ГЕНЕРАТОР ВОЛНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 1997 года по МПК F16H57/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности генераторам волновых передач.

Существующие в настоящее время генераторы волновых передач имеют сложную конструкцию, массивны, не обеспечивают компенсации зазоров в зацеплении, а также равномерность износа элементов, что ограничивает область их применения, особенно в высокоресурсных приводах.

Известен генератор волн в волновой передаче, содержащей гибкое и жесткое колеса и магнитный генератор волн, включающий кулачок и постоянный кольцевой магнит, установленный между гибким колесом и кулачком и выполненный гибким, а кулачок выполнен в виде двух постоянных стержневых магнитов, обращенных одноименными полюсами к одноименному полюсу кольцевого магнита и установленных с возможностью радиальных перемещений [1]
Недостатком устройства является малое усилие деформации, реализуемое магнитными связями, сложность передачи усилия и, как следствие, малые нагрузочная способность, точность углового перемещения и ресурс.

Известен самоустанавливающийся регулируемый генератор для двуволновой зубчатой передачи, содержащий ведущий вал, гибкий подшипник и два сегмента эллиптической формы, соединенных регулирующим винтом, установленным на ведущем валу в его радиальном отверстии [2]
Недостатком такого генератора является узкий диапазон регулирования из-за фиксированной формы профиля сегментов, массивность, необходимость разборки для выполнения операции регулирования, а также сложность регулировки и контроля регулируемой величины.

Цель изобретения создание генератора волновой передачи с повышенной точностью передачи движения при условии самоустановки.

Цель достигается тем, что в генераторе волновой передачи, содержащей кулачок и охватывающий его гибкий подшипник, согласно изобретения, кулачок представляет собой профильное кольцо с выступами или пазами, выполненными на его внутренней поверхности или его торце, профиль которого определен из соотношения
ρ = r + δ +δΦ(Φ),
где ρ текущий радиус кривизны внешней поверхности,
r радиус внутренней поверхности кольца,
d минимальная толщина кольца,
v угловая координата,
dv(Φ) текущее значение приращения радиуса внешней поверхности кольца, величина которого выбрана с учетом выборки зазора или компенсации износа в зацеплении и величины радиальной деформации кольца под действием расчетной внешней нагрузки.

Значение минимальной толщины при проектировании определяется численно по известным решениям теории упругости, подбирается экспериментально или любым другим способом и зависит от конкретных требований к передаче, таких как: крутящий момент на выходном валу, отношение максимального передаваемого момента к номинальному, величина предельного момента и т.п.

Выступы или пазы на внутренней поверхности профильного кольца могут быть выполнены по всей его длине или на части внутренней поверхности, а также на его торце.

Кулачок может быть выполнен в виде профильного кольца постоянной толщины.

Выполнение кулачка в виде профильного кольца обеспечивает возможность самоустановки генератора, выборку зазоров в зацеплении и их компенсацию при износе, снижает массу генератора, упрощает конструкцию и позволяет при необходимости встроить во внутренней части другую передачу или устройства управления, а также коммуникации.

Выполнение кулачка в виде профильного кольца заданной жесткости и постоянной толщины с пазами или выступами на торце упрощает конструкцию и повышает ее технологичность.

На фиг.1 изображен генератор, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 схема выполнения выступов на внутренней поверхности кулачка по всей его длине; на фиг.4 то же, вид сбоку; на фиг.5 схема выполнения выступов на части внутренней поверхности кулачка; на фиг.6 схема выполнения выступов на торце кулачка; на фиг.7 то же, вид сбоку; на фиг.8 схема выполнения кулачка с пазами на торце; на фиг.9 кулачок, выполненный в виде некруглого кольца постоянной толщины с пазами или выступами на торце.

Генератор волновой передачи содержит гибкий подшипник 1 с телами качения 2, посаженный на кулачок. Через тела качения 2 на гибком подшипнике 1 установлено гибкое колесо 3. Кулачок представляет собой профильное кольцо 4 с выступами 5. Выступы 5 могут быть выполнены на внутренней поверхности профильного кольца 4 по всей его длине или его части (фиг.2-5) или на торце профильного кольца 4 (фиг.6, 7), либо профильное кольцо 4 имеет пазы на торцевой поверхности (фиг. 8). Кулачок выполнен в виде профильного кольца 4, профиль которого определен из соотношения
ρ = r + δ +δΦ(Φ),
где ρ текущий радиус кривизны внешней поверхности кольца 4,
r радиус внутренней поверхности кольца 4,
d минимальная толщина кольца 4,
v угловая координата,
dv(Φ) текущее значение приращения радиуса внешней поверхности кольца, величина которого выбрана с учетом выборки зазора или компенсации износа в зацеплении и величины радиальной деформации кольца под действием расчетной внешней нагрузки.

Генератор работает следующим образом.

При посадке гибкого колеса 3 через подшипник 1 на кулачок, последний деформирует гибкое колесо 3 и гибкий подшипник 1 на величину, необходимую для ввода зубьев или резьбы (для резьбовой передачи) в зацепление и выборки зазоров или компенсации их износа при действии расчетной внешней нагрузки (крутящего момента или осевого усилия для резьбовой передачи). Вращательное движение профильного кольца 4 передается посредством выступов 5 или пазов. При вращении кольца 4 волна деформации перемещается в направлении вращения с той же угловой скоростью, реализуя обычное волновое (зубчатое или резьбовое) зацепление.

Генератор волновой передачи может быть использован в зубчатых фрикционных и резьбовых передачах для кинематических, исполнительных приводов и приводов с контролируемым предельным моментом.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: в генераторе волновой передачи кулачок охвачен гибким подшипником. Кулачок представляет собой профильное кольцо с выступами и пазами, выполненными на его внутренней поверхности или торце. Выполнение кулачка 4 в виде профильного кольца обеспечивает возможность самоустановки генератора, выборку зазоров в зацеплении и их компенсацию при износе, снижает массу генератора и упрощает конструкцию. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Генератор волновой передачи, содержащий кулачок и охватывающий его гибкий подшипник, отличающийся тем, что кулачок представляет собой профильное кольцо с выступами и пазами, выполненными на его внутренней поверхности или его торце, профиль которого определен из соотношения
ρ = r + δ +∂Φ(Φ),
где ρ - текущий радиус внешней поверхности кольца;
r радиус внутренней поверхности кольца;
δ - минимальная толщина кольца;
Φ - угловая координата;
∂Φ(Φ) - текущее значение приращения радиуса внешней поверхности кольца, величина которого выбрана с учетом выборки зазора или компенсации износа в зацеплении и величины радиальной деформации кольца под действием расчетной внешней нагрузки. 2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности кулачка выполнены выступы или пазы по всей ширине кольца или на ее части. 3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что кулачок выполнен в виде профильного кольца постоянной толщины.