Шариковая червячная передача Советский патент 1989 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в приводах высоконадежных и тяжелонагруженных устройств.

Цель изобретения - повышение надежности передачи за счет снабжения ее крыльчатками.

На фиг. 1 изображена передача, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - узел I на фиг. 2; на фиг. 6 - червяк, общий вид; на

фиг. 7 - развертка цилиндрической поверхности хвостовика червяка; на фиг. 8 - сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 9 и 10 - крыльчатки в изометрии; на фиг. 11 - сечение Д-Д на фиг. 5.

Шариковая червячная передача содержит помещенный в корпус 1 червяк 2, выполненный с хвостовиками 3, имеющими винтовые канавки 4, аналогичные винтовым канавкам 5 на рабочей поверхности 6 червяка 2, и взаимодействующие с червяком 2 посредством шариков 7 червячное колесо

8. В корпусе 1 с зазором б смонтированы направляющие втулки 9, имеющие аналогичные хвостовикам 3 червяка 2 винтовые канавки для перемещения шариков 7 и удерживающие их от высыпания. В рабочем положении направляющие втулки 9 фиксируются по крайней мере двумя парами вкладышей 10, 11 и 12, 13. Одна пара вкладышей 10 и 11 расположена по одну сторону от оси червячного колеса 8, а другая пара 12 и 13 - по другую сторону от нее. Во вкладыше 10 с помощью стопорного кольца 14 закреплена крыльчатка 15, установленная между вкладышами 10 и И и вращающаяся вокруг своей оси за счет взаимодействия с винтовыми канавками 4 хвостовика 3 червяка 2. Аналогично установлена между вкладышами 12 и 13 и закреплена во вкладыше 12 крыльчатка 16 с помощью стопорного кольца 14, вращающаяся за счет взаимодействия с винтовыми канавками 4 хвостовика 3 червяка 2. Указанные винтовые канавки 4 хвостовиков 3 переходят в кольцевые канавки 17, которые заполняют шарики полностью, при заполнении ими канала 18 возврата. От кольцевой канавки 17 отходят две винтовые канавки 19, которые являются продолжением винтовой канавки 4. Для придания шарикам 7 направленного движения на конце соответствующих винтовых канавок, в кольцевых канавках 17, установлены отражатели 20.

У каждой из крыльчаток 15 и 16 в зоне 21 съема (передачи) шариков имеются каналы 22 для шариков 7, которые образуются ребрами 23 крыльчатки 15 и торцовой поверхностью 24 вкладыша И, а также ребрами 25 крыльчатки 16 и торцовой поверхностью 26 вкладыша 13. Зона 21 съема (передачи) шариков 7 ограничена осями 27 двух смежных ветвей 28 крыльчаток 15 и 16. На фиг. 1 представлены три ветви крыльчаток, одновременно взаимодействующие с винтовыми канавками 4 хвостовика 3. Размеры указанных элементов выбираются исходя из диаметра шариков 7 и расстояний (по хорде) между ветвями крыльчаток 15 и 16.

Вкладыши 11 и 13 представляют собой тела вращения с секторами торцов 29 и 30, обращенных к крыльчаткам и ограниченных по краям гранями 31, за которыми расположена часть кольцевого канала 32, служащего для перемещения шариков 7, оставшихся в верхней части канала 22, при вращении крыльчаток 15 и 16, так как остальная их часть под действием напора смещается к центральным отверстиям 33 и 34 крыльчаток.

В конструктивном исполнении крыльчатки могут быть как одинаковыми, так и различными. При выполнении канала 18 возврата по одну сторону от плоскости сим0

метрии передачи крыльчатки 15 и 16 выполняются неодинаковыми, так как шарики 7 снимаются (передаются) по касательным к винтовым канавкам 4 хвостовиков 3 червяка 2, расположенных по противоположные стороны от плоскости симметрии передачи. Крыльчатка 15 имеет выступы 35, сопрягающиеся с винтовыми канавками 4 хвостовика 3, а крыльчатка 16 имеет выступы (зубья) 36, установленные на соединяющей ребра 25 планке 37 и взаимодействующие с винтовой канавкой 4 хвостовика 3. Каждая ветвь 28 крыльчаток 15 и 16 в сечении имеет торцовые поверхности 38 и 39 соответственно, сопряженные с центральными от- 5 верстиями 33 и 34, которые соединяются с каналом 18 возврата, представляющего собой трубку, соединенную с вкладышами 10 и 12.

Передача работает следующим образом При вращении червяка 2, имеющего правую нарезку, шарики 7 перемещаются по винтовой канавке 5 червяка 2 со скоростью, приблизительно в два раза меньшей скорости его вращения, за счет вза5 имодействия с червячным колесом 8, создавая тем самым необходимый подпор шариков. Из винтовой канавки 5 червяка 2 шарики 7 плавно поступают на винтовую канавку 4 хвостовика 3, на кольцевую канавку 17, а затем растекаются по двум вин0 товым канавкам 19. Две винтовые канавки 19 на хвостовиках 3 червяка 2 обеспечивают бесперебойное питание канала 18 возврата шариками 7, так как они поступают в него по взаимодействующим винтовым канавкам 19 хвостовика 3 и высту5 пам 35 крыльчатки 15.

В кольцевой канавке 17 хвостовика 3 постоянно присутствует подпор шариков 7, который способствует перемещению их по той

винтовой канавке 19 хвостовика 3 червяка 2, которая находится в зацеплении с выступом 35 крыльчатки 15. При разрыве этого зацепления (т.е. при повороте червяка 2 крыльчатка 15 также поворачивается относительно своей оси вместе с находящимися на

5 ней шариками 7, перемещая их в кольцевой канал 32) шарики 7 поступают на другой выступ 35 крыльчатки 15 с другим винтовым каналом 19, а вышедшая из зацепления с выступом 35 винтовая канавка 4 продолжает заполняться шариками 7 за

0 счет подпора. В момент повторного зацепления с приближающимся выступом 35 винтовая канавка вновь готова начать передавать шарики 7 в канал 18 возврата.

Момент встречи выступа 35 крыльчатки 5 15 с шариками 7 в винтовой канавке 19 подбирается исходя из диаметра червяка 2 и диаметра его хвостовиков 3, которые определяют скорость перемещения

шариков 7 в канале 18 возврата. В случае, когда только один выступ 35 крыльчатки 15 находится в зацеплении с одной из винтовых канавок 19 хвостовика 3, по ней постоянно перемещаются шарики 7, а в сво- бодной винтовой канавке 19 шарики 7 перемещаются в сторону, противоположную вращению червяка 2, имея некоторое сопротивление за счет контакта по стенкам канала 22. Крыльчатка 15 все время впроцес- се работы контактирует посредством шариков 7 с ответной поверхностью вкладыша 11, а шарики 7 под действием напора по каналу 22 крыльчатки 15 перемещаются к ее центральному отверстию 33 и далее следуют в канал 18 возврата. При этом скорость переме- щения шариков 7 варьируется диаметрами хвостовиков 3, создавая избыточный подпор шариков 7 в нагнетающей ветви канала 18 возврата.

Процесс передачи шариков 7 с канала 18 возврата на противоположный хвостовик 3 червяка 2 с помощью крыльчатки 16 аналогичен съему шариков 7 с помощью крыльчатки 15.

Q 5

0

Формула изобретения

Шариковая червячная передача, содержащая червяк с винтовой канавкой, взаимодействующее с ним червячное колесо, ша- рики, размещенные между червячным колесом и червяком, канал возврата для шариков и пару установленных на червяке и предназначенных для удержания шариков от выпадения направляющих втулок, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, на червяке выполнены хвостовики, имеющие каждый винтовую канавку, аналогичную винтовой канавке червяка и сопряженную с ним, и кольцевую канавку, сообщающую винтовую канавку червяка с винтовой канавкой хвостовика, а передача снабжена корпусом, по крайней мере двумя парами вкладышей, установленных в корпусе соответственно по обе стороны от оси червячного колеса, и установленными между вкладышами каждой пары и предназначен- ными для взаимодействия с хвостовиками крыльчатками с каналами, сообщенными с винтовыми канавками хвостовиков, и с центральными отверстиями, сообщенными с каналом возврата для шариков.

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в приводах высоконадежных и тяжелонагруженных устройств. Цель изобретения - повышение надежности передачи. Для этого передача снабжена по крайней мере двумя крыльчатками, осуществляющими принудительное распределение и подачу шариков на винтовые канавки червяка при работе передачи. Канал возврата для шариков сообщен с центральными отверстиями крыльчаток, что позволяет осуществлять профилактический контроль передачи. Передача содержит помещенный в корпус червяк, и взаимодействующее с ним червячное колесо. На червяке выполнены хвостовики, имеющие винтовые канавки, аналогичные винтовым канавкам червяка, и кольцевую канавку для шариков. В корпусе передачи с зазором смонтированы направляющие втулки, имеющие аналогично хвостовикам червяка винтовые канавки для перемещения шариков и удерживающие их от высыпания. В рабочем положении направляющие втулки фиксируются по крайней мере двумя парами вкладышей, расположенных по обе стороны от оси червячного колеса. Между вкладышами каждой пары установлены крыльчатки вращающиеся вокруг своей оси за счет взаимодействия с винтовыми канавками хвостовиков червяка. Каждая крыльчатка имеет каналы для шариков, образованные ребрами крыльчаток и торцовой поверхностью противолежащего вкладыша. В конструктивном исполнении крыльчатки могут быть как одинаковыми, так и различными. Две винтовые канавки на хвостовиках червяка, которые отходят от кольцевой канавки, являясь продолжением винтовой канавки червяка, обеспечивают бесперебойное питание канала возврата шариками, поступающими в него только по поочередно взаимодействующим винтовым канавкам хвостовика и каналам крыльчатки. Скорость перемещения шариков, варьируемая диаметрами хвостовиков, позволяет создать избыточный подпор шариков. 11 ил.

/

/г/з

ФиеЛ

22

32

Фиг. I

ъг

Фиг. J

а

25

22

10

ъв

Фиг. Ч

/ч

Л

19

V7

19

Фиг.7

17

Фиг.6

Г- Г

2

Фиг. 8

23

28

Фиг.9

Фаг 10

15

33

Фиг.11