БЕЗЛЮФТОВАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2012 года по МПК F16H57/12 F16H1/24 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при передаче больших усилий при вращении с высокой степенью точности.

Известен редуктор с промежуточными телами в зацеплении (патент РФ №2292501, МПК F16H 1/32), содержащий корпус, входной вал с эксцентриком, установленный на нем двухвенцовый сателлит, неподвижное и подвижное центральные колеса. Два зубчатых венца сателлита имеют одинаковое число зубьев и цилиндрические профили впадин между зубьями, но отличаются делительными диаметрами и расстояниями между центрами окружностей, образующих профиль впадин между зубьями.

Недостатком данной передачи является невозможность длительного функционирования устройства с повышенной точностью при вращении из-за образования люфтов в процессе эксплуатации, что нежелательно при определенных условиях эксплуатации, например в космосе.

Известна зубчатая передача зацеплением через «третье тело» (патент РФ №2283447, МПК F16H 25/06, F16H 3/42), содержащая ведущее и ведомое зубчатые колеса с торцовыми зубьями, набор тел качения в виде шариков, размещенных по окружности в ограниченном пространстве между рабочими поверхностями зубчатых колес. Движение от ведущего колеса к ведомому передается через тела качения, образующие "третье тело", плотность которого определяет передаточное отношение и зависит от параметров межзубчатого пространства, количества и размеров тел качения.

Недостатком данной передачи является невозможность длительного функционирования устройства с повышенной точностью при вращении из-за образования люфтов в процессе эксплуатации, что нежелательно при определенных условиях эксплуатации, например в космосе.

Известна безлюфтовая зубчатая передача (патент РФ №2287732, МПК F16H 55/18), содержащая смонтированные в корпусе два находящихся в зацеплении зубчатых колеса, одно из которых выполнено составным из двух, установленных с возможностью поворота одна относительно другой частей, упруго связанных между собой. Части зубчатого колеса закреплены на сопрягающихся двух частях полого вала и сопряжены размещенным внутри него упругим торсионом.

Торсион одним концом сопряжен с одной частью вала, а другим - с другой частью вала посредством размещенной внутри его полости резьбовой втулки, которая дополнительно имеет возможность взаимодействовать с контргайкой, размещенной на наружной поверхности, при этом резьбовая втулка и контргайка имеют разное направление резьбы.

Недостатком устройства является сложность конструкции.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является зубчатая передача (патент РФ №2023208, МПК F16H 1/24, F16H 1/04), содержащая ведущее и ведомое колеса, элементы зацепления в виде шариков, располагаемых на периферии ведущего колеса в сферических впадинах, колеса размещены в цилиндрических проточках стойки, и между ними на стойке расположены клиновидные направляющие с вогнутой рабочей поверхностью, плавно сопряженной с рабочей поверхностью проточек.

Недостатком данной передачи является невозможность длительного функционирования устройства с повышенной точностью при вращении из-за образования люфтов в процессе эксплуатации, что нежелательно при определенных условиях эксплуатации, например в космосе.

Задача изобретения - обеспечение длительного срока эксплуатации с повышенной точностью.

Поставленная задача решена за счет того, что безлюфтовая зубчатая передача содержит корпус с проточками, с размещенными в них ведущим и ведомым зубчатыми колесами, выполненными с промежуточными элементами зацепления, которые расположены на периферии ведущего колеса с сопряжением с поверхностью проточки. Промежуточные элементы зацепления зубьев выполнены в виде роликов, имеющих форму усеченного конуса, высота которых больше толщины ведущего зубчатого колеса, выполнены выпуклыми со стороны больших оснований или со сферическими лунками в их центральной части, в которые установлены шарики, подпружиненные гибким фиксирующим элементом, жестко закрепленным своей центральной частью на валу ведущего колеса. Гибкий фиксирующий элемент может быть выполнен в виде кольцевой мембранной пластины из стали марки 36НХТ, а так же может быть выполнен в виде пакета, состоящего, по меньшей мере, из двух плоских упругих пластин, или в виде чередования плоских и гофрированных по окружностям пластин. Большие основания промежуточных элементов выполнены со сферическими лунками в их центральной части, в которые установлены шарики.

Предлагаемая безлюфтовая зубчатая передача поясняется чертежами на фиг.1, 2, 3. На фиг.1 показан общий вид сборки устройства; на фиг.2 показан разрез главного вида;

на фиг.3 показан разрез вида спереди.

Безлюфтовая зубчатая передача содержит ведущее 8 и ведомое 2 колеса, размещенные в цилиндрических проточках 5 и 3 корпуса 4 с крышкой корпуса 1. Рабочая поверхность проточки 5 выполнена под углом сопряжения промежуточных элементов зацепления, которые выполнены в виде роликов 7, имеющих форму усеченного конуса, расположенных в свободном состоянии в конических пазах 6 на периферии ведущего колеса 8. Ролики 7, подпружиненные гибким фиксирующим элементом 9, выполнены с запасом по высоте, т.е. высота каждого ролика больше толщины ведущего колеса 8.

Передача работает следующим образом.

При вращении ведущего колеса 8, усилие посредством роликов 7 передается ведомому колесу 2, при этом ролики 7, находящиеся в свободном состоянии, удерживаются в конических пазах 6 ведущего колеса 8 благодаря сопряжению с рабочей поверхностью проточки 5 в корпусе 4. С ведомого колеса 2 вращение передается на устройство с повышенной точностью угла поворота. По мере эксплуатации рабочая поверхность роликов 7 стачивается. Под действием гибкого фиксирующего элемента 9 ролики 7 постепенно смещаются в сторону их меньшего основания, таким образом, люфты в процессе эксплуатации не образуются.

Данная конструкция безлюфтовой зубчатой передачи позволяет конструктивно просто устранить люфты в зубчатых передачах при выработке ресурса промежуточных элементов зацепления, обеспечить повышение надежности и эксплуатационных возможностей, повысить точность угла поворота при вращении.

Предложенная безлюфтовая зубчатая передача находится на этапе изготовления, в виде действующего опытного образца с перспективой принятия серийного производства по результатам положительных испытаний.

Из известных заявителю патентно-информационных источников не обнаружена совокупность признаков, схожая с совокупностью отличительных признаков заявляемого решения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при передаче больших усилий при вращении с высокой точностью угла поворота. Безлюфтовая зубчатая передача содержит корпус (4) с проточками (3, 5), с размещенными в них ведущим (8) и ведомым (2) зубчатыми колесами, выполненными с промежуточными элементами зацепления в виде роликов (7), которые расположены на периферии ведущего колеса с сопряжением с поверхностью проточки. Ролики (7) имеют форму усеченного конуса, высота которых больше толщины ведущего зубчатого колеса, выполнены выпуклыми со стороны больших оснований или со сферическими лунками в их центральной части, в которые установлены шарики, подпружиненные гибким фиксирующим элементом (9), жестко закрепленным своей центральной частью на валу ведущего колеса. Изобретение позволяет конструктивно просто устранить люфты в зубчатых передачах при выработке ресурса промежуточных элементов зацепления, обеспечить повышение надежности и эксплуатационных возможностей, повысить точность угла поворота при вращении. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Безлюфтовая зубчатая передача, содержащая корпус с проточками, с размещенными в них ведущим и ведомым зубчатыми колесами, выполненными с промежуточными элементами зацепления, которые расположены на периферии ведущего колеса с сопряжением с поверхностью проточки, отличающаяся тем, что промежуточные элементы зацепления зубьев выполнены в виде роликов, имеющих форму усеченного конуса, высота которых больше толщины ведущего зубчатого колеса, выполненны выпуклыми со стороны больших оснований или со сферическими лунками в их центральной части, в которые установлены шарики, подпружиненные гибким фиксирующим элементом, жестко закрепленным своей центральной частью на валу ведущего колеса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий фиксирующий элемент выполнен в виде пакета, состоящего, по меньшей мере, из двух плоских упругих пластин или в виде чередования плоских и гофрированных по окружностям пластин.