ФРИКЦИОННАЯ ПЕРЕДАЧА С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ Российский патент 2004 года по МПК F16H13/06 F16H7/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных сервисных устройствах мобильной и бытовой техники, технологическом оборудовании.

Известна фрикционная передача, содержащая корпус, входной вал, гибкое солнечное колесо, жестко связанное с корпусом и состоящее из трех коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой кольцевых элементов, внутренний из которых выполнен из фрикционной металлокерамики, средний - из алюминиевого сплава, а наружный - из упруго-эластичного материала, три сателлита, каждый из которых имеет фрикционную наружную рабочую поверхность и установлен с возможностью взаимодействия этой поверхностью с внутренней рабочей поверхностью солнечного колеса, трех размещенных последовательно с одинаковым эксцентриситетом вдоль оси входного вала кулачков, расположенных под углом 120^o друг к другу и имеющих цилиндрические наружные рабочие поверхности, выходной вал, водило, установленное с возможностью взаимодействия с сателлитами и связанное с выходным валом (свид. на полезную модель 22691 РФ, МКИ⁶ F 16 H 7/02. Фрикционная передача / В.Л.Басинюк, Е.И.Мардосевич, Я. В.Басинюк, М.А.Леванцевич).

К недостаткам передачи можно отнести недостаточно высокую долговечность передачи при значительных растягивающих и сжимающих деформациях внутреннего кольцевого элемента солнечного колеса, выполненного из фрикционной металлокерамики, испытывающей значительные растягивающие напряжения и недостаточно высокую усталостную прочность при этом виде напряжений.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является передача с гибкой связью, содержащая установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанные с корпусом передачи, установленные соосно входному валу с противоположных торцов сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие (свид. на полезную модель 22811 РФ, МКИ⁶ F 16 H 7/02. Передача с гибкой связью / В.Л.Басинюк, Е.И.Мардосевич, Я. В.Басинюк, М.А.Леванцевич).

К недостатку конструкции можно отнести недостаточно высокую долговечность передачи при значительных растягивающих и сжимающих деформациях оксидокерамических покрытий.

Задачей изобретения является повышение долговечности передачи.

Для достижения поставленной задачи во фрикционной передаче с гибкой связью, содержащей установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанные с корпусом передачи, установленные соосно входному валу с противоположных торцов сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие, согласно техническому решению с внутренней стороны деформируемого обода запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента, каждый из которых размещен между сателлитом и соответствующим неподвижным колесом.

Целесообразно, чтобы во фрикционной передаче с гибкой связью толщина дополнительных кольцевых элементов выбиралась из соотношения
δ = 0,5•δ₀•(B/b),
где δ - толщина кольцевых элементов;
δ₀ - толщина гибкого деформируемого обода;
В - ширина гибкого деформируемого обода;
b - ширина кольцевых элементов,
наружная рабочая поверхность сателлита имела бочкообразный профиль, а неподвижные колеса выполнялись с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами.

Повышение долговечности передачи достигается за счет смещения оксидокерамических рабочих поверхностей гибкого деформируемого обода в направлении нейтральной линии осевого сечения, образованного гибким деформируемым ободом и дополнительно введенными кольцевыми элементами, размещенными с внутренней стороны гибкого деформируемого обода и жестко связанными с ним.

Выбор толщины каждого дополнительного кольцевого элемента из соотношения
δ = 0,5•δ₀•(B/b)
определяется тем, что при его реализации обеспечивается смещение оксидокерамического слоя на нейтральную линию осевого сечения гибкого элемента, образованного гибким деформируемым ободом и дополнительно введенными кольцевыми элементами, и как следствие отсутствие на нем сжимающих и растягивающих напряжений.

Суммарная длина дополнительных кольцевых элементов должна составлять 0,2-0,4 от ширины В гибкого деформируемого обода (в противном случае существенно возрастут осевые размеры передачи), так как толщина возрастает пропорционально уменьшению ширины дополнительных кольцевых элементов, то соответственно возрастают растягивающие и сжимающие напряжения их материала. Выполнение дополнительных кольцевых элементов из пружинного материала, например из стали 65Г, обладающей повышенными допустимыми напряжениями при циклических сжимающих и растягивающих напряжениях, обеспечивает требуемую долговечность кольцевых элементов и передачи в целом.

Выполнение наружной рабочей поверхности сателлита с бочкообразным профилем (закруглением в осевом сечении) и неподвижных колес с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами в комплексе обеспечивает повышение равномерности распределения контактных напряжений по длине контактных линий взаимодействующих поверхностей, что способствует повышению долговечности рабочих поверхностей с оксидокерамическими покрытиями и, как следствие, повышению ресурса работоспособности передачи в целом.

На чертеже показана схема фрикционной передачи с гибкой связью.

Передача включает (фиг.1) входной вал 1, выходной вал 2, два кооксиально расположенных эксцентрика 3, 4, сателлит 5 с наружной фрикционной оксидокерамической рабочей поверхностью 6, имеющей бочкообразный профиль, и установленный на входном валу 1 с возможностью вращения относительно наружного эксцентрика 4 и взаимодействия с ним в радиальном направлении. Колеса 7 и 8 расположены соответственно со стороны торцов сателлита 5 и имеют одинаковые по диаметру цилиндрические рабочие фрикционные оксидокерамические поверхности 9 и 10. Гибкий деформируемый обод 11 с внутренней оксидокерамической рабочей фрикционной поверхностью 12, с внутренней стороны которого запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента 13 и 14, выполненных из пружинного материала, например стали 65Г. Кольцевые элементы 13 и 14 размещены между сателлитом 5 и соответствующим неподвижным колесом 7 или 8.

Внутренний эксцентрик 3, размещенный на входном валу 1, жестко связан с ним, а наружный эксцентрик 4 установлен с возможностью поворота относительно внутреннего эксцентрика 3 и фиксирования их взаимного положения.

В выходном валу 2 перпендикулярно его оси для передачи крутящего момента установлен с натягом штифт 15, входящий по скользящей посадке в ответные отверстия кольцевого выступа 16 сателлита 5. Между сателлитом 5 и эксцентриком 4 размещен подшипник 17.

Передача установлена в корпусе 18, закрытом с торцов боковыми крышками 19, 20. Колеса 7, 8 выполнены за одно целое с боковыми крышками 19, 20 в виде кольцевых выступов на их торцевых поверхностях. Входной 1, выходной 2 валы устанавливаются в подшипниковых узлах 21, 22 соответственно.

Основные элементы передачи выполнены из алюминия и его сплавов с использованием на рабочих поверхностях 6, 9, 10, 12 фрикционных оксидокерамических покрытий, имеющих твердость 12...22 ГПа и коэффициенты трения при отсутствии смазки 1,5. . .2. Это обеспечивает повышенную износостойкость и долговечность передачи, а также ее повышенную нагрузочную способность. Передача работает следующим образом.

При вращении входного вала 1 наружная цилиндрическая поверхность эксцентрика 4 через подшипник 17 смещает сателлит 5 в радиальном направлении. При этом сателлит 5 взаимодействует оксидокерамической рабочей поверхностью 6 с оксидокерамической рабочей поверхностью 11 гибкого деформируемого обода 10. Одновременно с этим гибкий деформируемый обод 10 оксидокерамической рабочей поверхностью 12 взаимодействует в диаметрально противоположной зоне с оксидокерамическими рабочими поверхностями 9, 10 соответствующих колес 7, 8. В результате вращения эксцентрика 4, зафиксированного на эксцентрике 3 и через него жестко связанного с валом 1, сателлит 5 обкатывается по внутренней оксидокерамической рабочей поверхности 12 гибкого деформируемого обода 11, который, в свою очередь, внутренней оксидокерамической рабочей поверхностью 12 обкатывается по наружным цилиндрическим оксидокерамическим рабочим поверхностям 9, 10 неподвижных колес 7, 8. В результате разной длины взаимодействующих поверхностей (диаметром поверхностей зацепления сателлита 5 колес 7, 8 и гибкого деформируемого обода 11) сателлит 5 вращается в окружном направлении, передавая вращение через штифт 15 на установленный в подшипниковом узле 22 выходной вал 2.

Введение в конструкцию передачи дополнительных кольцевых элементов, рациональный подбор их толщин и изготовление их из пружинного материала, а также выполнение наружной рабочей поверхности сателлита с бочкообразным профилем (закруглением в осевом сечении) и неподвижных колес с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами в комплексе обеспечивает пониженный уровень внутренних напряжений в гибком деформируемом ободе и повышенную долгoвeчнocть передачи в целом.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных сервисных устройствах мобильной и бытовой техники, технологическом оборудовании. Фрикционная передача с гибкой связью содержит установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанных с корпусом передачи, установленных соосно входному валу с противоположных торцов сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода. Рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие, с внутренней стороны деформируемого обода запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента, каждый из которых размещен между сателлитом и соответствующим неподвижным колесом. Технический результат - повышение долговечности передачи. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Фрикционная передача с гибкой связью, содержащая установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанных с корпусом передачи, установленных соосно входному валу с противоположных торцов сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие, отличающаяся тем, что с внутренней стороны деформируемого обода запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента, каждый из которых размещен между сателлитом и соответствующим неподвижным колесом.2. Фрикционная передача по п.1, отличающаяся тем, что толщину кольцевых элементов выбирают из соотношения

δ=0,5·δ₀·(В/b),

где δ – толщина кольцевых элементов;

δ₀ – толщина гибкого деформируемого обода;

В – ширина гибкого деформируемого обода;

b – ширина кольцевых элементов.