ДВУХПОТОЧНАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2007 года по МПК F16H1/22 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции двухпоточных зубчатых передач, и может быть использовано в робототехнике.

Известна двухпоточная зубчатая передача, содержащая ведущее зубчатое колесо и установленные на подшипниках в корпусе зубчатой передачи промежуточные и ведомые зубчатые колеса, при этом плоскость, в которой размещены оси промежуточных зубчатых колес, расположена между осями ведущего и ведомого зубчатых колес, здесь ведущее зубчатое колесо расположено в серьгах, которые установлены по разные стороны промежуточного зубчатого колеса на его опорном элементе с возможностью поворота относительно него (№2066637, кл. F16H 1/22, В60К 17/32).

Конструкция этой зубчатой передачи сложна в изготовлении и не применяется в робототехнике.

Известна двухпоточная зубчатая передача, содержащая корпус, размещенные в нем на подшипниках ведущий и ведомый валы с зубчатыми колесами, взаимодействующими с колесами ведущего и ведомого валов, и механизм выравнивания нагрузки между колесами. Этот механизм выравнивания нагрузки выполнен в виде подшипникового узла, установленного на ведущем валу, упомянутый узел представляет собой установленные последовательно и коаксиально друг другу стакан, гильзу и механизм ее передвижения, выполненный в виде пары подвижных клиньев с противоположным уклоном, в корпусе перпендикулярно плоскости его разъема выполнены направляющие, а гильза установлена с возможностью перемещения по этим направляющим.

Кроме этого, стакан выполнен эксцентриковым и установлен с возможностью поворота относительно гильзы (№2062925, кл. F16H 3/20, 27.06.1996).

Эта передача обеспечивает двухпоточную передачу момента, однако, требуется высокая точность изготовления и обработки гильзы, стакана и подвижных клиньев.

Известна двухпоточная зубчатая передача, конструкция которой принята в качестве прототипа, содержащая корпус, установленный в нем ведущий, промежуточный и ведомый валы с закрепленными на них косозубыми колесами, в этой передаче зубчатые колеса передают крутящий момент от ведущего, через промежуточный, к ведомому валу (Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие / Л.В.Курмаз, А.Т.Скойбеда. - М.: Высш. шк., 2004. - 309 с.: ил.).

Эта передача обеспечивает двухпоточную передачу момента от ведущего к ведомому валу, при такой схеме эпюра крутящего момента Т_ведущ. для входящего вала при равной нагрузки зубчатых зацеплений должна иметь вид, представленный на фиг.1, однако, такая эпюра может быть только при одинаковом значении передаваемого крутящего момента обоими потоками, и любое изменение значения момента приведет к неравномерности загрузки потоков, вследствие изменения угла закручивания участка II ведущего вала, это приводит к возникновению бокового зазора между зубьями зубчатых колес одного из потоков. А отсутствие возможности регулировки боковых зазоров между зубьями также отрицательно влияет на качество и технологические возможности устройства.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в равномерном распределение мощностей по потокам.

Эта задача решается следующим образом.

В известной двухпоточной зубчатой передаче, содержащей корпус, установленные в нем ведущий и ведомый валы с закрепленными на них прямозубыми колесами, и один промежуточный вал с зубчатыми колесами, взаимодействующими с колесами ведущего и ведомого валов, согласно изобретению ведущий вал установлен закрученным на величину ϕ₁, определяемую из выражения

ϕ₁=LT_ведущ./(GJ_p),

где ϕ₁ - угол поворота ведущего вала, рад.;

Т_ведущ. - крутящий момент ведущего вала, Нм;

L - длина ведущего вала, мм;

G - модуль сдвига, Па;

J_p -полярный момент инерции сечения ведущего вала относительно его центра тяжести, м⁴.

Кроме этого, прямозубое колесо одного из потоков ведущего вала нарезано со смещением ϕ₂ относительно прямозубого колеса правого потока того же вала, где ϕ₂=ϕ₁.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой передачи по разъему корпуса и эпюра Т_ведущ.

На фиг.2 изображены зубчатые колеса ведущего вала, вид А на фиг.1.

Зубчатая передача содержит корпус 1, в котором смонтированы ведущий вал 2 с зубчатыми колесами 3, 4 и ведомый вал 5 с зубчатым колесом 6, взаимодействующими с зубчатыми колесами 7, 8 и 9 промежуточного вала 10.

Зубчатое колесо 3 нарезано со смещением ϕ₂ относительно зубчатого колеса 4 в сторону, противоположную крутящему моменту ведущего вала (Т_ведущ.), что позволяет при установке закручивать ведущий вал на величину ϕ₁ (фиг.2).

Устройство работает следующим образом. Ведущий закрученный вал 2 относительно своего номинального положения начинает откручиваться на величину ϕ₁, тогда разница боковых зазоров зубчатых колес правого и левого потоков компенсируется поворотом вала, в отрегулированном положении передача готова к работе.

Крутящий момент с ведущего вала 2 через зубчатые колеса 3, 4 передается на зубчатые колеса 8, 9 промежуточного вала 10, а с промежуточного вала 10 через зубчатое колесо 7 крутящий момент передается на зубчатое колесо 6 ведомого вала 5, при этом осуществляется равномерная нагрузка передачи мощности левым и правым потоками.

Промышленная применимость изобретения относится к сфере позиционирования робототехники.

В связи с этим изобретением устройство может быть использовано на заводах, производящих робототехнику или на предприятиях, где она применяется. Это изобретение позволяет обеспечить высокую точность позиционирования автоматизированных устройств за счет уменьшения бокового зазора в зубчатых передачах, с выравниванием мощностей по потокам.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции двухпоточных зубчатых передач, и может быть использовано в робототехнике. Двухпоточная зубчатая передача содержит корпус (1), установленные в нем ведущий и ведомый валы (2, 5) соответственно, с закрепленными на них прямозубыми колесами (3, 4, 6). Прямозубые колеса (7, 8, 9) промежуточного вала (10) взаимодействуют с колесами ведущего и ведомого валов (2, 5). Ведущий вал (2) установлен закрученным на определенную величину. Приведена формула расчета угла поворота ведущего вала. Прямозубое колесо (3) для одного потока ведущего вала (2) нарезано со смещением относительно прямозубого колеса (4) другого потока. Передача позволяет равномерно распределить мощности по потокам. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Двухпоточная зубчатая передача, содержащая корпус, установленные в нем ведущий и ведомый валы с закрепленными на них прямозубыми колесами и один промежуточный вал с прямозубыми колесами, взаимодействующими с колесами ведущего и ведомого валов, отличающаяся тем, что ведущий вал установлен закрученным на величину ϕ₁, определяемую из выражения

ϕ₁=LT_ведущ./(GJ_р),

где ϕ₁ - угол поворота ведущего вала, рад.;

L - длина ведущего вала, мм;

Т_ведущ. - крутящий момент ведущего вала, Нм;

G - модуль сдвига, Па;

J_p - полярный момент инерции сечения ведущего вала относительно его центра тяжести, м⁴.