ВОЛНОВАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2006 года по МПК F16H1/00 F16H57/02 

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в составе приводов изделий ракетной техники.

Известна волновая зубчатая передача, содержащая корпус, установленный в нем выходной вал со смонтированным на нем гибким колесом с внутренним зубчатым венцом и установленный на подшипниках с возможностью вращения относительно выходного вала генератор волн [1]. Недостатком этой волновой зубчатой передачи является значительные осевые габариты, что вызвано последовательным расположением входного и выходного валов.

Этого недостатка лишена волновая зубчатая передача, содержащая корпус, установленный в нем выходной вал со смонтированным на нем неподвижно жестким колесом с внутренним зубчатым венцом и установленный на подшипниках с возможностью вращения относительно выходного вала генератор волн, выбранная в качестве прототипа [2]. Подшипники генератора волн установлены непосредственно на выходном валу.

Недостатком такой волновой зубчатой передачи является ее низкая технологичность, обусловленная, во-первых, необходимостью выполнения точного диаметра на значительной длине выходного вала для базирования жесткого колеса и подшипников генератора волн, т.к. для снижения напряжений в зубьях жесткого колеса несоосность его к генератору волн должна быть минимальной и, во-вторых, установкой генератора волн и жесткого колеса на вал в процессе общей сборки передачи, что удлиняет цикл сборки. Другим недостатком указанной передачи являются значительная масса генератора волн, вызванная его значительными размерами в радиальном направлении, что повышает момент инерции генератора волн и снижает динамические свойства передачи.

Задачей, решаемой с помощью заявленного изобретения, является повышение технологичности и повышение динамических свойств волновой зубчатой передачи за счет снижения массы и момента инерции генератора волн.

Эта задача решается за счет того, что в известной волновой зубчатой передаче, содержащей корпус, установленный в нем выходной вал со смонтированным на нем неподвижно жестким колесом с внутренним зубчатым венцом и установленный на подшипниках с возможностью вращения относительно выходного вала генератор волн, согласно изобретению, жесткое колесо выполнено сборным в виде ступицы, наружная поверхность которой выполнена в виде двух соосных цилиндров, и напрессованного на первый цилиндр обода, внутренний зубчатый венец выполнен на внутренней поверхности обода и обращен к генератору волн, установленному на втором цилиндре. Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить технологичность за счет уменьшения длины базирующей поверхности на выходном валу и возможности сборки генератора волн в виде отдельной досборки, что снижает время общей сборки передачи за счет параллельного цикла сборки. Также достигается повышение динамических свойств передачи за счет снижения массы и момента инерции генератора волн.

На чертеже приведен пример конкретного выполнения волновой зубчатой передачи, разрез по продольной оси.

Волновая зубчатая передача содержит корпус 1 и установленный в нем на подшипниках 2 и 3 выходной вал 4. На выходном валу 4 неподвижно смонтировано - в данном примере напрессовано жесткое колесо 5 с внутренним зубчатым венцом 6 и установленный на подшипниках 7 с возможностью вращения относительно выходного вала 4 генератор волн 8. Жесткое колесо 5 выполнено сборным в виде ступицы 9, наружная поверхность которой выполнена в виде двух соосных цилиндров 10 и 11, и напрессованного на первый цилиндр 10 обода 12. Внутренний зубчатый венец 6 выполнен на внутренней поверхности обода 12 и обращен к генератору волн 8, установленному на втором цилиндре 11. Внутри выходного вала 4 на подшипниках 13 и 14 установлен входной вал 15, связанный с генератором волн 8 через промежуточную передачу 16 из 2 сателлитов 17, установленных на выходном валу 4 посредством запрессованных в него осей 18. В корпусе 1 размещено также гибкое колесо 19 с двумя зубчатыми венцами, входящими в зацепление с венцом 20 корпуса 1 и зубчатым венцом 6 жесткого колеса 5. Венец 20 корпуса и один из венцов гибкого колеса 19 служат шлицевой муфтой, удерживающей гибкое колесо 19 от проворота относительно корпуса 1. В выходном вале 4 выполнены два выреза 21 для прохода сателлитов 17.

Волновая зубчатая передача работает следующим образом: при вращении входного вала 15 вращающий момент через передачу 16 передается на генератор волн 8. Генератор волн 8, в свою очередь, деформирует гибкое колесо 19 и приводит в движение через зубчатый венец 6 жесткое колесо 5 и выходной вал 4. Сателлиты 17 беспрепятственно вращаются в вырезах 21 на осях 18. Так как оси 18 вращаются с той же угловой скоростью, что и выходной вал 4, то они не меняют своего положения относительно вырезов 21, хотя и перемещаются в пространстве с угловой скоростью вращения выходного вала 4. В результате повышается технологичность волновой зубчатой передачи за счет уменьшения длины базирующей поверхности на выходном валу до размера толщины ступицы 9, т.к. соосность генератора волн 8 с зубчатым венцом 6 обеспечивается только соосностью цилиндров 10 и 11, что легко достигается обработкой с одного установа при базировании ступицы 9 по ее внутреннему диаметру, а высокая точность соосности зубчатого венца 6 к наружной поверхности вала 4 не требуется, т.к. гибкое колесо 19 имеет возможность смещения в радиальном направлении за счет небольшого поворота в шлицевом соединении с венцом 20. При этом обеспечивается возможность сборки генератора волн в виде отдельной подсборки, что снижает время общей сборки передачи за счет параллельного цикла сборки. Также достигается повышение динамических свойств за счет снижения массы и момента инерции генератора волн 8 вследствие увеличения его внутреннего диаметра на удвоенную толщину стенки второго цилиндра 11. Простое увеличение этого диаметра в прототипе привело бы также к снижению момента инерции и массы генератора волн, но повлекло бы за собой повышение массы передачи за счет увеличения диаметра вала в месте установки генератора волн, что недопустимо для изделий ракетно-космической техники.

Достигнутые преимущества позволяют рекомендовать заявленное изобретение к использованию в агрегатах ракетно-космической техники.

Литература

1. В.В.Руденко. Планетарные и волновые передачи, альбом конструкций, М.: Машиностроение, 1980, стр.117, лист 66, рис.1.

2. Патент РФ №2168079 по кл. F 16 H 1/00, 2001 г. - прототип.

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в составе приводов изделий ракетной техники. Волновая зубчатая передача содержит корпус 1, выходной вал 4 со смонтированным на нем неподвижно жестким колесом 5 с внутренним зубчатым венцом, генератор волн 8, гибкое колесо 19. Жесткое колесо 5 выполнено сборным. Наружная поверхность ступицы 9 жесткого колеса выполнена в виде двух соосных цилиндров 10, 11 и напрессованного на цилиндр 10 обода 12. Внутренний зубчатый венец 6 выполнен на внутренней поверхности обода 12 и обращен к генератору волн 8, который установлен на цилиндре 11. Технический результат - повышение технологичности и динамических свойств. 1 ил.

Волновая зубчатая передача, содержащая корпус, установленный в нем выходной вал со смонтированным на нем неподвижно жестким колесом с внутренним зубчатым венцом и установленный на подшипниках с возможностью вращения относительно выходного вала генератор волн, отличающаяся тем, что жесткое колесо выполнено сборным в виде ступицы, наружная поверхность которой выполнена в виде двух соосных цилиндров, и напрессованного на первый цилиндр обода, внутренний зубчатый венец выполнен на внутренней поверхности обода и обращен к генератору волн, установленному на втором цилиндре.