ВОЛНОВАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2023 года по МПК F16H1/00 

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а именно к волновым зубчатым передачам, применяемым в редукторах различного рода механизмов, в которых требуется понизить скорость вращения быстроходного вала, и может быть использовано в силовых приводах грузоподъемных устройств, в приводах вращения полезной нагрузки гражданской и военной наземной техники, в том числе следящих, в высокоточных приборных приводных и отсчетных устройствах самолетной, ракетной и космической техники.

Известны волновые зубчатые передачи с короткими гибкими звеньями, установленными на гибкие подшипники. Они имеют два существенных недостатка. Гибкое колесо имеет возможность перемещаться по наружному кольцу гибкого подшипника и практически невозможно обеспечить беззазорную посадку гибкого колеса на наружное кольцо подшипника.

Известна волновая зубчатая передача (см. [1] авторское свидетельство СССР на изобретение №879101 «Волновая зубчатая передача», МПК F16H 1/00, опубл. 07.11.1981), содержащая корпус, деформируемое гибкое колесо с двумя зубчатыми венцами, разделенными канавкой и закрепленную в корпусе обойму с телами качения, установленными в канавке гибкого колеса. Тела качения удерживают гибкое колесо от перемещения в осевом направлении. Однако эта конструкция не обеспечивает беззазорную посадку гибкого колеса на наружное кольцо подшипника. Кроме того, канавка, разделяющая зубчатые венцы гибкого колеса, существенно снижает крутильную жесткость передачи.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является волновая зубчатая передача (см. [2] авторское свидетельство СССР на изобретение №1772468 «Волновая зубчатая передача», МПК F16H 1/00, опубл. 30.10.1992), содержащая корпус, входной и выходной валы, гибкое колесо, два жестких колеса, одно из которых закреплено на корпусе, а второе на выходном валу и генератор волн в виде кулачка с гибким подшипником, наружное кольцо которого одновременно является гибким зубчатым колесом. За счет объединения наружного кольца подшипника с гибким зубчатым колесом решается задача устранения зазора между ними. Но эта конструкция имеет и свои недостатки, которые заключаются в отсутствии возможности регулировки зазора в гибком подшипнике. Кроме того, устранение зазора между внутренним кольцом гибкого подшипника и кулачком путем перемещения в радиальном направлении секторов кулачка приводит к изменению формы кривой деформирования.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение крутильной жесткости и кинематической точности волновой зубчатой передачи за счет регулирования зазора в гибком подшипнике, а также устранения зазора между кулачком и внутренним кольцом гибкого подшипника с сохранением формы кривой деформирования.

Указанный результат достигается тем, что внутреннее кольцо гибкого подшипника выполнено сборным, с возможностью регулирования зазоров в подшипнике (вплоть до полного их устранения), а кулачок, на который устанавливается внутреннее кольцо гибкого подшипника, имеет коническую наружную поверхность, что дает возможность устранения зазоров между кулачком и внутренним кольцом гибкого подшипника с сохранением формы кривой деформирования.

Редуктор, в котором реализована предлагаемая волновая зубчатая передача, представлен на рисунке.

Волновая зубчатая передача (ВЗП) состоит из корпуса 1, входного вала 2, выходного вала 3, жесткого колеса 4, закрепленного в корпусе 1, жесткого колеса 5, закрепленного в выходном валу 3, кулачка 6, имеющего коническую форму наружной поверхности, с закрепленной на нем регулировочной гайкой 7, гибкого подшипника, состоящего из наружного кольца 8, на внешнем диаметре которого нарезан зубчатый венец, число зубьев которого соответствует числу зубьев жесткого колеса 5, но меньше числа зубьев жесткого колеса 4, шариков 9, разделенных сепаратором 10, и сборного внутреннего кольца, которое состоит из конической втулки 11 с закрепленной на ней регулировочной гайкой 12 и двух конических колец 13 и 14.

До установки гибкого подшипника на кулачок 6 проводят выборку зазоров в гибком подшипнике с помощью регулировочной гайки 12. При вращении гайки 12 конические кольца 13 и 14 сближаются и увеличивают диаметр расположения центров шариков 9 гибкого подшипника. Регулировку ведут до полного устранения зазоров между шариками 9 и наружным кольцом 8 гибкого подшипника.

При установке гибкого подшипника на кулачок 6 регулировочной гайкой 7 перемещают коническую втулку 11 внутреннего кольца гибкого подшипника по наружной поверхности кулачка 6 до полного устранения зазора между этими деталями. При этом в отличие от конструкции изобретения по авторскому свидетельству №1772468 форма кривой деформирования не искажается благодаря коническим поверхностям совмещаемых поверхностей кулачка 6 и втулки 11.

ВЗП работает следующим образом.

При вращении входного вала 2, кулачок 6, через втулку 11, кольца 13 и 14, а также шарики 9, деформирует в радиальном направлении наружное кольцо гибкого подшипника 8, которое начинает вращаться в направлении, противоположном направлению вращения кулачка 6.

Так как число зубьев наружного кольца гибкого подшипника 8 меньше числа зубьев жесткого колеса 4, то за один оборот кулачка 6 наружное кольцо гибкого подшипника 8 поворачивается медленнее относительно жесткого колеса 4 со скоростью, которая определяется выбранным числом зубьев наружного кольца гибкого подшипника 8 и жесткого колеса 4. В свою очередь, жесткое колесо 5, закрепленное в выходном валу 3, вращается со скоростью наружного кольца гибкого подшипника 8, число зубьев которого совпадает с числом зубьев наружного кольца гибкого подшипника 8.

Таким образом, задача понижения скорости вращения выходного вала 3 по отношению к скорости вращения входного вала 2 решается ВЗП путем введения в конструкцию двух регулировок, позволяющих устранить зазоры в ВЗП, что существенно повышает ее кинематическую точность, увеличивает крутильную жесткость конструкции и, как следствие, повышает нагрузочную способность передачи.

ЛИТЕРАТУРА

1. Авторское свидетельство СССР на изобретение №879101 «Волновая зубчатая передача», МПК F16H 1/00, опубл. 07.11.1981.

2. Авторское свидетельство СССР на изобретение №1772468 «Волновая зубчатая передача», МПК F16H 1/00, опубл. 30.10.1992.

Изобретение относится к машиностроению. Волновая зубчатая передача содержит корпус, входной и выходной валы, два жестких колеса, одно из которых закреплено на корпусе, а другое на выходном валу, и генератор волн в виде кулачка с установленным на нем гибким подшипником. Гибкий подшипник состоит из наружного кольца, которое является гибким зубчатым колесом волновой зубчатой передачи и на внешнем диаметре которого нарезан зубчатый венец, число зубьев которого соответствует числу зубьев жесткого колеса, закрепленного на выходном валу, но меньше числа зубьев жесткого колеса, закрепленного в корпусе, шариков, разделенных сепаратором, и сборного внутреннего кольца, состоящего из конической втулки с закрепленной на ней регулировочной гайкой и двух конических колец, которые при вращении регулировочной гайки конической втулки сближаются и увеличивают диаметр расположения центров шариков до устранения зазоров между шариками и наружным кольцом гибкого подшипника, а при размещении гибкого подшипника на кулачке, который имеет коническую форму наружной поверхности, выборка зазоров между конической втулкой внутреннего кольца гибкого подшипника и кулачком осуществляется с помощью отдельной регулировочной гайки, закрепленной на кулачке. Обеспечивается повышение крутильной жесткости и кинематической точности передачи. 1 ил.

Волновая зубчатая передача, содержащая корпус, входной и выходной валы, два жестких колеса, одно из которых закреплено на корпусе, а другое на выходном валу, и генератор волн в виде кулачка с установленным на нем гибким подшипником, отличающаяся тем, что гибкий подшипник состоит из наружного кольца, которое является гибким зубчатым колесом волновой зубчатой передачи и на внешнем диаметре которого нарезан зубчатый венец, число зубьев которого соответствует числу зубьев жесткого колеса, закрепленного на выходном валу, но меньше числа зубьев жесткого колеса, закрепленного в корпусе, шариков, разделенных сепаратором, и сборного внутреннего кольца, состоящего из конической втулки с закрепленной на ней регулировочной гайкой и двух конических колец, которые при вращении регулировочной гайки конической втулки сближаются и увеличивают диаметр расположения центров шариков до устранения зазоров между шариками и наружным кольцом гибкого подшипника, а при размещении гибкого подшипника на кулачке, который имеет коническую форму наружной поверхности, выборка зазоров между конической втулкой внутреннего кольца гибкого подшипника и кулачком осуществляется с помощью отдельной регулировочной гайки, закрепленной на кулачке.