Червячная передача Нефедовых с переменным передаточным отношением Советский патент 1985 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для передачи вращательного движения между перекрещивающимися валами с переменным передаточньв4 отношением.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей повышение нагрузочной способности передачи, за счет иного выполнения механизма передаточного отношения и снабжения механизмом регулировки угла.

На фиг.1 изображена червячная передача, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (с вариантами размещения червячных секций и формы зацепляющихся элементов); на фиг.З сечение Б-Б на фиг.2 (с вариантом формы зацепляющихся элементов); на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.З - сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - вариант размещения червячных секций. I,

Червячная передача с переменным передаточньву отношением содержит червяк 1 в виде секций 2-4 с различным числом заходов и одинаковым для всех них осевым шагом, размещенных на валу 5, и червячное колесо, выполненное в виде неподвижного диска 6 и подвижного в окружном и осевом направлении диска 7, связанных между собой посредством зацепляющихся элементов 8, установленных с возможностью поворота относительно оси вала, подвижный диск 7 имеет на торцовой поверхности, противолежащей поверхности с зацепляющимися элементами, впадины 9. Передача имеет также механизм изменения передаточного отношения, выполненный в виде коаксиально расположенных втулок 10-12, размещенных с возможностью относительного осевого перемещения, и фиксирующих элементов 13, расположенных на торцах втулок и взаимодействующих с впадинами 9 диска 7; Передача снабжена также механизмом регулировки угла поворота зацепляющихся элементов, выполненным в виде диска 14, размещенного на наружной поверхности фиксирующей втулки 15, двух конических фрикционов 16 и 17, один из которых (16) расположен на неподвижном диске 7, а другой 17 - на диске 14 фиксирующей втулки 15, и привода е фрикционным катком 18, взаимодействующим с коническими фрикционами.

Секции 2-4 червяка, расположенные на червячном валу 5, выполнены с

одинаковым осевым шагом или с различным числом заходов витков (секции 3 и 4, на фиг.2), или с противоположным направлением резьбы (секции 2, фиг.2). Этим обеспечивается при

взаимодействии червяка с колесом изменение передаточного отношения или направления вращения вала, или одновременно и то и другое. С целью улучшения условий зацепления в каждои секции 2-4 червяка соблюдается условие

РП PS cos /3

где Р„ - шаг витков червяка по норnмали;

PS осевой шаг витков червяка;

/3 угол наклона витков червяка.

Вал 5 (фиг.1-3) выполнен с возможностью его перемещения.в осевом направлении любым известным, например, рычажным устройством. Витки червяка 1 (секции 2,3 или 4 фиг.2) входят в зацепление с элементами 8 червячного колеса с заранее устанавливаемым углом их наклона. Под- , вижный диск 7 размещен на валу 19 с возможностью осевого перемещения и разворота относительно вала 19,на угол oL, вычисляемый как угол при вершине равнобедренного треугольника, в котором прилежащие стороны равны 0,5 Dd, а противолежащая сторона равна а з1пу9 ,

где Dd - диаметр делительного цилиндра червячного колеса; а - длина зацепляющегося элемента 8 червячного колеса; - угол наклона зацепляющегося

, элемента 8.

Диск 7, кроме того, снабжен эле-f ментами (не показано), исключающими его разворот относительно оси вала 19 на угол, больший предельного зна-

чения угла (например, ограничительной шпонкой). Диск 14 удерживается от осевого относительно вала 19 смещения кольцевым выступом 20, расцоложенным в кольцевом пазу 21 корпуса 22

5 передачи. От углового поворота относительно вала 19 и относительно друг друга втулки 10-12 удерживаются направляющими шпонками 23, расположенны3 1196 ми между валом 19 и втулкой 11, а также между каждой парой всех последунэдих втулок, включая втулку 15 диска 14. На внешних (правых на фиг.1) цилиндрических сторонах втулок s 10-12 выполнены кольцевые пазы 24, в которых размещаются- пальцы включающих рычагов 25, предназначенных для перемещения соответствукмчих втулок 10-12 в осевом направлении чем осуществляется включение или выключение соответствующих передаточных отношений. Впадины 9 смещены относительно вертикальной оси, проходящей через ось вала 19 на углы 5, пропорциональ-t5 ные углам ,3 наклона зацепляющихся элементов о. При этом смещение может производиться как в одну, так и в другую сторону при необходимости изменения угла уЗ в обратную сторону (от/Л нулевого значения) для реверсирования передачи. Зацепляющиеся элементы 8 размещены в гнездах 26, выполненных на обращенных друг к другу торцах дисков 6 и 7, Червячная передача с переменным передаточным отношением работает следующим образом. Одним из включающих рычагов 25 подается в сторону подвижного диска 7 (на фиг,1 влево) соответствующая втулка 10-12 до упора фиксирующих элементов 13 в боковую поверхность диска 7. Одновременно фрикционный каток 18 своим приводом вводится в зацепление с коническим фрикционом 16 диска 7 и с фрикционом 17 диска 14. Разворотом фрикционного катка 18 в нужную сторону (прямое вращени или реверсирование) осуществляется принудительный разворот подвижного диска 7 относительно диска 14, а, следовательно, относительно вала и неподвижного диска 6 до совпадения фиксирующих элементов 13 с соответствующими впадинами 9, захода элементов в эти гнезда и фиксации таким образом заданной величины угла , Одновременно с этим происходит осевое перемещение подвижного диска 7 в сторону неподвижного диска 6 и уменьшение расстояния между этими дисками на величину, пропорциональную сов /i, Для принятых в практике 6 углов наклона витков червяка с 1-4 заходами 3 - 28 уменьшение расстоякия равно 0,9986-0,880 от исходного (при а О). Это уменьшение ширины червячного колеса легко может быть учтено при проектировании и на работу червячной передачи не .влияет, Влияние осевого перемещения диска 7 на узлы установки и фиксации угла /3 компенсируется соответственно за счет конической формы фрикционного катка 18 и запаса по длине втулок 10-1. В дальнейшем вводится в зацепление с червячным колесом одна из секций 2,3,4, соответствующая установленным величинеи направлению угла уЗ. При этом достигается полное соответствие друг другу углов наклона зацепляющихся элементов 8 и обеспечиваются оптимальные условия зацепления. При необходимости изменения передаточного отношения или реверсирования вращения червячного колеса вначале выводится из зацепления с червячным колесом соответствующая секция 2,3 или 4 червяка, затем рычагом 25 отводится от диска 7 одна из концентрических втулок 10-12 до выхода из зацепления с впадинами 9 фиксирующих элементов 13, на чем завершается процесс включения передачи, Секции червяка могут быть выполнены подвижньвми в осевом направлении относительно вала 5 на направляющих шпонках, шлицах или иным способом (фиг.2), При необходимости выборочного включения червячных секций может оказаться целесообразньм (фиг,6) расположение каждой из них на отдельных (например, консольных) валах 5, каждый из которых через свое передаточное звено любой известной конструкции связан с ведущим валом. Форма зацепляющихся элементов может быть цилиндрической или веретенообразной, круглой, прямоугольной, трапецеидальной (фиг,1-3). Впадины 9 в дисках 6 и 7 могут быть выполнены в различных вариантах, например разборными (фиг,3).

В фаг.

A

22

1. Червячная передача с переменным передаточным отношением, содержащая червяк в виде секций с различным числом заходов и одинаковым для всех секций осевым шагом, червячное колесо, взаимодействующее с секциями червяка, и механизм изменения передаточиого отношения, о т л и ч а юг щ а я с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, червячное колесо выполнено в аяде неподвижного относительно вала колеса и подвижного в осевом и окружном направлении дисков, связанных между собой посредством зацепляи цихся элементов, установленных с возможностью поворота относительно оси вала,, подвижный диск имеет на торцовой поверхности, противолежащей поверхности с зацепляющимися элементами, впадины, а механизм изменения передаточного отношения выполнен в виде коаксиально расположенных втулок, размещенных с возможностью относительного осевого перемещения, и фиксирующих элементов, расположенных на торцах втулок и взаимодействующих с впадинами диска., 2. Червячная передача по п.1, от§ личающаяся тем, что, с целью повьш1ения нагрузочной способности, она снабжена механизмом регулиf)OBKH угла поворота зацепляющихся элементов, выполненным в виде диска, размещенного на наружной поверхности внешней втулки, двух конических фрикцИонов, один из которых размещен на подвижном диске, а другой - на диске Ф внешней втулки, и привода с фрикционОд ным катком, взаимодействующим с кониО1 ческими фрикционг1ми. Gfd Од

6-6

Фш.З

вВ

Г-г

Фиг. 5

Фиг. 6