Беззазорный привод подвижного звена Советский патент 1992 года по МПК B25J17/00 

5,

/В

я

/

и

ГУ

Ы

(Л

Изобретение м.б. использовано в роботах и манипуляторах. В приводе имеются двигатель и редуктор, на выходном валу 3 которого закреплено ведомое подвижное звено 4. На выходном валу установлено также ведомое зубчатое колесо, составленное из двух частей-5 и 6, упруго связанных между собой посредством упругих торсионов .7. 4 ил.

,-ю

vi О

сл

/г

Изобретение относится к машиностроению, а именно к приводам промышленных роботов и манипуляторов, где задача обеспечения точности представляет серьезную проблему.

Известен редуктор, содержащий водило, на котором под-углом к оси его вращения в подшипниках установлено ведущее коническое колесо, и средство фиксации ведущего колеса относительно корпуса в окружном направлении, выполненное в виде изогнутых стержней, цилиндрические цапфы которых установлены в отверстиях корпуса.и ведущего колеса с возможностью относительного вращения и поступательного перемещения.

Недостатками данного редуктора являются низкая точность в связи с отсутствием средств регулирования бокового зазора в зацеплении, а также пониженный КПД и ограниченная долговечность из-за наличия трения скольжения при относительном вращении и поступательном движении цилиндрических цапф изогнутых стержней.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является беззазорный привод, содержащий приводной двигатель, торсионно-эластичный приводной вал, на котором расположены на расстоянии один от другого два ведущих колёса, каждое из которых соединено с ведомым колесом через понижающую передачу, и устройство для торсионной затяжки, причем устройство для торсионной затяжки размещено между каждым ведомым колесом и поворачиваемым узлом, а ведомые колеса установлены с возможностью вращения на поворачиваемом узле коаксиаль- но от его поворота.

Недостатками данного беззззорного привода являются сложность устройства и большие потери на трение, обусловленные высокими относительными скоростями сателлитов, а также наличием большого числа пар зацепления.

Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение потерь на трение.

Для достижения этой цели в беззазорном приводе подвижного звена, включающем двигатель и зубчатый редуктор, выходной вал которого связан с подвижным звеном, а зубчатое колесо последней ступени выполнено из двух частей, упру го связанных между собой, одна из частей зубчатого колеса жестко посажена на выходном валу редуктора, а другая установлена подвижно относительно выходного вала и снабжена упругими торсионами, равномерно размещенными по периферии зубчатого колеса и защемленными в нем, а другими концами

установленными в призматических отверстиях диска, причем диск установлен подвижно на выходном валу и снабжен устройством фиксирования и поворота относительно выходного вала.

Благодаря указанному исполнению привода имеют место выборка зазоров в зацеплении и их нераскрытие в диапазоне рабочих нагрузок. Благодаря этому улучша0 ются точностные показатели передачи, уменьшаются динамические нагрузки при реверсировании движения, появляется возможность повысить долговечность передачи путем смены боковых рабочих профилей.

5 Наличие большого числа упругих торсионов повышает надежность передачи, уменьшает нагрузку на каждый из них, в то время как 1 в прототипе усилие передается одним упругим валом. Предлагаемое изобретение бо0 лее просто в реализаций, чем прототип, может применяться для получения полноповоротного вращательного движения, в то время как конструкция прототипа этого не позволяет (поворот ведомого звена ограни5 чен конструкцией корпуса).

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого привода для случая применения цилиндрических зубчатых колес; на фиг, 2 - вариант схемы с коническими колесами; на

0 фиг. 3 - устройство фиксирования и поворота диска, вид спереди; на фиг, 4-разрез А-А на фиг. 3.

Беззазорный привод включает двигатель 1, многоступенчатый зубчатый редук5 тор 2, выходной вал 3, связанный с подвижным звеном 4..На выходном валу 3 установлено зубчатое колесо из двух половин. Одна половина 5 жестко посажена на выходном валу, а другая половина 6 уста0 иовлена на нем с возможностью поворота. Колесо 6 снабжено системой, составленной из шести - двенадцати упругих торсионов 7, расположенных на периферии этого зубчатого колеса и одними концами защемлен5 ных в нем, а другими концами входящими в призматические гнезда, выполненные на периферии диска 8.

Диск 8 установлен с возможностью поворота на втулке 9, жестко закрепленной на

0 выходном валу 3. От выпадания из призматических гнезд диска стержни удерживаются кольцом 10. В приливах 11 втулки 9 установлены упорные винты 12 с контргайками 13, которые своими упорными концами взаимо5 действуют с приливами 14 на диске 8.

Привод работает следующим .образом. При прямом ходе крутящий момент передается выходному валу посредством зубчатого колеса 5, жестко закрепленного на выходном валу. При реверсировании движения крутящий момент выходному валу передается через зубчатое колесо 6, упругие тор- сионы 7, диск 8, упорные винты 12, втулку 9, жестко посаженную на выходном валу 3.

Регулировка закрутки торсионов осуществляется с помощью винтов 12 и фиксируется контргайками 13. В начале поворотом диска 8 происходит выборка зазоров в зацеплении, а затем создается за счет скручивания торцовых сечений торсионов предварительная закрутка, обеспечивающая нераскрытие зазора в диапазоне рабочих нагрузок.. При этом концы торсионов выдвигаются из пазов, а торцовые сечения слегка разворачиваются. Величина дополнительной закрутки регулируется поворотом винтов 12. Для повышения точности винты 12 выполнены с мелкой резьбой.

Направление закрутки определяется тем, что один из винтов 12 вворачивается, а другой выворачивается на определенную величину до упора в приливы диска 8. При изменении порядка вворачивания винтов происходит изменение направления закрутки. В результате в работу вступают боковые профили зубьев, которые до этого были нерабочими. Тем самым удваивается продолжительность нормальной работы зубчатой передачи. Это относится также к коническим зубчатым колесам, для которых проблема выборки зазоров в зацеплении стой г ещё острее.

Поскольку исполнение упругих элементов в виде жестких торсионов позволяет

сделать их достаточно жесткими, то уменьшается мертвый ход передачи (т.е. величина упругой деформации системы до момента начала движения ведомого вала, находящегося под нагрузкой).

Технико-экономические преимущества изобретения состоят в повышении долговечности передачи, точности и снижении эксплуатационных затрат связанных с обеспечением этих показателей.

Формула изобретения

Беззазорный привод подвижного звена, включающий двигатель и зубчатый редуктор, выходной вал которого связан с подвижным звеном, а зубчатое колесо последней ступени редукции выполнено из двух частей, упруго связанных между собой,

о т л и ч. а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения потерь на трение, одна из частей зубчатого колеса жестко посажена на выходном валу редуктора, а другая установлена подвижно на выходном валу и снаб жена упругими торсионами, равномерно размещенными по периферии зубчатого колеса и закрепленными одними концами в нем, а другими концами - в призматических отверстиях

дополнительно введенного диска, причем диск установлен также подвижно на выходном валу и снабжен устройством его фиксирования и поворота относительно этого вала.

В