Зубчато-реечная передача Советский патент 1990 года по МПК F16H19/04 B23Q11/08 

11 -Н 8 13 W

i i ;

С

Изобретение относится к зубчато-реечным преобразователям вращательного движения в поступательное и может быть использовано в роботах и манипуляторах. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей передачи. Зубчатое колесо 8, закрепленное на валу 7 привода 6, входит в зацепление с рейкой через ведомое зубчатое колесо 9 или непосредственно. При вращении колеса 8 каретка 2 перемещается по направляющей 4, а ролики 10, 11 и два натяжных ролика образуют из защитного ремня 13 петлю под ведущим колесом 8, обеспечивая его свободное вращение и предохраняя подвижные детали передачи от загрязнений. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

ел

vl -vJ

i

со

25

ы

fas 2

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчато-реечным преобразователям вращательного движения в поступательное, и может быть использовано, например, в роботах и манипуляторах.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей передачи,

На фиг, 1 показана передача, попе- речный разрез; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение В-Б на фиг,2; на фиг. 4 - сечение В-В ня фиг, 1; на фиг, 5 и 6 - защитный ремень и его расположение на обечай- ,ах продольного канала; на фиг, 7 - шариковая прямолинейная направляющая; на фиг, 8 - передача, в которой ведущее зубчатое колесо непосредственно взаимодействует с зубчатой рейкой; на фиг, 9 - сечение Г-Г на фиг, 8.

Зубчато-реечная передача содержит два имеющих возможность относительного поступательного перемещения звена, одно из которых выполнено, например, в виде неподвижного основания 1, а другое - в виде подвижной каретки 2. В основании 1 выполнен продольный канал 3) в котором установлена прямолинейная направляющая 4. На направляющей 4 закреплена продольная зубчатая рейка 5 , а йа каретке 2 установлен привод 6, на валу 7 которого закреплено ведущее зубчатое |колесо 8, входящее в зацепление с рейкой 5 или непосредственно, или через ведомое зубчатое колесо 9. На валу 7 с возможностью свободного вращения установлен направляющий ролик, состоящий из двух частей 10 и 11, расположенных по обе стороны ведущего зубча- того колеса 8, при этом диаметр частей 10 и 11 натяжного ролика больше диаметра колеса 8, Симметрично по обе стороны от o-ett вала 7 на каретке 2 установлены два натяжных ролика 12. Ролики 10-12 с образованием петли охватывают защитный ремень 13, закрывающий свободные участки 14 продольного канала 3 и концами с натяжением закрепленный на основании 1,

Между частями 10 и 11 натяжного ролика и ведущим зубчатым колесам 8 на валу 7- с возможностью свободного вращения установлены два идентичных коромысла 15, н других концах который установлена ось 16 ведомого зубчатого колеса 9, Коромысла 15 связаны между собой с помощью направляющей шпильки 17. На одном конце оси 16 выполнен

Q n

5 д« .,

55

0

5

буртик 18, а на другом конце - эксцентрик 19, диаметр которого меньше диаметра оси 16 и который расположен в пазу 20, выполненном в суппорте 21, жестко связянном с кареткой 2. На этом же конце оси 16 установлена стяжная гайка 22 для закрепления коромысел 15 в нужном положении.

На фиг, 1, 4, 7 и 9 показаны различные конструкции прямолинейной направляющей 4, На фиг, 1, 2 и 4 направляющая 4 выполнена в виде плоской пластины, рабочие поверхности 23 которой в сечении имеют форму трапеции, а на суппорте 21 в подшипниках 24 уста- новлены ролики 25, взаимодействующие с рабочими поверхностями 23 направляющей 4, В этой конструкции продольный канал 3 образован поверхностью основания 1, на которой закреплена зубчатая рейка 5, и двумя обечайками 26, что облегчает изготовление и сборку передачи.

С целью повышения надежности защиты продольного, канала 3 ремень 1 3 может быть выполнен с переменным сечением (фиг, 5) и иметь участки 27 тонкого сечения, между которыми расположен участок 28 большего сечения. В этом случае участки 27 ремня 13 лежат на плоских закраинах соответствующих обечаек 26, Возможной прямоугольное сечение ремня 1 3. В этом случае на плоских закраинах обечаек 26 закрепляют направляющие планки 29, между которыми располагают ремень 13 (фиг. b),

Направляющая 4 может быть выполнена и на телах качения (фиг. 7 ). В этом случае на суппорте 21 с обеих сторон установлены сепараторы 30, а направляющая 4 выполнена из двух параллельных частей, одна из которых смещается для выборки зазора к другой с помощью, например, нажимных винтов 31, В сепараторах 30 установлены шарики или ролики 32, Зажимный ремень 13 лежит непосредственно на направляющей 4.

Ведущее колесо 8 может входить в зацепление с зубчатой рейкой 5 и непосредственно, без ведомого колеса 9 (фиг, 8 и 9). В этом случае натяжные ролики 12 расположены ближе к направляющим роликам 10 и 11, чем в предыдущих конструкциях, что позволяет уменьшить охватывающую петлю и, соответственно, общую длину защитного ремня 13,

Однако в этом случае высота зубчатой рейки 5 выше, поэтому в частях 10 и 1 I натяжного ролика выполнены кольцевые проточки 33, а на образующих продольный канал 3 краях обечаек 26 выполнены отбортовки 34, заходящие в кольцевые проточки 33,

Возможна составная конструкция вала 7 привода 6 (фиг, 9), когда вал

7выполнен из двух частей 35 и 36, при этом часть 35 выполнена полой и

за рдно целое с ведущим зубчатым колесом 8, а вторая часть 36 вала 7 имеет жестко закрепленную на ней втулку 37, предназначенную для оамоцентрирующей связи частей 35 и 36. Оье части 35 и 36 вала 7 установлены соответственно в подшипниках 38 и 39 Такая конструкция вала 7 может быть использована и при наличии ведомого зубчатого колеса 9 с коромыслами 15.

На фиг. 8 и 9 показан также вариант направляющей 4, наиболее пригодный для тяжело нагруженных передач.

8этом случае направляющая 4 также выполняется в виде пластины, рабочие поверхности 23 которой имеют прямоугольный профиль, а на суппорте 21 с обеих сторон установлены нижние 40, боковые 41 и верхние 42 цилиндрические ролики, взаимодействующие с рабочими поверхностями 23 направляющей 4. Регулировка зазоров в этом случае может производи;ьсч, например, за счет выполнения осей роликов 40-42 эксцентриковыми и поворотными или любым другим известным способом,

Зубчато-реечная передача работает следующим образом.

Вал 7, получая вращение от привода 6, вращает ведушее зубчатое колесо 8, которое через ведомое зубчатое колесо 9 (фиг, 1-4) или непосредственно (фиг. 8 и 9) входит в зацепление с зубчатой рейкой 5, В результате каретка 2 перемещается по направляющей 4, а части 10 и J1 направляющего ролика и натяжные ролики 12, обкатываясь по защитному ремню 13, все время поддерживают образуемую ими из ремня 13 петлю на расстоянии от зубчатого колеса 8, обеспечивая тем самым свободное вращение последнего и защищая подвижные детали передачи от загрязнений,

С целью повышения точности работы передачи при выполнении ее с ведомым зубчатым колесом 9, ось 16 которого

10

5

установлена в коромыслах 15, зазоры в зубчатых зацеплениях сокращают до минимума. Для этого отпускают гайку 22 и вращают в нужном направлении ось 16 колеса 9. Поскольку эксцентрик 19 оси

16 установлен Б пазу 20 суппорта 21, то ось 16, а вместе с нею коромысла

15 и колесо 9 перемещаются по дуге окружности с центром на оси вала 7, при этом колесо 9 приближается к рейке 5 или удаляется от нее. После получения в зубчатом зацеплении зазоров допустимой величины снова затягивают гайку 22, и коромысла 15 буртиком 18 и гайкой 22 фиксируются в нужном положении, прижимаясь к суппорту 21,

Ф °о р м у л а изобретения

0

1, Зубчато-реечная передача, содержащая два звена, установленные с возможностью относительного поступательного перемещения, прямолинейную нап5 равляющую, установленную в продольном канале, который выполнен в одном из звеньев, закрепленную на направляющей параллельно ей зубчатую рейку, установленный на втором звене привод, за крепленное на его валу ведущее зубчатое колесо, входящее в зацепление с рейкой, соосный с ведущим колесом направляющий ролик, два натяжных ролика, установленных на втором звене симметрично по обе стороны от оси вращения направляющего ролика, направляющие элементы, установленные на втором звене, размещенные в продольном канале первого звена и предназначенные для взаимодействия с его прямолинейной

направляющей, и ремень для защиты зубчатой рейки, охватывающий ролики с образованием петли, закрывающий свободные участки продольного канала и своими концами с натяжением закрепленный на первом звене, отличающая- с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, направляющий ролик выполнен по длине из двух одинаковых частей, аксиально установленных с возможностью свободного вращения на валу привода по обе стороны ведущего зубчатого колеса, а диаметр ролика превышает диаметр ведущего зубчатого колеса.

5

5

0

5

Фиг.

S

И

ZJ

27 7J А.

/ 25

ttf///.

teJ

В-Б

X

Ш

I

г.

29 13

fcjffil -

/ 25

/г.

/Ј

L Ыф

6CЈiZSl

г-г

33 11 в Ю 13

щ

39

W

Фиг. 9