ВОЛНОВАЯ ТОРЦЕВАЯ ПЕРЕДАЧА СО СКРЕЩИВАЮЩИМИСЯ ВАЛАМИ Советский патент 2005 года по МПК F16H1/00 

Известны конструкции передач, которые используются в качестве выходной ступени привода вращения рамок карданова подвеса гиростабилизатора (см. например, авт. св. 135149, выбранное в качестве прототипа, и другие, приведенные в графе 5 справки об исследовании заявляемого объекта по источникам патентной и научно-технической информации).

Прототип представляет собой кулачковый механизм. Выходное звено - глобоидный кулачок, в канавке спирали которого размещены основной и вспомогательный диски рычага. Диски рычага вращаются в опорах качения относительно каретки, которая в свою очередь имеет возможность поворота относительно тела рычага.

Зазоры в зацеплении дисков с кулачком выбираются упругим элементом.

Основным недостатком являются недостаточные несущая способность и жесткость, обусловленные тем, что в зацеплении находится один основной диск, определяющий перемещение рычага.

Целью изобретения является увеличение несущей способности выходной ступени и повышение ее жесткости и точности за счет увеличения точек контакта в зоне зацепления.

Указанная цель достигается тем, что в качестве выходной ступени используется волновая пространственная передача со скрещивающимися осями вращения.

Предлагаемое изобретение представляет собой разновидность волновой передачи. Так же, как и у обычной передачи, имеется 3 основных элемента: генератор, гибкое и жесткое колеса.

Одним из отличительных признаков передачи является пространственный генератор, создающий винтовую синусоидальную бегущую волну для создания рабочей деформации гибкого звена.

Генератор состоит из набора эксцентриков, расположенных в определенной угловой последовательности, и радиальных шарикоподшипников, размещенных на этих эксцентриках для уменьшения потерь на трение.

Гибкое колесо состоит из полого цилиндра с двумя рядами радиальных диаметрально расположенных отверстий на образующей цилиндра. В отверстиях размещены с возможностью радиальных перемещений шарики.

Выходное звено состоит из двух установленных на валу нагрузки деталей с зубчатыми венцами на торцах и связанных между собой упругими связями для устранения мертвого хода передачи и создания упругого натяга в зоне зацепления.

Изобретение иллюстрируется чертежами передачи, взятой в качестве примера, где на фиг.1 представлен поперечный разрез относительно входного вала, на фиг.2 - продольный разрез конструкции, а на фиг.3 - вид снизу в разрезе.

Для простоты вид генератора на фиг.3 опущен.

Генератор представляет собой сборочную единицу, состоящую из вала 1, набора эксцентричных втулок 2, 3 и подшипников 4. Для создания генератором волны деформации эксцентричные втулки 2 и 3 размещены с угловым шагом друг относительно друга:

где n - число шариков 5 в обойме с одной стороны.

Это достигается, например, при помощи общей шпонки 6 на валу 1 и смещенных шпоночных канавок на эксцентричных втулок 2 и 3.

Для осевой фиксации эксцентричных втулок и размещенных на них подшипников используются дистанционные втулки 7. Генератор установлен на подшипниках 8 в стойках 9, расположенных в неподвижном основании 10.

Гибкое звено состоит из полой цилиндрической обоймы 11 с двумя рядами радиальных отверстий, размещенных по образующим цилиндра диаметрально друг другу. В радиальных пазах размещены шарики 5 с возможностью перемещений.

Выходное звено передачи - два сектора 12 и 13 в нашем примере имеют зубчатые венцы с профилем, обеспечивающим контакт поверхности зуба с шариками 5 в любой момент зацепления, т.е. должен соответствовать основному положению теории зацепления. Для создания упругого натяга в зоне зацепления секторы связаны упругим элементом 14.

Представленная передача работает аналогично плоским волновым передачам. При вращении входного вала 1 от привода 15 генератор создает бегущую волну деформации, при которой шарики 5 совершают синхронное возвратно-поступательное перемещение относительно обоймы 11, и при этом находятся в контакте с зубьями секторов 12, 13, которые начинают вращаться с угловой скоростью, уменьшенной в передаточное число раз (u) по отношению к угловой скорости выходного вала 1.

Передаточное число передачи определяется из следующих соображений:

За 1 оборот генератора (входного вала) выходное колесо совершит поворот β_к на 1 угловой шаг зубчатого венца.

где Zk - число зубьев колеса.

Очевидно, что колесо совершит один оборот после того, как генератор сделает Zk оборотов.

Следовательно, передаточное число передачи численно равно числу зубьев выходного колеса.

U=Zk

Данная передача, по сравнению с прототипом, позволит увеличить несущую способность и жесткость кинематической цепи передачи.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в составе редукторов с длительным ресурсом. Волновая торцевая передача содержит корпус, установленные в нем входной вал 1 с генератором волн, выходной вал, гибкое и жесткое колеса. Гибкое колесо выполнено в виде цилиндра 11 с радиальными пазами, расположенными по его двум диаметрально противоположным образующим, с размещенными в пазах телами качения, образующими зубчатые венцы. Генератор волн выполнен в виде установленных на подшипниках качения 4 набора эксцентричных втулок 2 и 3. Жесткое колесо выполнено из двух подпружиненных между собой плоских секторов с зубчатыми венцами на торцах и взаимодействует с зубчатыми венцами гибкого колеса. Технический результат - увеличение долговечности, повышение несущей способности и жесткости передачи. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Волновая торцевая передача со скрещивающимися валами, содержащая корпус, установленные в нем входной вал с генератором волн, выходной вал, гибкое и жесткое колеса, отличающаяся тем, что, с целью увеличения долговечности, повышения несущей способности и жесткости передачи, гибкое колесо выполнено в виде цилиндра с радиальными пазами, расположенными по его двум диаметрально противоположным образующим, с размещенными в пазах телами качения, образующими зубчатые венцы.2. Волновая торцевая передача по п.1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, генератор выполнен в виде установленных на подшипниках качения набора эксцентричных втулок с угловым шагом друг относительно друга равным 360°/n, где n - число тел качения по одной образующей.3. Волновая торцевая передача по п.1, отличающаяся тем, что, с целью устранения зазоров в зацеплении, жесткое колесо выполнено из двух подпружиненных между собой плоских секторов с зубчатыми венцами на торцах, взаимодействующими с зубчатыми венцами гибкого колеса.