ЗУБЧАТАЯ РОЛИКОВАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2023 года по МПК F16H1/24 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к зубчатым роликовым передачам.

Известна цилиндрическая зубчатая роликовая передача (авторское свидетельство №1265419, МКИ F 16 Н 1/24. М.Л.Ерихов, С.Г.Костенко, П.В.Ольштынский, В.М.Горохов, 1986 г.), образованная на базе производящей рейки, состоящая из зубчатых колес с круговыми профилями впадин зубьев, в которых впадины зубьев колес выполнены арочными, а ролики-зубья - тороидальными. Недостатком такой передачи является повышенная виброакустическая и шумовая активность, а также работа с ударными нагрузками.

Известна также цилиндрическая зубчатая роликовая передача (авторское свидетельство №1446390, МКИ F 16 Н 1/24. М.Л.Ерихов, С.Г.Костенко, П.В.Ольштынский, В.М.Горохов, 1988 г.), образованная на базе производящей рейки, состоящая из зубчатых колес с круговыми профилями впадин арочных зубьев, тороидальных роликов-зубьев и упругого или жесткого кольца, охватывающего ролики-зубья в среднем сечении несущего колеса. В случае применения упругого кольца производят симметричную ориентацию роликов-зубьев. Однако использовать упругое кольцо в зубчатой роликовой передаче можно лишь при небольших окружных скоростях (до 5 м/с). Кроме того, уровень шума и вибраций передачи при симметричной ориентации роликов-зубьев выше, чем при ориентации роликов-зубьев на вход в зацепление.

Недостатком конструкции зубчатой роликовой передачи с жестким кольцом (в которой производят ориентацию роликов-зубьев на вход в зацепление) являются узлы крепления роликов-зубьев, состоящие из резиновых вставок, установленных в пазах торцовых сепараторов. Ввиду того, что ролики-зубья во время вращения колес совершают колебательные движения, резиновые вставки непрерывно деформируются и перестают выполнять функцию ориентации роликов-зубьев на вход в зацепление, что приводит к увеличению шума, вибрации, ударным нагрузкам и, в конечном итоге, снижению долговечности передачи.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является зубчатая роликовая передача (патент №194541, МКИ F16Н 1/24. В.В.Пивень, С.Г.Костенко, 2019г.), образованная на базе производящей рейки, состоящая из зубчатых колес с круговыми профилями впадин арочных зубьев, тороидальных роликов-зубьев, жесткого кольца, охватывающего ролики-зубья в среднем сечении несущего колеса и постоянных кольцевых магнитов, закрепленных на торцовых плоскостях несущего колеса.

Недостатком указанной конструкции зубчатой роликовой передачи являются узлы крепления роликов-зубьев, состоящие из постоянных кольцевых магнитов, установленных на торцовых плоскостях несущего колеса. Недостаток обусловлен тем, что в процессе работы передачи продукты износа элементов зубчатой роликовой передачи будут притягиваться кольцевыми магнитами и концентрироваться в зоне входа в контакт тороидальных роликов-зубьев с круговыми профилями впадин арочных зубьев несущего колеса. Наличие продуктов износа, находящихся в зоне расположения роликов-зубьев на вход в зацепление, приведет к ускоренному износу концов роликов-зубьев, а также впадин арочных зубьев несущего колеса, расположенных в зоне торцовых плоскостей, в результате чего в этих зонах будет наблюдаться ускоренное нарушение геометрии контакта и, как следствие, произойдет работа с ударными нагрузками, увеличится вибрация и шум, что повлечет за собой снижение долговечности передачи.

Техническая задача изобретения состоит в увеличении долговечности зубчатой роликовой передачи, если нет необходимости ее работы при реверсе.

В предлагаемой передаче, образованной на базе производящей рейки, вместо постоянных кольцевых магнитов предусмотрена возможность крепления концов роликов-зубьев с помощью пружинных скоб, закрепленных на торцовых плоскостях несущего колеса, которые будут постоянно ориентировать каждый ролик-зуб на вход в зацепление независимо друг от друга.

Технический результат заключается в повышении износостойкости элементов зацепления зубчатой роликовой передачи, повышения плавности ее работы, снижении шума и, как следствие, увеличение долговечности работы передачи, если отсутствует необходимость ее работы при реверсе.

Пример реализации изобретения иллюстрируется чертежами.

На фигуре 1 представлено наглядное изображение зубчатой роликовой передачи, показывающее расположение элементов передачи при вращении несущего колеса против часовой стрелки; на фигуре 2 – наглядное изображение ведомого (несущего) колеса с четвертью выреза; на фигуре 3 – вид спереди; на фигуре 4 – разрез А-А.

Зубчатая роликовая передача состоит из ведущего колеса 1, выполненного с арочными зубьями, имеющим круговой профиль в нормальном сечении, ведомого (несущего) колеса 2 с аналогичными арочными зубьями. В арочные впадины несущего колеса 2 установлены тороидальные стальные ролики-зубья 3. На торцовых плоскостях колеса 2 закреплены штифты 4. За штифты 4 закреплены пружинные скобы 5, которые удерживают ролики–зубья 3 в арочных впадинах несущего колеса 2. В среднем по ширине сечения зубчатого венца колеса 2 расположено жесткое кольцо 6. Внутренний диаметр кольца берется с учетом максимального отклонения вершины тороидального ролика-зуба от начального цилиндра несущего колеса 2 в среднем по ширине сечения зубчатого венца. На колесе 1 имеется кольцевая канавка 7, в которой, в зоне зацепления колес 1 и 2, расположено жесткое кольцо 6.

В заявляемой передаче, как и у прототипа, реализуется вариант зацепления Новикова, так как диаметр тороидального ролика-зуба может быть выбран меньшим, чем диаметр впадины с круговым профилем в нормальном сечении, расположенной между арочными зубьями передачи.

Работает передача следующим образом.

При вращении несущего колеса 2 против часовой стрелки за счет арочной формы зубьев образуются две симметричные точки контакта (фиг.1), которые движутся с ускорением от торцов колес 1 и 2 к среднему по ширине сечению зубчатого венца (а₃в₃, а₂в₂, а₁в₁). В процессе работы передачи арочные поверхности зубьев колес 1 и 2 перекатываются по тороидальной поверхности роликов-зубьев 3, благодаря кольцевой канавке 7, выполненной под жесткое кольцо 6.

За один оборот несущего колеса 2 тороидальные ролики-зубья 3 производят движение следующим образом.

Во время, когда ролик-зуб 3 находится вне зоны зацепления, он вращается вместе с несущим колесом 2 вокруг его оси. Удерживается ролик-зуб 3 в арочной впадине между зубьями за счет двух пружинных скоб 5, закрепленных на штифтах 4 в торцовых плоскостях несущего колеса 2 и жесткого кольца 6, которые компенсируют действующую на ролик-зуб 3 центробежную силу. Благодаря действию пружинных скоб 5, в зону зацепления ролик-зуб 3 попадает всегда прижатым своими концами к дну арочных впадин между зубьями несущего колеса 2, а вершина ролика-зуба 3 в этот момент находится на максимальном расстоянии от начального цилиндра несущего колеса 2, за счет чего снижается шум, повышается плавность работы передачи и увеличивается ее долговечность.

Устройство может найти применение в механизмах горнорудной промышленности, в подъемно-транспортном оборудовании, в передачах открытого типа, работающих в условиях загрязненной среды, в зубчатых передачах, которые работают с частыми кратковременными перегрузками.

Изобретение относится к области машиностроения. Зубчатая роликовая передача, образованная на базе производящей рейки, содержит зубчатые колеса с круговым профилем в нормальном сечении арочных впадин зубьев колес, стальные тороидальные ролики-зубья, установленные в арочные впадины несущего колеса, и жесткое кольцо, охватывающее ролики-зубья в среднем по ширине сечении зубчатого венца несущего колеса. Передача снабжена пружинными скобами со штифтами, установленными на торцах несущего колеса. Обеспечивается повышение плавности работы, снижение шума и увеличение долговечности передачи. 4 ил.

Зубчатая роликовая передача, образованная на базе производящей рейки, содержащая зубчатые колеса с круговым профилем в нормальном сечении арочных впадин зубьев колес, стальные тороидальные ролики-зубья, установленные в арочные впадины несущего колеса, и жесткое кольцо, охватывающее ролики-зубья в среднем по ширине сечении зубчатого венца несущего колеса, отличающаяся тем, что она снабжена пружинными скобами со штифтами, установленными на торцах несущего колеса, и отсутствуют постоянные кольцевые магниты.