Волновая передача Советский патент 1992 года по МПК F16H1/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в приводах различных механизмов, например, в приводах манипуляторов и роботов.

Известна волновая передача, содержащая жесткое и гибкое колеса, по меньшей мере одно из которых установлено с возможностью вращения, и генератор волн, представляющий собой водило с осями и закрепленными на них роликами.

Недостатком известной волновой передачи является узость функциональных возможностей и низкая надежность.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что волновая передача содержит жесткое и гибкое колеса, по меньшей мере одно из которых установлено с возможностью вращения, и генератор волн представляющий собой водило с осями и закрепленными на них роликами. Кроме того, волновая передача снабжена механизмом одновременного радиального перемещения роликов, в крайнем положении которых, соответствующем минимальному их удалению от оси вращения водила, диаметр окружности, описывающей ролики по наружным поверхностям, меньше или равен внутреннему диаметру гибкого колеса.

Механизм одновременного радиального перемещения роликов может быть выполнен в виде подпружиненных к водилу и закрепленных на последнем с возможностью поворота рычагов с грузами на конце

VJ

о ю о о

каждого, а ролики установлены на рычагах. Причем ролики могут быть установлены на рычагах между осями поворота их и грузами, или таким образом, что оси поворота рычагов будут расположены между грузами и роликами.

Механизм одновременного радиального перемещения роликов может быть выполнен в виде дополнительных роликов, установленных на общих осях с основными, и втулки с внутренней конической поверхностью для взаимодействия с дополнитель- ными роликами, установленной с возможностью осевого перемещения, ось которой совпадает с осью водила.

На фиг. 1 и 2 схематично изображены примеры волновых передач с подпружиненными рычагами в нерабочем (фиг.1) и в рабочем (фиг.2) положениях; на фиг.З схематично изображен пример волновой передачи с дополнительными роликами в рабочем положении (продольный разрез).

Во всех примерах конкретного выполнения предлагаемой волновой передачи содержатся жесткое колесо 1 и гибкое 2. По меньшей мере одно из указанных колес установлено с возможностью вращения. Кроме того, имеется генератор волн, представляющий собой водило 3 с осями 4 и закрепленными на них роликами 5. Ролики 5 установлены с возможностью одновременного радиального перемещения. В крайнем положении роликов 5, соответствующем минимальному их удалению от оси вращения водила 3, диаметр окружности D описывающей ролики 5 по наружным поверхностям меньше или равен внутреннему диаметру DI гибкого колеса 2.

Предлагаемые примеры выполнения волновой передачи отличаются конкретным исполнением механизма одновременного радиального перемещения роликов 5.

Механизм перемещения роликов 5 может быть выполнен в виде подпружиненных к водилу 3 и закрепленных на последнем с возможностью поворота рычагов 6 с грузами 7 на конце каждого, а ролики 5 установлены на рычагах 6. Причем, ролики 5 могут быть установлены на рычагах 6 между осями 8 поворота последних и грузами 7, или таким образом, что оси 8 поворота рычагов 6 будут расположены между грузами 7 и роликами 5.

Механизм перемещения роликов 5 может быть выполнен также в виде дополнительных роликов 9, установленных на общих осях 10 с основными, и втулки 11с внутренней конической поверхностью для взаимодействия с дополнительными роликами 9. Втулка 11 установлена с возможностью осевого перемещения и ее ось совпадает с осью водила 3.

Работа волновой передачи основана на том, что в крайнем положении роликов 5,

соответствующем максимальному их удалению от оси вращения водила 3, эти ролики деформируют гибкое колесо 2 таким образом, что в зоне роликов 5 зубья последнего входят в зацепление с зубьями жесткого ко0 леса 1 по всей высоте, а в зоне наиболее удаленной от роликов 5, зубья не касаются друг друга. Число зон зацепления в волновой передаче равно числу роликов 5. Вращение водила 3 вызывает цикличность

5 деформации гибкого колеса 2, т.е. образование перемещающихся волн деформации, что обеспечивает вращение колеса (или обоих колес 1 и 2), установленного с возможностью такового.

0 При перемещении роликов 5 в нерабочее положение, т.е. в положение, соответствующее минимальному их удалению от оси вращения водила 3, деформация гибкого колеса 2 прекращается, что обеспечивается

5 указанным соотношением диаметров D и DL При одновременном перемещении роликов 5 в положение, соответствующее их максимальному удалению от оси вращения водила 3, т.е. в положение являющееся

0 рабочим, гибкое колесо 2 вновь деформируется и входит в зубчатое зацепление с жестким колесом 1 одновременно во всех зонах расположения роликов 5.

Таким образом, предлагаемая передача

5 обеспечивает возможность выполнения дополнительной функции расцепления ведущего (водило 3) и ведомых (колеса 1 или (и) 2) звеньев.

При установке роликов 5 на подпружи0 ненных рычагах 6 с грузами 7, перемещение этих роликов обеспечивается путем изменения скорости вращения водила 3, за счет изменения при этом действующей на грузы 7 центробежной силы F величина которой

5 прямо пропорциональна квадрату этой скорости. Находящиеся под действием противоположно направленных моментов, создаваемых центробежной силой F и силой упругости пружины, рычаги 6 с роликами 5

0 поворачиваются в направлении действия большего момента, а соотношение величин моментов определяется скоростью вращения водила 3.

Одновременность поворота рычагов 6 с

5 роликами 5 обеспечивается за счет равенства величин жесткости пружин и величин массы грузов 7.

При увеличении скорости вращения водила 3 в волновой передаче с роликами 5, установленными на рычагах 6 между осями

8 поворота их и грузами 7, ролики 5 перемещаются из нерабочего положения в рабочее, а в волновой передаче с роликами 5 установленными таким образом, что оси 8 поворота рычагов 6 расположены между грузами 7 и этими роликами, последние, наоборот, перемещаются из рабочего положения в нерабочее.

Грузы 7 могут быть выполнены с возможностью изменения их массы, что позволяет регулировать режим работы волновой передачи.

В волновой передаче с дополнительными роликами 9, установленными на общих осях 10 с основными роликами 5, совместное перемещение указанных элементов в нерабочее положение, т.е. к оси вращения водила 3, обеспечивается за счет воздействия на дополнительные ролики 9 конической поверхностью втулки 11 при ее продольном перемещении в сторону, противоположную стороне расположения геомет- рической вертикали этой конической поверхности. При перемещении втулки 11 в первоначальное положение, ролики 5 перемещаются в рабочее положение под действием сжатой пружины 12. Перемещение втулки 11 может осуществляться вручную, или с помощью какого-либо управляющего механизма (не показан),

Поскольку во всех примерах выполнения волновой передачи жесткое сцепление ведущего и ведомого звеньев отсутствует, то при превышении момента сопротивления вращению сверх допустимой величины обеспечена возможность проворачивания этих звеньев относительно друг друга за счет самопроизвольного силового поджатия роликов к оси вращения водила, что исключает возможность поломки элементов передачи.

Таким образом достигается расширение функциональных возможностей и повышение надежности волновой передачи.

Изобретение целесообразно использовать в приводах различных механизмов, работающих в нескольких скоростных режимах.

Формула изобретения

1.Волновая передача, содержащая жесткое и гибкое колеса, по меньшей мере одно из которых установлено с возможностью вращения, и генератор волн,

представляющий собой видило с осями и закрепленными на них роликами, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, она снабжена механизмом

одновременного радиального перемещения роликов, в крайнем положении которых, соответствующем минимальному их удалению от оси вращения водила, диаметр окружности, описывающей ролики по наружным поверхностям меньше или равен внутреннему диаметру гибкого колеса.

2.Волновая передача по п.1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что механизм одновременного радиального перемещения роликов выполней в виде подпружиненных к водилу и закрепленных на последнем с возможностью поворота рычагов с грузами на конце каждого, а ролики установлены на рычагах.

3. Волновая передача по п.1, о т л и ч аю ща я с я тем, что, механизм одновременного радиального перемещения роликов выполнен в виде дополнительных роликов, установленных на общих осях с основными, и втулки с внутренней конической поверхностью для взаимодействия с дополнительными роликами, установленной с возможностью осевого перемещения, ось которой совпадает с осью водила.

4. Волновая передача по п.2, отличающаяся тем, что ролики установлены на рычагах между осями поворота их и грузами.

5. Волновая передача по п.2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что оси поворота рычагов расположены между грузами и роликами

и

5

five. 2

СО

Использование: в машиностроении, в приводах роботов и манипуляторов. Сущность изобретения: устройство содержит жесткое и гибкое колеса, генератор волн, представляющий собой водило с осями и закрепленными на них роликами и механизм одновременного радиального перемещения роликов, который может быть выполнен или в виде подпружиненных к во- дилу и закрепленных на нем с возможностью поворота рычагов с грузами на конце каждого (ролики установлены на рычагах), или в виде дополнительных роликов, установленных на общих осях с основными, и втулки с внутренней конической поверхностью для взаимодействия с дополнительными роликами, установленной с возможностью осевого перемещения, ось которой совпадает с осью водила 4 з п ф-лы, 3 ил. (Л