ПЕРЕДАЧА С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ Российский патент 2008 года по МПК F16H1/00 F16H25/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах высокоточных машин и механизмов.

Известна передача с промежуточными звеньями (аналог), содержащая соосные быстроходный и тихоходный валы, кулачок с фигурным пазом, жестко связанный с быстроходным валом, промежуточные звенья, размещенные в радиальных пазах обоймы, и неподвижное центральное колесо с зубчатыми венцами (патент РФ N 2037698, МПК F16Н 25/08, 1/00).

Недостатками этого устройства являются пониженный ресурс работы передачи из-за возможности перекоса и заклинивания промежуточных звеньев в радиальных пазах обоймы, а также низкое передаточное число.

В качестве прототипа выбрана эпициклическая передача, имеющая свободновращающиеся роликовые приводные элементы, включающая входной вал с эксцентричным диском, на котором на подшипниках качения установлен сдвоенный кулачок, имеющий две раздельные эпитрохоидальные поверхности. Свободно вращающиеся роликовые элементы расположены в два ряда по окружности и находятся в индивидуальных, независимых обоймах. Каждый ряд роликовых элементов контактирует со своей эпитрохоидальной поверхностью кулачка. Передача также содержит два колеса, имеющих гипотрохоидальные поверхности. Причем одно из них установлено неподвижно в корпусе передачи, а другое жестко закреплено на выходном валу. Гипотрохоидальный профиль каждого из колес контактирует со своим рядом роликовых элементов, которые одновременно контактируют с эпитрохоидальным профилем кулачка. Выходной вал с профильным колесом консольно установлен в корпусе передачи и от возможного осевого перемещения фиксируется рядом сферических тел, расположенных в кольцевой обойме между колесами с гипотрохоидальными профилями. Число гипотрохоидальных профилей на два больше числа эпитрохоидальных профилей, находящихся одновременно в непрерывном контакте между собой посредством ряда роликовых элементов. Число роликовых элементов на один больше числа эпитрохоидальных профилей (патент США №4584904, МПК F16Н 1/28, 21/12, 55/06, 15/00).

Передача работает следующим образом.

В процессе работы быстроходный вал с эксцентриком вращается с рабочей частотой электродвигателя. На эксцентрике расположен сдвоенный кулачок с раздельными эпитрохоидальным профилями, который в процессе работы получает асцилирующее движение. Роликовые элементы, находящиеся в обойме, попадают в клин между эпитрохоидальным профилем кулачка и гипотрохоидальным колеса, неподвижно закрепленного в корпусе передачи. Обкатываясь по гипотрохоидальному профилю неподвижного колеса, роликовые элементы вызывают поворот сдвоенного кулачка из-за различия числа эпитрохоидального и гипотрохоидального профилей. Из-за этого поворота второй ряд роликовых элементов, находящихся во второй обойме, попадает в клин между вторым эпитрохоидальным профилем кулачка и гипотрохоидальным профилем колеса, жестко закрепленного на выходном валу. Стремясь выкатиться из клина, роликовые элементы начинают вращать подвижное колесо вместе с выходным валом, который консольно установлен в корпусе передачи.

Недостатками этого устройства являются пониженный ресурс работы передачи и преждевременный выход механизма из строя из-за консольного расположение выходного вала и невозможности передачи воспринимать значительные радиальные нагрузки, а также заниженное обеспечиваемое передаточное число.

Задачей изобретения является увеличение ресурса работы передачи и передаточного числа.

Указанный технический результат достигается благодаря передаче с промежуточными звеньями, так же как в прототипе, содержащей входной вал с эксцентриковыми дисками, на которых на подшипниках качения установлен сдвоенный кулачок, имеющий две раздельные циклоидальные поверхности, отличающиеся по числу профилей. Промежуточные роликовые тела качения расположены в два ряда по окружности и находятся в индивидуальных, независимых сепараторах. Каждый ряд роликовых промежуточных тел контактирует с соответствующей циклоидальной поверхностью кулачка. Передача также содержит два колеса, имеющих циклоидальные поверхности. Причем одно из них установлено неподвижно в корпусе передачи, а другое жестко закреплено на выходном валу. Циклоидальный профиль каждого из колес контактирует со своим рядом роликовых промежуточных тел качения, которые одновременно контактируют с циклоидальным профилем кулачка. Согласно изобретению выходной вал с профильным колесом установлен на двух опорах качения. Одна опора находится у выходного конца вала в корпусе, а вторая - между колесами с циклоидальными профилями и установлена на колесе, жестко связанном с выходным валом. Кроме того, если число выступов профилей кулачка z, то количество роликовых промежуточных тел качения z±1, а количество выступов циклоидального профиля колеса z±2. Число выступов профилей кулачка в первом ряду зацепления отличается от числа выступов профиля кулачка во втором ряду зацепления.

Передача обеспечивает большие передаточные числа и способна передавать значительные крутящие моменты благодаря опоре качения, установленной между колесами с циклоидальными профилями и способной воспринимать значительные радиальные нагрузки и, соответственно, обеспечивать больший ресурс работы.

На фиг.1 изображена передача с промежуточными звеньями, продольный разрез; на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1.

Передача с промежуточными звеньями содержит (фиг.1) соосные быстроходный 1 и тихоходный 2 валы, причем быстроходный вал 1 выполнен с эксцентриковыми дисками 3, смещенными относительно центральной оси передачи на величину е и имеет противовес 4 между эксцентриковыми дисками 3. На эксцентриковых дисках 3 установлены опоры качения 5, на которых расположен совмещенный кулачок 6, который имеет два независимых циклоидальных профиля 7 и 8. Каждый из циклоидальных профилей совмещенного кулачка 5 контактирует со своим рядом роликовых промежуточных тел качения 9, находящихся в независимых обоймах 10 и 11. Передача также включает два колеса 12 и 13 с циклоидальными профилями 14 и 15, которые контактируют с независимыми рядами роликовых промежуточных тел 9. Колесо 12 неподвижно установлено в корпусе 16, а колесо 13 жестко связано с выходным валом 2, который совместно с колесом 10 находится в корпусе 16 на двух опорах качения 17 и 18. Одна опора качения 17 установлена в корпусе 16, а другая 18 закреплена на колесе 13, которое жестко связано с выходным валом 2. Таким образом, выходной вал базируется на двух разнесенных опорах качения. Кроме того, если количество выступов циклоидального профиля 7 кулачка 6 равняется z, то количество роликовых промежуточных тел 9 первого зацепления равняется z±1, а количество выступов циклоидального профиля 14 колеса 12 равняется z±2. Аналогично во втором контуре зацепления, если число циклоидального профиля 8 совмещенного кулачка 6 равняется z₁, то количество роликовых промежуточных тел 9 второго зацепления равняется z₁±1, а количество выступов циклоидального профиля 15 z₁±2. Причем число выступов циклоидального профиля 7 отличается от числа выступов циклоидального профиля 8.

Передача работает следующим образом.

В процессе работы быстроходный вал 1 с эксцентриковыми дисками 3 вращается с рабочей частотой электродвигателя (см. фиг.1). Благодаря выполненным на быстроходном валу 1 эксцентричным дискам 3 совмещенный кулачок 6 получает асцилирующее движение, поскольку роликовые промежуточные тела 9 обоймы 10, попадая в клин между профилем 7 кулачка 6 и профилем 14 неподвижного колеса 12, обкатываясь по профилю 14 неподвижного колеса 12, вызывают поворот кулачка 6, из-за различия числа выступов профиля 14 колеса 12, циклоидального профиля 7 и числа роликовых промежуточных тел 9 на единицу (см. фиг.2). Далее вращательное движение кулачка 6 и второго циклоидального профиля 8 передается через роликовые промежуточные тела 9 в обойме 11 и профиль 15 на колесо 13, которое жестко соединено с тихоходным валом 2. Тихоходный вал 2 вращается на двух разнесенных опорах 17 и 18, одна из которых 17 установлена в корпусе 16, а вторая опора 18 - на колесе 13 в корпусе 16, т.е. между профильными колесами 12 и 13.

Таким образом, предложенное решение увеличивает ресурс и долговечность передачи, увеличивая воспринимаемые радиальные нагрузки, за счет установки выходного вала на две разнесенные опоры качения и увеличивает передаточное число механизма за счет более широкого варьирования разницей между числом сопрягаемых элементов передачи.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах высокоточных машин и механизмов. Передача содержит входной вал (1) с эксцентриковыми дисками (3), смещенными относительно центральной оси на величину е. На дисках посредством подшипников качения установлен сдвоенный кулачок (6), имеющий две раздельные циклоидальные поверхности. Промежуточные роликовые тела качения (9) расположены в два ряда по окружности и находятся в независимых сепараторах. Передача также содержит два колеса (12, 13), имеющих циклоидальные поверхности. Одно колесо (12) установлено неподвижно в корпусе (16) передачи. Другое колесо (13) жестко закреплено на выходном валу (2). Циклоидальный профиль каждого из колес контактирует со своим рядом роликовых промежуточных тел качения, которые одновременно контактируют с циклоидальным профилем кулачка. Выходной вал (2) с колесом (13) установлен на двух разнесенных опорах качения (17, 18). Число циклоидальных профилей колеса отличается на два от числа циклоидальных профилей кулачка, находящихся одновременно в непрерывном контакте между собой посредством ряда роликовых промежуточных тел. Число роликовых промежуточных тел качения отличается на один от числа циклоидальных профилей. Изобретение позволяет увеличить ресурс работы передачи и передаточное число. 2 ил.

Передача с промежуточными звеньями, содержащая входной вал с эксцентриковыми дисками, смещенными от центральной оси на величину е, на которых на подшипниках качения установлен сдвоенный кулачок, имеющий две раздельные циклоидальные поверхности, роликовые промежуточные тела качения, расположенные в два ряда по окружности в индивидуальных независимых сепараторах и одновременно контактирующие с соответствующей циклоидальной поверхностью кулачка и циклоидальной поверхностью центральных колес, одно из которых неподвижно установлено в корпусе передачи, а другое жестко закреплено на выходном валу, отличающаяся тем, что выходной вал с профильным колесом установлен на двух разнесенных опорах качения, одна из опор размещена в корпусе, а вторая, радиальная - между колесами с циклоидальными профилями и установлена на колесе, жестко связанном с выходным валом, при этом если число циклоидальных профилей кулачка равно z, то количество роликовых промежуточных тел качения z±1, а количество выступов циклоидального профиля колеса z±2.