ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ШАРИКОВЫМ МЕХАНИЗМОМ ФИКСАЦИИ Российский патент 1995 года по МПК B23Q16/08 

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для использования в прецизионных поворотных столах, измерительных и делительных устройствах.

Известно устройство, описанное в патенте США N 3762013, кл. B 23 P 19/00, B 23 P 19/04, 1973). Устройство включает два корпуса высокой твердости (HRC_Э 60) с цилиндрическими расточками, два кольца низкой твердости и два оппозитных одинаковых круговых ряда шариков, используемых в подшипниковой промышленности, размещенных между указанными корпусами и кольцами. При сборке с помощью пресса кольца низкой твердости и шарики внедряются друг в друга.

Недостатки устройства следующие.

Запрессовка шариков в кольца с низкой твердостью вызывает напряженное состояние в месте контакта шариков с кольцами. При этом имеют место изгибные деформации как при запрессовке, так и впоследствии при эксплуатации. Стремление избежать этого путем увеличения габаритов малоцелесообразно. Кроме того, эти напряжения приводят к изменению относительного (радиального и осевого) положения шариков, что снижает точность деления. Основным путем стабилизации взаимного положения шариков при этом является обеспечение значительного (свыше 5 кН) прижима одного кругового ряда шариков к другому. Зачастую для этого вводятся дополнительные зажимные цилиндры, электромагниты, клиновые и кулачковые зажимы, что усложняет конструкцию устройства.

Известно делительное устройство с шариковым механизмом фиксации по заявке Японии N 57-61541, кл. B 23 Q 17/04, 1982, выбранное в качестве ближайшего аналога. Устройство содержит корпус и планшайбу, которые выполнены с цилиндрическими полостями для шариков механизма фиксации и прижимные кольца, расположенные в корпусе и планшайбе.

Недостатком устройства является необходимость значительных усилий для фиксации, так как нагрузка воспринимается лишь торцевой поверхностью корпуса устройства, в то время как в описываемом устройстве нагрузка распределяется на цилиндрическую и торцевую поверхности корпуса.

Целью изобретения является снижение усилия фиксации при повышении точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известном делительном устройстве с шариковым механизмом фиксации, содержащем корпус и планшайбу, которые выполнены с цилиндрическими полостями для шариков упомянутого механизма, и прижимные кольца, расположенные в корпусе и планшайбе, цилиндрические полости выполнены концентрическими с диаметрами, которые определены из аналитических соотношений.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается выполнением цилиндрических полостей для шариков в корпусе и планшайбе концентрическими при аналитическом определении диаметров полостей. Таким образом, подтверждается соответствие предлагаемого устройства критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого устройства по его основным признакам не только с ближайшим аналогом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, что подтверждает соответствие предложения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показано делительное устройство в продольном разрезе по оси планшайбы; на фиг. 2 частичный разрез по шарикам кругового ряда со вторым вариантом расположения цилиндрических полостей и прижимных колец; на фиг.3 поперечный разрез А-А на фиг.2, поясняющий расположение шариков в полости.

В корпусе 1, содержащем в цилиндрической полости ряд шариков 2, смонтирована планшайба 3, несущая оппозитный круговой ряд шариков. Планшайба 3 установлена с возможностью осевого перемещения с помощью плунжера 4 и поперечины 5 и с возможностью поворота от плунжера-рейки 6 и колеса 7.

В корпусе 1 цилиндрическая полость выполнена с внешним (фиг.1) и внутренним (фиг.2) касанием шариков с цилиндрической поверхностью 8 и 9 полости в зависимости от меньшего d₁ или большего d₂ размера шариков 2, размещенного в полости. Шарики 2 укладываются между калиброванными цилиндрическими поверхностями и конусной поверхностью 10 колец 11 и 12. Последние закрепляются на корпусе 1 винтами 13 и 14 непосредственно или с помощью компенсатора 15. Напротив цилиндрической поверхности 8 размещается прижимное кольцо 16 (фиг.1), а напротив поверхности 9 кольцо 17, установленные на планшайбе 3 с возможностью контактирования через конусную поверхность 18 колец 16 и 17 с цилиндрической поверхностью 19 (фиг.1) и 20 (фиг.2). Кольца 16 и 17 подтягиваются к планшайбе винтами 21 и 22. Цилиндрические поверхности 8,9, 19, 20 полостей корпуса 1 и планшайбы 3 определяют радиальное и угловое положение шариков 2 в круговых рядах планшайбы и корпуса, а осевое положение шариков 2 определяется перпендикулярными и примыкающими к ним поверхностями 23 и 24.

На фиг.3 показано расположение шариков диаметром d₂ между цилиндрической поверхностью 8 (20) полостей корпуса 1 и планшайбы 3 и коническим кольцом 11 (17). На каждый шарик приходится центральный угол, равный 360^о/Z, где Z число шариков в ряду. Половинный угол O'OB равен 180^o/Z. Наибольшему диаметру D₂ цилиндрической полости в корпусе 1 (или планшайбе 3) соответствует размещение в полости шариков 2 с большим диаметром d₂. Очевидно, что наименьшему диаметру d₁ шариков 2 соответствует их размещение в меньшей по диаметру цилиндрической полости корпуса или планшайбы (фиг.1,2 и 3). Условием нормальной работы является одинаковое число шариков 2 в круговых рядах. В исходном положении устройства шарики в полости планшайбы контактируют с шариками оппозитного ряда, находятся во впадинах между шариками полости корпуса с определенным усилием фиксации, создаваемым весом планшайбы и пружиной 25.

Работает делительное устройство следующим образом.

При перемещении плунжера 4 осуществляется сжатие пружины 25, подъем поперечины 5, а потом планшайбы 3. Шарики полости планшайбы 3 выходят из зацепления с шариками полости корпуса 1. Начинает перемещаться плунжер-рейка 6, осуществляется поворот колеса 7 и планшайбы 3 на заданный угол. Плунжер 4 при этом остается неподвижным, но по окончании поворота планшайбы 3 плунжер 4 возвращается в исходное положение при неподвижном плунжере 6. В результате планшайба 3 опускается, шарики 2 смыкаются, осуществляется фиксация планшайбы относительно корпуса.

Установка шариков 2 согласно построений на фиг.3 из треугольника OO'B производится при определенных размерах диаметров цилиндрических полостей корпуса 1 и планшайбы 3:
D₁= d₁;
D₂= + d₂; где D₁ диаметр цилиндрической полости меньшего размера, мм;
d₁ диаметр шариков, размещенных в полости меньшего размера, мм;
D₂ диаметр цилиндрической полости большего размера, мм;
d₂ диаметр шариков, размещенных в полости большего размера, мм;
Z число шариков.

Использование: станкостроение, а именно, прецизионные поворотные столы, измерительные и делительные устройства. Сущность изобретения: делительное устройство с шариковым механизмом фиксации содержит корпус и планшайбу, которые выполнены с цилиндрическими полостями для шариков механизма фиксации. Устройство снабжено прижимными кольцами, расположенными в корпусе и планшайбе. Полости выполнены концентрическими с диаметрами, которые определены из соотношений, приведенных в описании. 3 ил.

ДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ШАРИКОВЫМ МЕХАНИЗМОМ ФИКСАЦИИ, содержащее корпус и планшайбу, которые выполнены с цилиндрическими полостями для шариков механизма фиксации, и прижимные кольца, расположенные в корпусе и планшайбе, отличающееся тем, что цилиндрические полости выполнены концентрическими с диаметрами, которые определены из следующих соотношений:


где D₁ диаметр цилиндрической полости меньшего размера, мм;
d₁ диаметр шариков, размещенных в полости меньшего размера, мм;
D₂ диаметр цилиндрической полости большего размера, мм;
d₂ диаметр шариков, размещенных в полости большего размера, мм;
Z число шариков.