РОЛИКОВИНТОВОЙ РЕДУКТОР (ВАРИАНТЫ), ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ И ШАРНИРНЫЙ УЗЕЛ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЙ РЕДУКТОР Российский патент 2020 года по МПК F16H1/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к планетарным механизмам для передачи вращательного движения, в частности к роликовинтовому редуктору, а также к приводному механизму и шарнирному узлу, содержащему такой редуктор.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Роликовинтовые редукторы (РВР) являются разновидностью планетарных редукторов и могут применяться для изменения крутящего момента. Роликовинтовые редукторы и приводы на их основе применяются в роботах, манипуляторах, силовых машинах, где требуется передавать существенные крутящие моменты передаточными механизмами небольших габаритных размеров.

Из патента US 9249861 (МПК F16H 25/22, F16H 1/28) известен роликовинтовой редуктор, содержащий первое звено и второе звено, каждое из которых содержит резьбовые гайки, винт с несколькими резьбовыми участками с резьбой различного направления, и резьбовые ролики, расположенные по окружности между винтом и первым и вторым звеном с возможностью взаимодействия с резьбовыми участками винта и резьбовыми гайками указанных звеньев.

Недостатком известного роликовинтового редуктора, а также приводов и шарнирных механизмов, включающих такой редуктор, является низкая универсальность, поскольку расположение выходного звена редуктора не позволяет нагружаемому элементу, на который передается движение от редуктора, совершать полный оборот без наличия дополнительных деталей для передачи крутящего момента от редуктора на нагружаемый элемент. Еще одним недостатком известного роликовинтового редуктора является относительно невысокая эффективность использования поверхности винта, обусловленная необходимостью ограничивать общую длину винта и длину его резьбовых участков. Кроме того, винт известного редуктора подвержен высоким радиальным нагрузкам, вследствие чего такой винт должен обладать высокой прочностью, что усложняет и удорожает производство редуктора.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения заключается в создании компактного и высокоэффективного роликовинтового редуктора, преодолевающего недостатки известных технических решений.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании роликовинтового редуктора, который обеспечивает возможность передачи вращения на нагружаемый элемент без дополнительных промежуточных деталей крепления

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в расширении сферы применения роликовинтового редуктора.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании компактного шарнирного узла и приводного механизма для использования в различных областях техники, в частности в робототехнике.

Для решения указанных задач и преодоления недостатков уровня техники, предложен роликовинтовой редуктор, содержащий первое силовое звено, второе силовое звено, резьбовой винт и резьбовые ролики. Первое силовое звено имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу, второе силовое звено имеет один резьбовой участок. Резьбовой винт имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу, и каждый из резьбовых роликов также имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу. Первое силовое звено и второе силовое звено установлены с возможностью взаимного вращения. Резьбы резьбовых участков винта находятся во взаимодействии с соответствующими резьбами резьбовых участков роликов, которые, в свою очередь, находятся во взаимодействии с соответствующими резьбами резьбовых участков первого силового звена и второго силового звена, причем число заходов резьбы резьбового участка второго силового звена отличается от числа заходов резьб резьбовых участков первого силового звена.

Также, предложен роликовинтовой редуктор согласно альтернативному варианту реализации, содержащий первое силовое звено, второе силовое звено, резьбовой винт и резьбовые ролики. В указанном редукторе первое силовое звено, имеет один резьбовой участок, второе силовое звено имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу. Также, резьбовой винт имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу, и каждый из резьбовых роликов также имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу. В роликовинтовом редукторе первое силовое звено и второе силовое звено установлены с возможностью взаимного вращения. Резьбы резьбовых участков резьбового винта находятся во взаимодействии с соответствующими резьбами резьбовых участков роликов, которые находятся во взаимодействии с соответствующими резьбами резьбового участка первого силового звена и резьбовых участков второго силового звена, при этом число заходов резьбы резьбового участка первого силового звена отличается от числа заходов резьб резьбовых участков второго силового звена.

Технический результат заявленных изобретений заключается в увеличении крутящего момента, передаваемого силовыми звеньями, при уменьшении габаритных размеров редуктора. Конструкция заявленного редуктора обеспечивает возможность установки внешнего исполнительного механизма непосредственно на одно из силовых звеньев, которое в этом случае является выходным звеном, без необходимости установки промежуточных звеньев и увеличения габаритов редуктора. Кроме того, короткая кинематическая цепь обеспечивает высокую кинематическую точность, а также малошумность работы и возможность работы при больших скоростях вращения входного звена (резьбового винта).

Согласно одному из вариантов реализации, первое силовое звено и второе силовое установлены с возможностью блокировки их взаимного осевого перемещения, что позволяет исключить образование люфта между силовыми звеньями при работе редуктора.

Согласно одному частному варианту реализации, возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев обеспечена внешним узлом.

Согласно другому частному варианту реализации, возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев обеспечена установкой между ними подшипникового узла. Наличие подшипникового узла позволяет, в частности, уменьшить радиальную нагрузку воспринимаемую роликами и винтом и тем самым повысить ресурс редуктора.

Согласно одному из вариантов реализации, подшипниковый узел включает два спаренных радиально-упорных подшипника.

Согласно другому варианту реализации, подшипниковый узел содержит подшипник с перекрестными роликами, что обеспечивает наилучшее противодействие осевым нагрузкам и опрокидывающему моменту, действующим на элементы редуктора, а также позволяет еще более сократить габаритные размеры редуктора.

Согласно другому частному варианту реализации, по меньшей мере одно внутреннее кольцо подшипника может быть выполнено заодно с одним силовым звеном и/или по меньшей мере одно внешнее кольцо подшипника может быть выполнено заодно с другим силовым звеном. Выполнение колец подшипника заодно с силовыми звеньями позволяет дополнительно снизить габаритные размеры редуктора.

Согласно одному частному варианту реализации предложенных редукторов, силовое звено с двумя участками резьб содержит два сопряженных кольца, зафиксированных относительно друг друга и относительно силового звена, причем первое кольцо на своей внутренней поверхности имеет один из резьбовых участков силового звена, а второе кольцо на своей внутренней поверхности имеет другой из указанных резьбовых участков силового звена. Указанные кольца могут быть закреплены друг относительно друга и относительно силового звена любым подходящим способом, например, сваркой или посадкой с натягом.

Согласно другому частному варианту реализации предложенных редукторов, силовое звено с двумя участками резьб может содержать одно кольцо, на внутренней поверхности которого выполнены указанные резьбовые участки силового звена. Указанное кольцо также может быть закреплено относительно силового звена любым подходящим способом, например, сваркой или посадкой с натягом. Выполнение резьбовых участков на двух отдельных кольцах или одном отдельном кольце, входящем в состав силового звена, позволяет повысить технологичность роликовинтового редуктора, поскольку изготовление резьб резьбовых участков может быть произведено отдельно от силового звена.

Согласно еще одному варианту реализации предложенных редукторов, резьбовой винт состоит из двух частей с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой. Такое выполнение резьбового винта позволяет упростить изготовление и сборку редуктора.

Согласно еще одному варианту реализации предложенных редукторов, один или несколько резьбовых роликов состоят из двух частей с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой. Такое выполнение резьбовых роликов также позволяет упростить изготовление и сборку редуктора.

Также, предложен приводной механизм, содержащий роликовинтовой редуктор согласно одному из вариантов реализации, и электродвигатель, который содержит выходной вал, при этом корпус электродвигателя закреплен относительно одного из силовых звеньев редуктора, а выходной вал электродвигателя установлен с возможностью передачи вращения на резьбовой винт редуктора. Выходной вал электродвигателя передает вращение на резьбовой винт редуктора любым известным способом, например, посредством шлицевого соединения или соединения с натягом. Кроме того, выходной вал электродвигателя может быть соединен с резьбовым винтом редуктора через переходную муфту.

Также, предложен шарнирный узел, содержащий роликовинтовой редуктор согласно одному из вариантов реализации, а также первую часть шарнирного узла, которая неподвижно закреплена на одном силовом звене роликовинтового редуктора, и вторую часть шарнирного узла, которая неподвижно закреплена на другом силовом звене роликовинтового редуктора. Первая и вторая части шарнирного узла могут иметь соединительные элементы, позволяющие им соединяться с внешними элементами механизма, частью которого является шарнирный узел, и, таким образом, встраиваться в этот механизм.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее приведено подробное описание заявляемых изобретений со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 показывает вид сбоку в разрезе и изометрический вид с вырезом роликовинтового редуктора согласно первому предпочтительному варианту реализации;

Фиг. 2 показывает вариант реализации роликовинтового редуктора с Фиг. 1, в котором подшипниковый узел включает подшипник с перекрестными роликами;

Фиг. 3 показывает вариант реализации роликовинтового редуктора с Фиг. 1, в котором подшипниковый узел включает два спаренных радиально-упорных подшипника,

Фиг. 4 показывает вариант реализации роликовинтового редуктора с Фиг. 1, в котором первое силовое звено содержит два раздельных сопряженных кольца с резьбовыми участками первого силового звена,

Фиг. 5 показывает вариант реализации роликовинтового редуктора с Фиг. 1, в котором первое силовое звено содержит одно кольцо с резьбовыми участками первого силового звена;

Фиг. 6 показывает вариант реализации роликовинтового редуктора с Фиг. 1, в котором резьбовой винт состоит из двух частей, соединенных между собой;

Фиг. 7 показывает вариант реализации роликовинтового редуктора с Фиг. 1 с боковым расположением подшипникового узла;

Фиг. 8 показывает вид сбоку в разрезе и изометрический вид с вырезом роликовинтового редуктора согласно второму предпочтительному варианту реализации;

Фиг. 9 показывает вид сбоку и изометрический вид с вырезом приводного механизма, содержащего роликовинтовой редуктор с Фиг. 1;

Фиг. 10 показывает шарнирный узел, содержащий роликовинтовой редуктор с Фиг. 1;

Фиг. 11 показывает шарнирный узел с Фиг. 10, соединенный с двигателем.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1-7 изображен роликовинтовой редуктор согласно первому предпочтительному варианту реализации. Заявленный роликовинтовой редуктор содержит первое силовое звено 1, которое выполнено в виде единой детали и которое имеет первый резьбовой участок 1.1 и второй резьбовой участок 1.2, направления резьбы которых противоположны друг другу. Редуктор также содержит второе силовое звено 2, которое содержит резьбовой участок 2.1, резьбовой винт 3, который выполняет функцию входного звена редуктора и имеет первый резьбовой участок 3.1 и второй резьбовой участок 3.2, направления резьбы которых противоположны друг другу, и резьбовые ролики 4, установленные вокруг винта 3 и имеющие первые резьбовые участки 4.1 и вторые резьбовые участки 4.2, направления резьбы которых противоположны друг другу.

Как видно из фиг. 6, винт 3 может состоять из двух частей, закрепленных друг относительно друга посредством болтового соединения, при этом на первой части винта может быть выполнен первый резьбовой участок 3.1, а на второй части винта может быть выполнен второй резьбовой участок 3.2. Также, один или несколько резьбовых роликов 4 может состоять из двух частей (на фигурах не показано), закрепленных друг относительно друга посредством болтового соединения, при этом на первой части таких роликов 4 может быть выполнен первый резьбовой участок 4.1, а на второй части таких роликов 4 может быть выполнен второй резьбовой участок 4.2.

Согласно представленному варианту реализации, резьбовые ролики 4 установлены между первым силовым звеном 1, вторым силовым звеном 2 и резьбовым винтом 3 таким образом, что первые резьбовые участки 4.1 роликов 4 взаимодействуют с соответствующим им первым резьбовым участком 1.1 первого силового звена 1 и первым резьбовым участком 3.1 винта 3. Далее, вторые резьбовые участки 4.2 роликов 4 взаимодействуют с соответствующим им вторым резьбовым участком 1.2 первого силового звена 1 и резьбовым участком 2.1 второго силового звена 2. При этом, число заходов резьбы резьбового участка 2.1 второго силового звена 2 отличается от числа заходов резьбы второго резьбового участка 1.2 первого силового звена 1. Также, вторые резьбовые участки 4.2 роликов 4 взаимодействует с соответствующим им вторым резьбовым участком 3.2 винта 3.

Второе силовое звено 2 содержит резьбовое основание 11, на котором выполнен резьбовой участок 2.1, и фланец 6, соединенный с указанным основанием 11. Фланец 6 имеет сквозные отверстия, в которые с одной стороны могут быть установлены болты для образования соединения с резьбовым основанием 11, а с другой - для соединения с внешним механизмом, которому передается вращательное движение от входного звена редуктора, когда второе силовое звено 2 выполняет функцию выходного звена редуктора или для крепления к неподвижной опоре, когда силовое звено 2 выполняет функцию неподвижного звена.

Первое силовое звено 1 имеет участок с внутренней цилиндрической поверхностью, на которой выполнены первый резьбовой участок 1.1 и второй резьбовой участок 1.2. Согласно частному варианту реализации, показанному на фиг. 4, силовое звено 1 может включать два сопряженных кольца 8, 9 которые неподвижно установлены на указанной внутренней цилиндрической поверхности силового звена 1. На внутренней поверхности колец 8, 9 выполнены резьбовые участки 1.1 и 1.2. Согласно другому частному варианту реализации, показанному на фиг. 5, силовое звено 1 может включать одно кольцо 7, которое неподвижно установлено на указанной внутренней цилиндрической поверхности силового звена 1 и на внутренней поверхности которого выполнены резьбовые участки 1.1 и 1.2. Кольца 8, 9 могут крепиться друг к другу и к внутренней цилиндрической поверхности силового звена 1 любым подходящим способом, например, посредством сварки или путем соединения по посадке с натягом. Кольцо 7 также может крепиться к внутренней цилиндрической поверхности силового звена 1 любым подходящим способом, например, посредством сварки или путем соединения по посадке с натягом.

Как видно из фиг. 1, торцевая поверхность первого силового звена 1 имеет резьбовые отверстия для соединения с внешним механизмом, которому передается вращательное движение от входного звена редуктора, когда первое силовое звено 1 выполняет функцию выходного звена редуктора, или для крепления к неподвижной опоре, когда силовое звено 1 выполняет функцию неподвижного звена.

Как видно из фиг. 1-7, между первым силовым звеном 1 и вторым силовым звеном 2 установлен подшипниковый узел с подшипниками 5. Подшипниковый узел воспринимает часть радиальных нагрузок, действующих при работе редуктора на резьбовые ролики и резьбовой винт 3, и обеспечивает возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев 1, 2. Для обеспечения взаимного вращения силовых звеньев 1, 2 установка подшипника необязательна, т.к. такая возможность обеспечена установкой силовых звеньев 1, 2 на резьбовых роликах 4 и резьбовом винте 3, однако установка подшипникового узла позволяет исключить радиальные биения силовых звеньев при работе редуктора, повысить плавность работы и снизить уровень шума от редуктора при его работе. Подшипниковый узел может включать как подшипники качения, так и подшипники скольжения, которые могут быть установлены таким образом, чтобы реализовать возложенную на подшипниковый узел функцию. Согласно одному из вариантов реализации, подшипниковый узел включает два спаренных радиально-упорных подшипника 12 (фиг. 3). Согласно другому варианту реализации, подшипниковый узел включает подшипник 10 с перекрестными роликами (фиг. 2). Подшипники 10, 12 устанавливаются между силовыми звеньями 1, 2 таким образом, чтобы исключать возможность взаимного осевого перемещения силовых звеньев 1, 2. Установка подшипников 10, 12 может быть осуществлена любым подходящим способом, известным специалисту из области техники, к которой относится настоящее изобретение, при этом внутреннее кольцо подшипников 10, 12 может крепиться к первому силовому звену 1, а внешнее кольцо подшипников крепится ко второму силовому звену 2.

Для дополнительного сокращения габаритных размеров и повышения технологичности роликовинтового редуктора согласно настоящему изобретению, внутреннее кольцо подшипников 10, 12 может быть выполнено заодно с первым силовым звеном 1, а внешнее кольцо подшипников 10, 12 может быть выполнено заодно со вторым силовым звеном 2, т.е силовые звенья 1, 2 имеют поверхности для установки между ними тел качения подшипников. Указанный вариант исполнения допускается и для других типов подшипников 5 (скольжения и качения) подшипникового узла.

Согласно настоящему изобретению силовыми звеньями редуктора называются звенья, между которыми установлен подшипниковый узел. Согласно описанному предпочтительному варианту реализации, силовое звено 2 состоит из нескольких деталей, поскольку такое выполнение позволяет упростить изготовление второго силового звена 2, а силовое звено 1 выполнено в виде единой детали. Несмотря на приведенное выше описание выполнения силового звена 2, необходимо понимать, что оно также может быть выполнено в виде единой детали или состоять из более, чем двух деталей. Аналогично, силовое звено 1 может быть выполнено в виде единой детали или может состоять из двух и более деталей.

Как видно из фиг. 7, второе силовое звено 2 может содержать резьбовое основание 20, на котором выполнен резьбовой участок 2.1, втулку 21 и фланец 22, соединенные с указанным основанием 20. Втулка 21 имеет сквозные отверстия, а фланец 22 – глухие резьбовые отверстия. Для крепления деталей 20, 21, 22 второго силового звена 2 друг к другу используют болты 23, которые проходят через сквозные отверстия втулки 21 и ввинчиваются в глухие резьбовые отверстия фланца 22. Фланец 22 также имеет отверстия, в которые могут быть установлены болты для образования соединения с внешним механизмом, которому передается вращательное движение от входного звена редуктора, когда второе силовое звено 2 выполняет функцию выходного звена редуктора или для крепления к неподвижной опоре, когда силовое звено 2 выполняет функцию неподвижного звена.

Первое силовое звено 1 содержит резьбовую втулку 25, на которой выполнены резьбовые участки 1.1 и 1.2, и фланец 26, соединенный с втулкой 25 болтами 27. Болты 27 проходят через сквозные отверстия фланца 26 в глухие резьбовые отверстия втулки 25. При таком выполнении силовых звеньев 1, 2 подшипниковый узел установлен между фланцем 22 второго силового звена 2 и фланцем 26 первого силового звена 1. Так же возможны и другие варианты реализации размещения подшипниковой узла, через другие переходные детали. Такой вариант установки позволяет разместить подшипниковый узел в стороне от резьбовых участков и снизить габаритный размер редуктора.

На фиг. 8 показан роликовинтовой редуктор согласно второму предпочтительному варианту реализации, содержащий первое силовое звено 1, которое имеет резьбовой участок 1.1, второе силовое звено 2, которое имеет первый резьбовой участок 2.1 и второй резьбовой участок 2.2, направления резьбы которых противоположны друг другу. Редуктор также содержит резьбовой винт 3, который выполняет функцию входного звена редуктора и имеет первый резьбовой участок 3.1 и второй резьбовой участок 3.2, направления резьбы которых противоположны друг другу, и резьбовые ролики 4, установленные вокруг винта 3 и имеющие первые резьбовые участки 4.1 и вторые резьбовые участки 4.2, направления резьбы которых противоположны друг другу.

Винт 3 может состоять из двух закрепленных друг относительно друга частей, при этом на первой части винта может быть выполнен первый резьбовой участок 3.1, а на второй части винта может быть выполнен второй резьбовой участок 3.2. Также, один или несколько резьбовых роликов 4 может состоять из двух частей (на фигурах не показано), закрепленных друг относительно друга посредством болтового соединения, при этом на первой части таких роликов 4 может быть выполнен первый резьбовой участок 4.1, а на второй части таких роликов 4 может быть выполнен второй резьбовой участок 4.2.

Согласно представленному варианту реализации, резьбовые ролики 4 установлены между первым силовым звеном 1, вторым силовым звеном 2 и резьбовым винтом 3 таким образом, что первые резьбовые участки 4.1 роликов 4 взаимодействуют с соответствующим им резьбовым участком 1.1 первого силового звена 1, первым резьбовым участком 2.1 второго силового звена 2 и первым резьбовым участком 3.1 винта 3. Далее, вторые резьбовые участки 4.2 роликов 4 взаимодействуют с соответствующим им вторым резьбовым участком 2.2 второго силового звена 2 и вторым резьбовым участком 3.2 резьбового винта 3. При этом, число заходов резьбы резьбового участка 1.1 первого силового звена 1 отличается от числа заходов резьбы первого резьбового участка 2.1 второго силового звена 2.

Аналогично первому предпочтительному варианту реализации, роликовинтовой редуктор согласно второму предпочтительному варианту реализации содержит второе силовое звено 2, включающее резьбовое основание 11, на котором выполнены резьбовые участки 2.1 и 2.2, и фланец 6, соединенный с указанным основанием 11. Фланец 6 имеет сквозные отверстия, в которые с одной стороны могут быть установлены болты для образования соединения с резьбовым основанием 11 силового звена 2, а с другой - для соединения с внешним механизмом, которому передается вращательное движение от входного звена редуктора, когда второе силовое звено 2 выполняет функцию выходного звена редуктора, или для крепления к неподвижной опоре, когда второе силовое звено 2 выполняет функцию неподвижного звена Такое разделение на резьбовое основание и фланец позволяет упростить изготовление второго силового звена 2. Однако, второе силовое звено 2 может быть выполнено в виде единой детали и без разделения на резьбовое основание и фланец.

Аналогично первому варианту реализации, резьбовое основание 11 второго силового звена 2 редуктора согласно второму варианту реализации имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность, при этом силовое звено 2 может включать два сопряженных кольца которые неподвижно установлены на указанной внутренней цилиндрической поверхности. На внутренней поверхности указанных колец выполнены резьбовые участки 2.1 и 2.2. Также, силовое звено 2 может включать одно кольцо, которое неподвижно установлено на указанной внутренней цилиндрической поверхности и на внутренней поверхности которого выполнены резьбовые участки 2.1 и 2.2. Кольца могут крепиться друг к другу и к внутренней цилиндрической поверхности силового звена 2 любым подходящим способом, например, посредством сварки или путем соединения по посадке с натягом.

Как видно из фиг. 8, торцевая поверхность первого силового звена 1 имеет резьбовые отверстия для соединения с внешним механизмом, которому передается вращательное движение от входного звена редуктора, когда первое силовое звено 1 выполняет функцию выходного звена редуктора, или для крепления к неподвижной опоре, когда первое силовое звено 1 выполняет функцию неподвижного звена

Как видно из фиг. 8, между первым силовым звеном 1 и вторым силовым звеном 2 установлен подшипниковый узел. Подшипниковый узел обеспечивает возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев 1, 2, и, как указано выше, повышает плавность вращения силовых звеньев 1, 2 относительно друг друга. Подшипниковый узел может включать как подшипники качения, так и подшипники скольжения, которые могут быть установлены таким образом, чтобы реализовать возложенную на подшипниковый узел функцию. Согласно одному из вариантов реализации, подшипниковый узел включает два спаренных радиально-упорных подшипника 12. Согласно другому варианту реализации, подшипниковый узел включает подшипник 10 с перекрестными роликами. Подшипники 10, 12 устанавливаются между силовыми звеньями 1, 2 таким образом, чтобы исключать возможность взаимного осевого перемещения силовых звеньев 1, 2. Установка подшипников 10, 12 может быть осуществлена любым подходящим способом, известным специалисту из области техники, к которой относится настоящее изобретение, при этом внутреннее кольцо подшипников может крепиться к первому силовому звену 1, а внешнее кольцо подшипников крепится ко второму силовому звену 2.

Для дополнительного сокращения габаритных размеров и повышения технологичности роликовинтового редуктора согласно настоящему изобретению, внутреннее кольцо подшипников может быть выполнено заодно с первым силовым звеном 1, а внешнее кольцо подшипников может быть выполнено заодно со вторым силовым звеном 2, т.е силовые звенья 1, 2 имеют поверхности для установки между ними тел качения подшипников. Указанный вариант исполнения допускается и для других типов подшипников 5 (скольжения и качения) подшипникового узла.

Роликовинтовой редуктор согласно настоящему изобретению работает следующим образом. Входной крутящий момент передается от входного звена (резьбовой винт 3) на ролики 4, которые совершают планетарное движение вокруг винта 3, без проскальзывания, обеспечивают, за счет разности чисел заходов резьбы резьбовых участков силовых звеньев, вращение и увеличение момента на силовом звене, которое является выходным, и дальнейшую передачу этого момента на внешний нагружаемый элемент (не показан). Отсутствие осевого перемещения одного силового звена относительно другого силового звена обеспечивается подшипниковым узлом, установленным между силовыми звеньями.

Особенностью конструкции роликовинтового редуктора согласно настоящему изобретению является выполнение резьбовых участков с резьбами различного направления и с различающимися числами заходов резьбы, что обеспечивает различные передаточные функции заявленных редукторов.

Резьбовые участки различного направления каждого из элементов редукторов могут быть отделены разделительными поясками.

Заявленный редуктор может являться частью приводного механизма и шарнирного узла и в составе этих устройств может обеспечивать достижение вышеуказанных преимуществ.

На фиг. 9 показан приводной механизм согласно настоящему изобретению, который содержит электродвигатель 14 и роликовинтовой редуктор согласно настоящему изобретению. Выходной вал 13 электродвигателя 14 соединен с резьбовым винтом 3 редуктора с возможностью передачи вращения напрямую, например, посредством шлицевого соединения, шпоночного соединения или соединения с натягом, или через переходную муфту. Корпус электродвигателя 14 зафиксирован относительно одного из силовых звеньев редуктора.

На фиг. 10-11 показан шарнирный узел согласно настоящему изобретению, который содержит первую часть 16 шарнирного узла, которая неподвижно закреплена на первом силовом звене 1 редуктора, и вторую часть 17 шарнирного узла, которая неподвижно закреплена на втором силовом звене 2 редуктора. Первая и вторая части 16, 17 шарнирного узла могут иметь соединительные элементы (не показаны), позволяющие этим частям соединяться с внешними элементами механизма, частью которого является шарнирный узел, и, таким образом, встраиваться в этот механизм. На фиг. 11 показан шарнирный узел согласно настоящему изобретению, который соединен с внешним двигателем 19. Шарнирный механизм, соединенный с электродвигателем 19, может использоваться в качестве отдельного исполнительного механизма или в составе более сложного исполнительного механизма.

Описание предпочтительных вариантов реализации иллюстрирует заявляемые изобретения, при этом специалистам в данной области техники очевидно, что заявленные изобретения могут быть модифицированы и конструктивно изменены без выхода за рамки изобретательского замысла.

Так, согласно настоящему изобретению, возможность возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев может быть обеспечена использованием дополнительного редуктора (не показан), к входному валу (звену) которого прикреплено одно силовое звено (выходное силовое звено) заявляемого редуктора, тогда как другое силовое звено (опорное силовое звено) заявляемого редуктора фиксируется относительно неподвижного корпуса такого дополнительного редуктора. В этом случае силовые звенья роликовинтового редуктора будут удерживаться от взаимного осевого перемещения элементами дополнительного редуктора. Осевая блокировка также может осуществляться не только подшипниковым узлом, входящим в состав редуктора, но и узлами, являющимися внешними по отношению к заявляемому редуктору. Так, например, могут быть использованы внешние узлы с электромагнитными полями, с помощью которых осуществляется блокировка осевого перемещения силовых звеньев, или может быть использован исполнительный механизм, к валу (или фланцу) которого крепится одно силовое звено (выходное силовое звено) редуктора и в котором реализована осевая блокировка вала (или фланца) относительно неподвижного корпуса такого исполнительного механизма, относительно которого закреплено другое силовое звено (опорное силовое звено) редуктора. Указанные альтернативные варианты реализации также охватываются изобретательским замыслом настоящего изобретения, вследствие чего в настоящем раскрытии подразумевается, что возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев может быть обеспечена как элементами, входящими в состав редуктора, так и узлами, являющимися внешними по отношению к редуктору.

Таким образом, вышеприведенное описание служит лишь для целей иллюстрации заявленных изобретений, а объем испрашиваемой правовой охраны ограничен исключительно нижеследующей формулой изобретения.

Описание позиционных обозначений:

1 – первое силовое звено

2 – второе силовое звено

3- резьбовой винт

4 – резьбовой ролик

5 –подшипник подшипникового узла

6 – фланец второго силового звена

7 – кольцо второго силового звена

8 – кольцо второго силового звена

9 – кольцо второго силового звена

10 – подшипник с перекрестными роликами

11 – резьбовое основание второго силового звена

12 – радиально-упорный подшипник

13 – выходной вал электродвигателя

14 – электродвигатель приводного механизма

16 – первая часть шарнирного узла

17 – вторая часть шарнирного узла

19 – внешний электродвигатель шарнирного механизма

20 – резьбовое основание второго силового звена

21 – втулка второго силового звена

22 – фланец второго силового звена

23 – болт

25 – резьбовая втулка первого силового звена

26 – фланец первого силового звена

27 – болт

Изобретение относится к планетарным механизмам. Роликовинтовой редуктор содержит первое и второе силовые звенья, с резьбовыми участками, резьбовой винт и резьбовые ролики. Резьбовые участки деталей редуктора имеют разные направления резьбы. Силовые звенья установлены с возможностью взаимного вращения. Соответствующие резьбовые участки деталей редуктора находятся во взаимодействии друг с другом. Число заходов резьбы смежных резьбовых участков силовых звеньев различно. Приводной механизм содержит роликовинтовой редуктор и электродвигатель с выходным валом, установленным с возможностью передачи вращения на резьбовой винт редуктора. Корпус электродвигателя закреплен относительно одного из силовых звеньев. Шарнирный узел содержит роликовинтовой редуктор, первую и вторую части. Первая часть неподвижно закреплена на одном силовом звене редуктора, а вторая – на другом. Достигается увеличение крутящего момента при уменьшении габаритных размеров редуктора. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Роликовинтовой редуктор, содержащий:

первое силовое звено (1), которое имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу,

второе силовое звено (2), которое имеет один резьбовой участок,

резьбовой винт (3), имеющий два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу, и

резьбовые ролики (4), каждый из которых имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу, причем

первое силовое звено (1) и второе силовое звено (2) установлены с возможностью взаимного вращения, а

резьбы резьбовых участков винта (3) находятся во взаимодействии с соответствующими резьбами резьбовых участков роликов (4), которые находятся во взаимодействии с соответствующими резьбами резьбовых участков первого силового звена (1) и резьбового участка второго силового звена (2), и

число заходов резьбы резьбового участка второго силового звена (2) отличается от числа заходов резьб резьбовых участков первого силового звена (1).

2.     Роликовинтовой редуктор по п. 1, в котором первое силовое звено (1) и второе силовое звено (2) установлены с возможностью блокировки их взаимного осевого перемещения.

3.     Роликовинтовой редуктор по п. 2, отличающийся тем, что возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев (1, 2) обеспечена внешним узлом.

4.     Роликовинтовой редуктор по п. 2, отличающийся тем, что возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев (1, 2) обеспечена установкой между указанными звеньями подшипникового узла.

5.     Роликовинтовой редуктор по п. 4, отличающийся тем, что, подшипниковый узел включает два спаренных радиально-упорных подшипника (12).

6.    Роликовинтовой редуктор по п. 4, отличающийся тем, что подшипниковый узел включает подшипник (10) с перекрестными роликами.

7.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что по меньшей мере одно внутреннее кольцо подшипника выполнено заодно с одним силовым звеном и/или по меньшей мере одно внешнее кольцо подшипника выполнено заодно с другим силовым звеном.

8.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что по меньшей мере один резьбовой участок по меньшей мере одного силового звена выполнен на отдельном кольце, которое зафиксировано на соответствующем силовом звене.

9.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что резьбовые участки первого силового звена (1) выполнены на двух сопряженных кольцах (8, 9), зафиксированных на первом силовом звене (1).

10.     Роликовинтовой редуктор по п. 8, отличающийся тем, что резьбовые участки первого силового звена (1) выполнены совместно на одном кольце (7), зафиксированном на первом силовом звене (1).

11.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 1-10, в котором резьбовой винт (3) состоит из двух частей с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой.

12.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 1-11, в котором один или несколько резьбовых роликов (4) состоят из двух частей с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой.

13.     Роликовинтовой редуктор, содержащий:

первое силовое звено (1), имеющее один резьбовой участок,

второе силовое звено (2), имеющее два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу,

резьбовой винт (3), имеющий два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу, и

резьбовые ролики (4), каждый из которых имеет два резьбовых участка, направления резьбы которых противоположны друг другу, причем

первое силовое звено (1) и второе силовое звено (2) установлены с возможностью взаимного вращения, а

резьбы резьбовых участков резьбового винта (3) находятся во взаимодействии с соответствующими резьбами резьбовых участков роликов (4), которые находятся во взаимодействии с соответствующими резьбами резьбового участка первого силового звена (1) и резьбовых участков второго силового звена (2), и

число заходов резьбы резьбового участка первого силового звена (1) отличается от числа заходов резьб резьбовых участков второго силового звена (2).

14.     Роликовинтовой редуктор по п. 13, в котором первое силовое звено (1) и второе силовое звено (2) установлены с возможностью блокировки их взаимного осевого перемещения.

15.     Роликовинтовой редуктор по п. 14, отличающийся тем, что возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев (1, 2) обеспечена внешним узлом.

16.     Роликовинтовой редуктор по п. 14, отличающийся тем, что возможность блокировки взаимного осевого перемещения силовых звеньев (1, 2) обеспечена установкой между указанными звеньями подшипникового узла.

17.     Роликовинтовой редуктор по п. 16, отличающийся тем, что подшипниковый узел включает два спаренных радиально-упорных подшипника (12).

18.     Роликовинтовой редуктор по п. 16, отличающийся тем, что подшипниковый узел включает подшипник с перекрестными роликами.

19.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 16-18, отличающийся тем, что по меньшей мене одно внутреннее кольцо подшипника выполнено заодно с одним силовым звеном и/или по меньшей мере одно внешнее кольцо подшипника выполнено заодно с другим силовым звеном.

20.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 13-19, отличающийся тем, что по меньшей мере один резьбовой участок по меньшей мере одного силового звена выполнен на отдельном кольце, которое зафиксировано на соответствующем силовом звене.

21.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 13-19, отличающийся тем, что резьбовые участки второго силового звена (2) выполнены на двух сопряженных кольцах, зафиксированных на втором силовом звене (2).

22.     Роликовинтовой редуктор по п. 20, отличающийся тем, что резьбовые участки второго силового звена (2) выполнены совместно на одном кольце, зафиксированном на втором силовом звене (2).

23.    Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 13-22, в котором винт (3) состоит из двух частей с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой.

24.     Роликовинтовой редуктор по любому из пп. 13-23, в котором один или несколько резьбовых роликов (4) состоят из двух частей с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой.

25.     Приводной механизм, содержащий роликовинтовой редуктор по любому из пп. 1-24, и электродвигатель (14), который содержит выходной вал (13), при этом корпус электродвигателя (14) закреплен относительно одного из силовых звеньев редуктора, а выходной вал электродвигателя (14) установлен с возможностью передачи вращения на резьбовой винт редуктора.

26.     Шарнирный узел, содержащий роликовинтовой редуктор по любому из пп. 1-24, а также первую часть (16) шарнирного узла, которая неподвижно закреплена на одном силовом звене роликовинтового редуктора, и вторую часть (17) шарнирного узла, которая неподвижно закреплена на другом силовом звене роликовинтового редуктора.