When designing cylindrical gearmotors with parallel shafts and gear ratios of 15 or more, it is necessary to use at least two-stage gear transmissions, which lead to an increase in both axial and radial dimensions of the mechanical drive as a whole. In this work, it is proposed to replace the cylindrical gearmotor with involute gearing in the mechanical drive design with a gearmotor featuring an eccentric transmission with three simultaneously operating satellites. Based on the kinematic structural diagram of the eccentric transmission with parallel shafts, a computer model was developed. This model revealed that the kinematic error in the rotation angle of the output shaft does not exceed 0,25 arc minutes, and the average efficiency of the gearing is around 98,6 %. Computer studies of the normal forces in the eccentric transmission gearing allowed for a preliminary assessment of the overall dimensions of the designed eccentric transmission and the development of an eccentric gearmotor. A comparative analysis of cylindrical and eccentric gearmotors with similar output characteristics, both in terms of efficiency and kinematic error of the output shaft, showed that the overall dimensions of the eccentric gearmotor are more than two times smaller than those of a cylindrical gearmotor with involute gearing of similar power and output torque.