Червячный редуктор Советский патент 1992 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к машиностроению и найдет применение при производстве и эксплуатации червячных редукторов.

Известен червячный редуктор, у которого радиально-упорные подшипники вала червяка установлены враспор, а для регулировки осевого (теплового) зазора использован комплект кольцевых прокладок различной толщины. Недостатками этой конструкции являются сложность технологии подбора кольцевых прокладок при сборке редукторов в холодном состоянии и неопределенность осевого зазора в подшипниках вала червяка в процессе эксплуатации.

Известен редуктор, в котором радиаль- но-упорные подшипники установлены наружными кольцами внутрь.

Недостатками такой конструкции являются усложнение технологии изготовления корпуса редуктора и невозможность достижения оптимального зазора в подшипниках вала червяка.

Известен редуктор, у которого одна из опор состоит из двух радиально-упорных подшипников и воспринимает осевую нагрузку независимо от направления вращения вала червяка, а вторая выполнена плавающей и воспринимает только радиальную нагрузку.

В этом редукторе конструкция опор является более сложной, дорогой и металлоемкой. .

Недостатком трех известных редукторов является жесткость конструкций опор вала червяка, вследствие которой осевая нагрузка в периоды установившегося движения (пуск, остановка) имеет ударный характер и воспринимается подшипниками, элементами передачи и корпусом. Поэтому снижается прочность, долговечность червячной передачи, подшипников и надежность редуктора в целом.

- Наиболее близким к предлагаемому является червячный редуктор, в котором осевой зазор в радиально-упорных подшипниках вала червяка образуют с помощью комплекта кольцевых прокладок, которые размещают между торцом одного из наружных колец подшипника и торцом крышки.

Недостатками этого редуктора являются трудоемкость подбора кольцевых прокладок (дискретно), в процессе сборки невозможно обеспечитьоптимальный осевой зазор в процессе эксплуатации редуктора, опасность заклинивания подшипников в условиях изменения температуры вала червяка, жесткость конструкции опор и снижение надежности и долговечности червячной передачи, подшипников и других деталей редуктора, воспринимающих осевые нагрузки и вибрации ударного характера. Цель изобретения - повышение надежности редуктора, упрощение технологии сборки и исключение утечек масла.

Червячный редуктор содержит корпус, установленный в нем на двух радиально- упорных подшипниках вал червяка, червячное колесо, взаимодействующее с червяком, две крышки, закрепленные винтами на соответствующих торцах корпуса, одна из которых глухая, а другая - с манжетным уплотнением для вала и устройство для

регулирования осевого зазора в подшипниках.

Устройство для регулировки осевого зазора в подшипниках выполнено в виде кольцевых выступов на наружной поверхности

крышки и двух сжатых тарельчатых пружин, предназначенных для взаимодействия своими торцами с соответствующими торцами кольцевых выступом и торцом подшипника, при этом наружный диаметр пружин меньше диаметра наружного кольца подшипника на величину максимальной поперечной деформации каждой пружины, а внутренний диаметр равен соответственно внешнему диаметру манжетного уплотнения и диаметру кольцевого выступа.

Кроме того, червячный редуктор с целью исключения утечек масла снабжен торообразными уплотнительными кольцами, установленными между корпусом редуктора и соответствующими крышками.

На фиг. 1 показано устройство для регулировки осевого зазора в подшипниках вала червяка редуктора; на фиг. 2 - тарельчатая пружина.

Червячный редуктор содержит червячный вал 1, который опирается на радиально- упорные подшипники 2 (с коническими роликами или шариковые), последние размещены в корпусе 3 редукторе, тарельчатые пружины 4, установленные между торцами крышек 5 и 6, и уплотнительные кольца 7 круглого сечения.

Кроме того обозначены: Fa - осевая си0 ла; L - длина вала червяка; I - расстояние между торцами внутренних колец подшипников; Рп - сила упругости пружины; д, От. dr, f, $ соответственно: толщина, наружный диаметр, внутренний диаметр, высота

5 усеченного конуса, угол в основании конуса тарельчатой пружины; Т 2 - номиль- нальный крутящий момент на червячном колесе; d2 - делительный диаметр червячного колеса.

Величина предварительной деформации и соответствующей силы упругости пружины 4 должна быть достаточной, чтобы обеспечить непрерывный контакт тел качения подшипников 2 независимо от температуры вала 1 червяка. Во время операций обкатки, приработки, испытаний и эксплуатации редуктора при номинальной нагрузке Т2 со стороны червячного колеса 8 на вал 1 червяка действует осевая сила Fa, В эти периоды температура масла в корпусе редуктора возрастает от начальной ti до конечной т.2. Вследствие линейного температурного расширения вала червяка каждая из тарельчатых пружин получает деформацию Лг и соответствующую силу упругости. Поскольку направление вектора силы Fa зависит от направления вращения червячного колеса 8, деформация сжатия Лз возникает только у одной из пружин 4. Величину полной упругой деформации тарельчатой пружины 4 определяют из суммы составляющих:

Ло AI + Аа + ЛзВ. периоды пусков привода машин с упругими звеньями, например, в повторно- кратковременных режимах (ПВ), на вал червячного колеса 8 редуктора действует дополнительный крутящий момент с собственной частотой колебаний ш и амплитудой Т2макс, вызванной сопротивлением момента сил инерции разгоняемых масс. Экспериментом установлено,что

Т2маКс (2,5-3) Т2.

Через зубья червячного колеса 8 эти колебаний возбуждают вибрацию вала 1 червяка вдоль его оси и ударную нагрузку на подшипник 2. Амплитуду осевой силы определяют из выражения

2(2,5 -3)Т2.

амакс -

02

Благодаря нелинейной характеристике тарельчатой пружины в приводе машины с червячным редуктором исключается резонанс.

Таким образом, тарельчатые пружины наряду с функцией компенсации линейного температурного расширения вала червяка предназначены для амортизации и 5 демпфирования ударов и вибраций, а поскольку собственная частота системы пропорциональна жесткости пружины, то можно существенно .уменьшить Рамакс за счет уменьшения ее жесткости.

0

Формула изобретения 1. Червячный редуктор, содержащий корпус, установленный в нем на двух ради- ально-упорных подшипниках вал червяка,

5 червячное колесо, взаимодействующее с червяком, две крышки, закрепленные винтами на соответствующих торцах корпуса, одна из которых глухая, а другая - с манжетами уплотнением для вала, и устройство

0 для регулировки осевого зазора в подшипниках, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности редуктора путем компенсации удлинения вала червяка при повышении температуры и упроще5 имя технологии сборки, устройство для регулировки осевого зазора в подшипниках выполнено в виде кольцевых выступов на наружных поверхностях каждой крышки и двух сжатых тарельчатых пружин, пред0 назначенных для взаимодействия своими торцами с соответствующими торцами кольцевых выступов и торцом подшипника, при этом наружный диаметр пружин меньше диаметра наружного кольца подшипника на

5 величину максимальной поперечной дефор- . мации каждой пружины, а внутренний диаметр равен соответственно внешнему диаметру манжетного уплотнения и диаметру кольцевого выступа.

.02. Редуктор по п. 1,отличающийс я тем, что, с целью исключения утечек масла, он снабжен горообразными уплотни- тельными кольцами, установленными между корпусом редуктора и соответствующими

5 крышками.

Изобретение относится к машинострое;- нию и найдет применение при производстве и эксплуатации червячных редукторов. Целью изобретения является повышение L s г надежности редуктора путем компенсации удлинения вала червяка при повышении температуры и упрощения технологии сборки. Редуктор состоит из червячного вала 1, двух радиально-упорных подшипников 2. корпуса 3, тарельчатых пружин 4, червячного колеса 8, крышки 5 с манжетными уплотнениями, крышки 6, торообразных уплотнительных колец 7. Линейное температурное удлинение вала 1 червяка воспринимается пружинами 4, которые на операции сборки установлены с.предварительной деформацией, обеспечивающей постоянный контакт тел качения подшипников 2 и нормальное зацепление червяка с колесом. Тарельчатые пружины также выполняют функции амортизатора и демпфируют ударную нагрузку колебательного характера. Дополнительный положительный эффект ожидается за счет снижения материалоемкости и экономии энергии при эксплуатации. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. Ё 4J 00 41 00