СИНУСОЭКСЦЕНТРИКОВАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 1995 года по МПК F16H1/32 F16H1/34 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных машин и механизмов.

Известна синусошариковая передача [1] содержащая корпус, входной и выходной валы, дисковое водило, две центральные обоймы, одна из которых связана с корпусом, имеющая каждая замкнутые круглосинусидные канавки.

Недостаток аналога возникновение от действующих в зацеплениях сил нагрузок на опоры валов и ограниченные кинематические возможности передачи.

Наиболее близкая по технической сущности и достигаемому результату к изобретению планетарная передача [2] содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, тела качения, три звена, имеющие каждое замкнутую периодическую канавку, взаимодействующую с телами качения, одно из звеньев соединено с корпусом, другое с ведомым валом, а третье кинематически связано с ведущим валом, каждое из звеньев выполнено в виде диска и по меньшей мере два из них расположены соосно, канавка третьего звена выполнена кольцевой, а кинематическая связь последнего с ведущим валом выполнена в виде эксцентрикового кривошипа.

Недостаток прототипа действующие в зацеплении силы приводят к возникновению существенных радиальных нагрузок на опоры валов.

Цель изобретения разгрузка опор валов от внутренних (действующих в зацеплениях) сил.

Это достигается тем, что синусоэксцентриковая передача содержит корпус с кругосинусоидной канавкой, соосные ведущий вал с эксцентриком и ведомый вал, на котором закреплен ведомый диск с кругосинусоидной канавкой. Между корпусом и ведомым диском на эксцентрике ведущего вала шарнирно установлен сателлит с одно- или двухсторонним расположением подшипников-цевок, размещаемых в кругосинусоидных канавках соответственно корпуса и ведомого диска (с теми же канавками, с которыми взаимодействуют и подшипники-цевки основного сателлита). Сателлиты состоят из втулочно-ступичных частей и выступающих из них внешним образом частей с цевками. Втулочно-ступичная часть дополнительного сателлита охватывает втулочно-ступичную часть основного сателлита и содержит радиально-окружные щели для прохода через них выступов основного сателлита.

Минимально необходимое число радиально-окружных щелей у дополнительного сателлита является нечетным числом, которое может принимать значения 1, 3, 5, 7 и т.д. (в варианте с одной радиально-окружной щелью сателлиты имеют форму полукругов).

На фиг. 1 дана кинематическая схема синусоэксцентриковой передачи; на фиг.2 ведущий вал с эксцентриками; на фиг.3 вид по стрелке А на фиг.1 на ведущий вал с эксцентриками; на фиг.4 вид по стрелке А на фиг.1; на основной сателлит; на фиг.5 разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.6 развертка В-В на фиг.4; на фиг. 7 вид по стрелке Г на фиг.1; фиг.8 разрез Д-Д на фиг.7; фиг.9 развертка Е-Е на фиг. 7; на фиг.10 вид на кругосинусоидную канавку; на фиг.11 разрез Ж-Ж на фиг.10.

Синусоэксцентриковая передача содержит ведущий вал 1 с эксцентриками, основной 2, дополнительный 3 сателлиты, корпусные 4 и ведомые 5 цевки с охватывающими их подшипниками (подшипники-цевки), выполненные на основном и на дополнительном сателлитах. Подшипники-цевки 4 размещены в корпусной кругосинусоидной канавке 6, подшипники-цевки 5 в ведомой кругосинусоидной канавке 7, выполненной на ведомом валу 8.

Кругосинусоидные канавки на кинематической схеме (см.фиг.1) изображены в форме вилок с примыкающими к ним кусками синусных линий. Ведущий вал 1 состоит из (см.фиг.2 и 3) стержня 9, эксцентриков 10-12 и охватывающих их подшипников; 11 основной эксцентрик, 10 и 12 дополнительные эксцентрики, 13 проекции осей вращения на перпендикулярно им плоскость (центр вращения валов), 14 центры дополнительных эксцентриков, 15 центр основного эксцентрика.

Эксцентриситет е основного эксцентрика равен эксцентриситету дополнительного эксцентрика. 16, 17 и 18 (см.фиг.4, 5 и 6) выступающие части основного сателлита. Втулочно-ступичная часть основного сателлита выполнена в форме колец 19 и 20, между которыми установлены выступающие части 16-17-18.

Замковое соединение втулочно-ступичной части основного сателлита с его выступающими частями изображено на фиг.5. Внутренними цилиндрическими поверхностями кольца 19 и 20 посажены на подшипники основного эксцентрика. r^I радиус наружного цилиндра колец 19 и 20. Выступающие части 21, 22 и 23 дополнительного сателлита охватываются кольцами 24 и 25; совокупность деталей 21-25 стягивается в единую жесткую систему (в дополнительный сателлит) с помощью резьбовых соединений. Две радиально-окружные щели в дополнительном сателлите (через которые проходят выступающие части основного сателлита) изображены на фиг.9 позициями 26 и 27; третья щель расположена между выступающими частями 21 и 23.

Внутренними цилиндрическими поверхностями кольца 24 и 25 насажены на подшипники дополнительных эксцентриков. r^II радиус средней цилиндрической поверхности колец 24 и 25. Условие сборки:
r^II> r^I + e.

Кругосинусоиды имеют одинаковые амплитуды А, равные эксцентриситету е, т.е. соблюдается условие А е. R_к радиус цилиндра расположения осей корпусных подшипников-цевок 4; R_вм радиус цилиндра расположения осей ведомых подшипников-цевок 5. α₁,α₂иα₃ углы, определяющие взаимное расположение ведомых подшипников-цевок 5 основного сателлита. α₄,α₅,α₆- углы, определяющие взаимное расположение ведомых подшипников-цевок 5 дополнительного сателлита; β₁,β₂,β₃ углы, определяющие взаимное расположение корпусных подшипников-цевок 4 основного сателлита. β₄,β₅,β₆- углы, определяющие взаимное расположение корпусных подшипников-цевок 4 дополнительного сателлита.

Условия существования передачи:
α₁+α₂+α₃=α₄+α₅+α₆= β₁+β₂+β₃=β₄+β₅+β₆=2π.

α₁K₁; α₂K₂; α₄K₄; α₅K₅
β₁N₁; β₂N₂; β₄N₄; β₅N₅
t_вм z_вм + 1, либо t_вм z_вм -1;
t_к z_к + 1, либо t_к z_к 1;
z_вм и z_к числа периодов ведомой и корпусной кругосинусоид; К₁, К₂, К₄, К₅, N₁, N₂, N₄, N₅ целые числа, подбираемые из тех соображений, чтобы подшипник-цевка попадала на выступающую часть соответствующего сателлита; для изображенного на фигурах варианта рекомендуется эти числа подбирать так, чтобы каждый из 12-ти углов (α₁.α₆иβ₁.β₆) был близок к 120^о.

Другие варианты: возможно расположение на выступающих частях сателлитов большего (чем два) числа подшипников-цевок.

Синусоэксцентриковая передача работает следующим образом.

При вращении ведущего вала 1 эксцентрики приводят в плоское радиально-колебательное движение сателлиты 2 и 3. Подшипники-цевки 4 и 5, взаимодействуя с поверхностями кругосинусоидных канавок 6 и 7, приводят во вращение ведомый вал 8.

Передаточное отношение
u где ω_вщиω_вм частоты вращения ведущего и ведомого валов, определяется в соответствии с формулами, приведенными в таблице.

Z_вм и Z_к числа периодов ведомой и корпусной кругосиноусид.

Синусоэксцентриковую передачу рекомендуется использовать в первую очередь для тех случаев, когда требуются большие (100-1000) передаточные числа и высокий КПД.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: синусно-эксцентриковая передача соосная, имеет корпусную и ведомую кругосинусоидные канавки, между ними основной и дополнительный сателлиты с выступами, на которых расположено двенадцать цевок с надетыми на них игольчатыми подшипниками. Сателлиты расположены на эксцентриках ведущего вала. Дополнительный сателлит имеет во втулочной ступичной части радиальные щели, через которые пропущены выступающие части с подшипниками-цевками основного сателлита. В любой момент времени четыре цевки взаимодействуют с корпусом и четыре цевки - с ведомым диском. 1 з.п.ф-лы, 11 ил., 1 табл.

1. СИНУСОЭКСЦЕНТРИКОВАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая корпус с кругосинусоидной канавкой, соосные ведущий вал с эксцентриком и ведомый вал, закрепленный на последнем ведомый диск с кругосинусоидной канавкой, размещенный между корпусом и ведомым диском и установленный с возможностью вращения на эксцентрике ведущего вала сателлит, отличающаяся тем, что, с целью разгрузки опор валов от возникающих в зацеплении сил, на одной или обеих сторонах сателлита расположены подшипники-цевки для взаимодействия с кругосинусоидными канавками корпуса и ведомого диска, а передача снабжена расположенными по обе стороны от основного и смещенными относительно него по фазе двумя дополнительными эксцентриками и установленным на последних для взаимодействия с кругосинусоидными канавками корпуса и ведомого диска дополнительным сателлитом с подшипниками-цевками, который и основной составлены из втулочно-ступичных и выступающих с подшипниками-цевками частей, первая из которых, дополнительного сателлита, установлена с возможностью охвата втулочно-ступичной части основного сателлита и имеет радиально-окружные щели, через которые пропущены выступающие части с подшипниками-цевками основного сателлита. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что минимально необходимое число радиально-окружных щелей дополнительного сателлита нечетное.