Прямозубый цилиндрический редуктор Советский патент 1981 года по МПК F16H1/06 

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использо вано в силовых следящих приводах бор.ТОБОЙ аппаратуры. Известны конструкции прямозубого цилиндрического редуктора с параллель ными валами, содержащего зубчатые колеса, установленные на валах, опорами которых являются подшипники качения Безлюфтовая связь потенциометра и шка лы, установленных на редукторе относительно сектора регулируемого объекта (нагрузки) осуществлена в нем за счет применения разрезных зубчатых колес, сдвинутых по плоскости их Соприкосновения с помощью пружин, с последующей фиксацией определенного кру тящего момента 13Недостатком данного редуктора являет ля сравнительно высокая упругая податливость зацеплений, порядка 10 1СГ° рад. Гс см, вызванная, в основном, расхождением их вследствие де формаций валов, корпуса и особенно подпшпников. По технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близким к изобретению является прямозубый цилиндрический редуктор, содержащий параллельные валы, на каждом из которых установлено не более двух зубчатых колес, подшипники качения, являющиеся опорами валов, и люфтовыбирающие устройства . Недостатком этого редуктора является невысокая точность. Цель изобретения - повьппение точности путем уменьшения влияния контактной упругости подшипниковых опор на общую крутильную податливость кинематической цепи редуктора и достижения величины последней от 10 до 109 рад Гс . Указанная цель обеспечивается тем, что каждая последующая пара сопряжеиных зубчатых колес расположена отно,сительно другой пары таким образом,. что отрезки прямых, соединеяющие цен ры вращения колес пары,образуют межд собой угол, составляющий 30-50, при соблюдении следующих соотношений меж ду конструктивными параметрами редук тора: 6,3; 4,2; ,9; 8 е i. 12; 3 i ± 05; Ktc О.б-еЛс,,,,. . i; 6, TK ПК где f Ьц Эк . Ьк,Як Ь,,; ЛС I - произведение квадратов . частных передаточных чисел, начиная с первого от вала нагрузки и кончая k-4-ым; cTtfj,- крутильная податливость вала k, вызванная контактной упругостью его опор и приведенная к валу нагрузки; ,3.,.(п-1) - порядковый номер вала редуктора,,начиная с вала нагрузки;п - число валов редуктора, включая валы двигателя и нагрузки; ,2.,.(k-1) - порядковый номер сопряженной зубчатой .пары, начиная вала нагрузки; ИК радиальная жесткость подшип ника вала; расстояние между подшипнико ми опорами вала k; г - радиус делительной окружнос шестерни вала k; Rj. - радиус делительной окружност колеса вала k; ц - передаточное число первой зубчатой пары, начиная от вала нагрузки ijV/j передаточное число j + 1 сопряженной зубчатой пары начиная от вала нагрузки; Э)., Ьц.- расстояние от плоскости зацепления проходящей через середину зубчатого венца щестерни вала k до дальней и ближней подшипниковой опор соответственно; а|( , bw - расстояние от плоскости зацепления, проходящей через середин венца колеса вала k до дальней и бли 34 ней подшипниковой опоры соответственно;d| - диаметр вала k. На чертеже схематически изображен прямозубый цилиндрический редуктор силового следящего привода с оптимальным взаимным расположением сопряженных зубчатых колес. Редуктор включает в себя исполнительный двигатель I, систему зубчатых колес 2-9, последовательно попарно сопряженных, промежуточные валы 1012 и вал 13 нагрузки, причем зубчатое колесо 7 и шестерня 8 выполнены разрезными и снабжены люфтовыбирающими устройствами. Все .валы редуктора параллельны и установлены на подшипники качения. Число зубчатых, передач может -быть неограниченным и определяется потребностью реализации заданного передаточного числа между валами нагрузки и двигателя, отрезки прямых, соединяющие центры вращения последовательно сопряженных зубчатых пар 9-8 и 7-6 и 5-4, 5-4 и 3-2, образуют между собой угол, составляющий 30-50 , причем указанные границы возможных изменений этого угла определяются исходя из следующей зависимости; -U -lliHlil -Гк 3Jt гR рг. Sci - г к t к , , где вС 20 - угол зацепления; угол, образуемый отрезками прямых, соединяющими центры вращения двух последовательно сопряженных зубчатых пар; 7 i J - произведение квадратов частных передаточных чисел, начиная с первого от вала нагрузки и кончая k-1-ым; Р К крутильная податливость ва-ла k, вызванная контактной упругостью его опор и приведенная к валу нагрузки. Обозначения остальных величин, входящих в указанную зависимость, приведены вьпцё. Знак -ц. в круглых скобках соответствует направлению моментной нагрузки на вал k. Как следует из приведенной зависимости, минимум абсолютной величины

5

крутильной податливости вала k, вызванной контактной упругостью его подшипниковых опор, обеспечивается при значении угла,, равном 40°, причем данное утверждение остается справедливым независимо от взаимного расположения шестерни и колеса на валу k.

В то же время получение требуемой величины крутильной податливости кинематической цепи редуктора в пределах от 10 до 10 рад Гс см возможно, как показали проведенные исследования указанной зависимости, только при наложении на конструктивныв параметры редуктора определенных ограничений, а именно: .-е. 0,6 (f4 K-CnK- г где ft. а Ьк Э) Зи , . b, ka v-л K2.I |«2. При этом одновременно расширяютс границы возможных изменений углов Ти.И ° 30 до ЗО, что в значительной степени способствует конструктивюй реализации изобретения. Описанная конструкция редуктора имеет малую податливость и позволяет решить задачу достижения абсолют ных значений крутильной податливост приведенной к валу нагрузки редукто ров от 10 до 10 рад Гс , что, в свою очередь, позволит значительно улучшить их динамические х рактеристики. Формула изобретения Прямозубый цилиндрический редукт содержащий параллельные валы, на ка дом из которых установлено не более двух зубчатых колес, подшипники качения, являющиеся опорами валов, и люфтовыбирающие устройства, отли чающийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения влияния контактной упругости подшип

036

ковых опор на общую крутильную податливость кинематической цепи редуктора и достижения величины последней от 1(Г до 10 рад Гс , каждая последующая пара сопряженных зубчатых колес расположена относительно другой пары таким образом, что отрезки прямых, соединяющие центры вращения колес пары, образуют между собой угол, составляюпщй 30-50, при соблюдении следующих соотношений между конструктивными параметрами редуктора

12;

5;

8

20

0,,5; 0,6 с ПК- т-к Д., ч J 6, где Y. ак,1- Ьк.Ч з. a i-bfc. ft Л 1- произведение квадратов частных передаточных чисел, начиная . с первого от вала нагрузки и кончая k-1-ым; ,3... (п-1) - псГрядковый номер вала редуктора, начиная с вала нагрузки;п - число валов редуктора, включая валы двигателя и нагрузки; ,2...(k-1) - порядковый номер сопряженной зубчатой пары, начиная от вала нагрузки; . Ср,( - радиальная жесткость подшипника вала; | - расстояние между подпшпниковыми опорами вала k; Г| - радиус делительной окружности шестерни вала k; R 1 - радиус делительной окружности колеса вала k; i - передаточное число первой зубчатой пары, начиная от вала нагрузки;i - передаточное число j + 1 сопряженной зубчатой пары, начиная от вала нагрузки; k./i расстояние от плоскости зацепления проходящей через середину зубчатого венца шестерни вала k до дальней и ближней подшипниковой опоры соответственно; k.z расстояние от плоскости зацепления проходящей через середину венца колеса вала k до дальней и ближ ней ПОДШИПНИКОВОЙ опоры соответственно;d| - диаметр вала ( - крутильная податливость вала k, вызванная контактной упругостью его опор и приведенная к валу нагрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Петрунин С.П. Конструирование редукторов следящего привода радиоаппаратуры. М.,Советское радио, 1971, рис. 46. 2.Олесюк В. Проблема выбора оптимального положения сопряженных колес зубчатого редуктора, - Pomiary Automatyka kontrola. 1967, РоК XIII, № 7, с. 328-330 (прототип).