ВОЛНОВАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2013 года по МПК F16H1/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве механической передачи.

Известно устройство, содержащее генератор волн с насаженным на него гибким подшипником, взаимодействующим с гибким зубчатым колесом, входящим в зацепление с жестким зубчатым колесом (Иванов М.Н. Волновые зубчатые передачи: Учеб. пособие для студентов вузов. - М.: Высшая школа, 1981. - 184 с., ил.). Недостаток передачи - неоднозначные зазоры, а следовательно, нагрузки по контуру гибкого колеса, что существенно влияет на качество зацепления зубьев (уменьшение зоны зацепления и увеличение максимальной нагрузки на зубья), величину крутящего момента, долговечность передачи.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее генератор, представляющий собой кулачок, профиль которого выполнен по форме кольца, деформированного четырьмя радиальными силами (а.с. СССР №316882). К недостаткам прототипа относится повышенный износ гибкого подшипника в местах приложения сил.

Важным недостатком рассмотренных аналога и прототипа является то, что при любых значениях допусков на линейные и угловые параметры кулачка, внутреннее, наружное кольца и тела качения гибкого подшипника, гибкого зубчатого колеса, накопленная суммарная погрешность существенно влияет на количество одновременно зацепляющихся зубьев гибкого и жесткого зубчатых колес, что в конечном итоге приводит к уменьшению крутящего момента передачи в целом и КПД передачи.

Техническим результатом изобретения является повышение нагрузочной способности и долговечности волновой зубчатой передачи вследствие увеличения зоны зацепления зубьев.

Технический результат достигает тем, что волновая зубчатая передача, содержащая генератор волн, гибкое зубчатое колесо, взаимодействующее с жестким зубчатым колесом, где дорожки качения нанесены непосредственно на профиле генератора волн и на внутренней поверхности гибкого зубчатого колеса, при этом профиль генератора волн выполнен в соответствии с формулой:

;

где R и φ - текущие координаты точки профиля;

R₀ - средний радиус $$R_0=(R_1+R_2)/2$$ ;

R₁ и R₂ - минимальный и максимальный радиус векторы;

Е - величина, характеризующая подъем профиля; Е=(R₂-R₁)/2;

n - коэффициент, влияющий на форму профиля; ;

t - независимый параметр; 0≤t≤2πN;

N - число волн генератора.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена предлагаемая передача, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, продольный разрез.

Волновая зубчатая передача содержит генератор волн 1, на профиле которого выполнена дорожка качения 2, тела качения 3, гибкое зубчатое колесо 4, на внутренней поверхности которого выполнена дорожка качения 5, жесткое зубчатое колесо 6, вал 7 вращения генератора 1.

Предлагаемая волновая зубчатая передача работает следующим образом. Вал 7 приводит во вращение генератор волн 1. При вращении генератора волна бежит по окружности гибкого зубчатого колеса 4 и вызывает его вращение относительно закрепленного в корпусе жесткого зубчатого колеса в направлении, обратном вращению генератора волн. Угол поворота гибкого колеса за один оборот генератора волн зависит от передаточного отношения, т.е. разницы количества зубьев гибкого и жесткого зубчатых колес.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве механической передачи. Дорожки качения (2, 5) в волновой зубчатой передаче нанесены непосредственно на профиле генератора (1) волн и на гибком зубчатом колесе (4). Профиль генератора выполнен в соответствии с формулой $$R=\sqrt{{(R_0-E\cos t)}^2+{(nE\sin t)}^2}$$ ; $$\varphi =\frac{t}{N}+arctg\frac{nE\sin t}{R_0-E\cos t}$$ . Изобретение позволяет повысить нагрузочную способность и долговечность волновой зубчатой передачи вследствие увеличения зоны зацепления зубьев. 2 ил.

Волновая зубчатая передача, содержащая генератор волн, гибкое зубчатое колесо, взаимодействующее с жестким зубчатым колесом, отличающаяся тем, что дорожки качения нанесены непосредственно на профиле генератора волн и на внутренней поверхности гибкого зубчатого колеса, при этом профиль генератора волн выполнен в соответствии с формулой
$$R=\sqrt{{(R_0-E\cos t)}^2+{(nE\sin t)}^2}$$ ;
$$\phi =\frac{t}{N}+arctg\frac{nE\sin t}{R_0-E\cos t},$$
где R и φ - текущие координаты точки профиля;
R₀ - средний радиус R₀=(R₁+R₂)/2;
R₁ и R₂ - минимальный и максимальный радиусы-векторы;
Е - величина, характеризующая подъем профиля; E=(R₂-R₁)/2;
n - коэффициент, влияющий на форму профиля;
$$0<n<\frac{N^2+1}{2N}+\frac{R_0}{E};$$
t - независимый параметр; 0≤t≤2πN;
N - число волн генератора.