Передача с промежуточными звеньями
Изобретение относится к машиностроению, и может быть использовано в приводах высокоточных и тяжелонагруженных машин Передача с промежуточными звеньями содержит корпус, ведущий и ведомый валы, кулачок с конусообразной рабочей поверхностью и устройство осевого регулирования, установленные на ведущем валу, центральное колесо с внутренними зубьями и обойму, с размещенными в ее пазах рядами промежуточными звеньями для взаимодействия с кулачком и с внутренними зубьями центрального колеса, внутренние зубья центрального колеса имеют боковую поверхность, образующая линия которой расположена под углом к его центральной оси. Техническим результатом полезной модели является повышение к.п.д. с одновременным увеличением точности
1 н.п.ф. 3 илл.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах высокоточных и тяжело нагруженных машин.
Известна передача с промежуточными звеньями (описание к патенту РФ №1770650 А1, МКИ: F 16 Н 57\12) содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, кулачок, установленный на ведущем валу, центральное колесо с внутренними зубьями, выполненное в виде набора по меньшей мере из двух колец и обойму, жестко связанную с ведомым валом, размещенные в пазах последней рядами промежуточные звенья для взаимодействия с кулачком и центральным колесом, причем передача снабжена устройством поворота, выполненным в виде тангенциально или радиально расположенных к центральному колесу резьбовых стержней, связанных с корпусом, одно из колец набора установлено в корпусе неподвижно, а другое - с возможностью поворота и имеет на наружной поверхности углубления для взаимодействия со стержнями.
Недостатком этой передачи является недостаточно высокий к.п.д. из-за отклонений в геометрии внутренних зубьев (разность шагов, накопленные погрешности шага, неодинаковая геометрия зубьев и т.п.) неподвижного и поворотного центральных колес. Кроме того, это устройство имеет сложную конструкцию и недостаточную несущую способность, которая ограничивается малой жесткостью и прочностью резьбовых стержней в местах их контакта с поворотным колесом.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является передача с промежуточными звеньями (описание к патенту РФ №1716227 А1, МКИ: F 16 Н 57\12, 1\00) содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, кулачок, установленный на ведущем валу, центральное колесо с внутренними зубьями, неподвижно закрепленное в корпусе, обойму, жестко связанную с ведомым валом, и промежуточные звенья, расположенные в пазах обоймы для
взаимодействия с кулачком и центральным колесом. При этом передача снабжена элементом осевого регулирования, размещенным между корпусом и кулачком, последний имеет возможность осевого перемещения, а его рабочая поверхность выполнена конической.
В известной передаче с промежуточными звеньями при передаче крутящего момента от входного вала к выходному, на промежуточные звенья, начинают действовать осевые силы. Это осевые составляющие от нормальных сил, возникающих на конической поверхности кулачка в местах его соприкосновения с промежуточными звеньями.
Осевые силы прижимают промежуточные звенья к торцевым стенкам пазов обоймы и в местах их соприкосновения возникают значительные силы трения, которые снижают к.п.д. передачи. Наибольшие потери на трение возникают в случае, когда промежуточные тела выполнены в виде роликов и силы трения возникают на торцах этих роликов.
Кроме того, для регулировки зазора в зацеплении требуется значительная величина осевого перемещения кулачка, т.е. устройство осевого регулирования должно иметь большой ход регулировки, что усложняет конструкцию. Ход можно сократить за счет увеличения угла конуса кулачка. Однако это влечет за собой увеличение осевой составляющей от нормальных сил, действующих на промежуточные звенья, а следовательно, и увеличение сил трения.
Недостатком этой передачи является ее недостаточно высокий к.п.д., из-за возникновения осевого трения между телами качения и поверхностями пазов обоймы.
Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является создание передачи с промежуточными звеньями, обеспечивающей увеличение к.п.д. с одновременным повышением ее точности.
Поставленная задача достигается тем, что в передаче с промежуточными звеньями, содержащей корпус, ведущий и ведомый валы, кулачок с конусообразной рабочей поверхностью и устройство осевого регулирования, установленные на ведущем валу, центральное колесо с внутренними зубьями и обойму, с размещенными в ее пазах рядами промежуточными звеньями для взаимодействия с кулачком и с внутренними зубьями центрального колеса, внутренние зубья центрального колеса имеют боковую поверхность, образующая линия которой расположена под углом к его центральной оси.
Такая передача с промежуточными звеньями обладает следующими преимуществами.
Для повышения повышение к.п.д. передачи с промежуточными звеньями с одновременным повышением ее точности необходимо снизить потери на трение между промежуточными звеньями и стенками пазов обоймы. Для этого внутренние зубья центрального колеса нарезаются так, что образующая линия боковой поверхности этих внутренних зубьев образует угол с центральной осью центрального колеса. В результате внутренние зубья представляют собой равномерно сужающуюся к центральной оси сложнопрофильную поверхность. В настоящее время наиболее прогрессивным методом нарезания зубьев центрального колеса для таких передач является вырезка зубьев на электроэрозионных проволочно-вырезных станках. Такой наклон зубьев легко выполняется путем смещения верхней или нижней направляющей режущей проволоки, являющейся образующей боковой поверхности зубьев центрального колеса. При движении промежуточных звеньев по наклонным зубьям на них действуют осевые составляющие силы, от нормальных сил в местах соприкосновения с зубьями, которые противоположны по направлению осевым составляющим от действия нормальных сил в местах
соприкосновения с конусоообразной поверхностью кулачка. Если эти силы равны и противоположны по направлению, то они взаимно уничтожают друг друга и промежуточные звенья находятся в равновесии. В этом случае между промежуточными звеньями и стенками пазов обоймы не возникает трения при движении. Отсутствие такого трения повышает к.п.д. передачи с промежуточными звеньями. Наличие устройства осевого регулирования кулачка позволяет регулировать зазоры в передаче вплоть до их полного устранения. При этом точность передачи повышается. При одновременном наличии наклона рабочих поверхностей зубьев и кулачка, длина перемещения с помощью устройства осевого регулирования сокращается вдвое. Угол наклона рабочих поверхностей зубьев и кулачка может назначаться любым исходя из требований конструкции. Увеличение угла наклона значительно сокращает ход регулировки в устройстве осевого регулирования.
На фиг.1 представлена конструкция передачи с промежуточными звеньями.
На фиг.2 поперечный разрез передачи с промежуточными звеньями.
На фиг.3 объемный вид фрагмента центрального колеса с внутренними зубьями.
Передача с промежуточными звеньями (фиг.1) содержит корпус 1 с неподвижно закрепленным в нем центральным колесом 2 с внутренними зубьями 3. Образующая линия боковой поверхности внутренних зубьев 3 центрального колеса 2 образует угол 
с его центральной осью (фиг 1, фиг.3). В корпусе 1 (фиг.1, фиг.2) на опоре 4 установлен ведущий вал 5, выполненный заодно с эксцентрично размещенным на нем кулачком 6, имеющим конусообразную рабочую поверхность. Кулачок 6 взаимодействует с промежуточными звеньями 7 (шариками), которые размещены в радиальных пазах обоймы 8,
совмещенной с ведомым валом 9. Между опорой 4 и кулачком 6 установлен элемент осевого регулирования, выполненный в виде дистанционной шайбы 10.
Передача работает следующим образом.
При вращении ведущего вала 5 вместе с ним вращается кулачок 6, совершающий орбитальное движение по окружности с радиусом, равным эксцентриситету этого кулачка, при этом шарикам 7 сообщается радиальное перемещение и они, взаимодействуя с боковыми поверхностями внутренних зубьев центрального колеса 2, надавливают на боковые поверхности зубьев, и за счет возникновения радиальных сил смещаются еще и в окружном направлении. Смещаясь относительно неподвижного корпуса 1 и центрального зубчатого колеса 2, шарики 7 увлекают вместе с собой в окружном направлении и обойму 8, в пазах которой они расположены. При этом вместе с обоймой 8 происходит поворот ведомого вала 9.
Зазоры в передаче устраняются в следующем порядке: кулачок 6 перемещается в осевом направлении к ведомому валу 9, при этом его конусообразная рабочая поверхность раздвигает шарики 7 до момента их соприкосновения с наклонными поверхностями зубьев центрального колеса 2, выбирая тем самым зазоры в зацеплении. В образовавшееся пространство между кулачком 6 и опорой 4 устанавливается дистанционная шайба 10 соответствующей толщины, обеспечивающая сохранение взаимного положения всех элементов передачи после регулировки. При передаче крутящего момента от ведущего вала 5 к ведомому валу 9 в местах соприкосновения шариков 7 с конусообразной рабочей поверхностью кулачка 6 и с наклонными поверхностями внутренних зубьев центрального колеса 2 возникают противоположно направленные нормальные силы. Из-за наклона этих сил к центральной оси возникают противоположно направленные
осевые составляющие этих сил. При равенстве углов наклона контактных поверхностей кулачка 6 и внутренних зубьев центрального колеса 2 эти осевые составляющие силы равны, противоположны по направлению и взаимно уничтожают друг друга. Это обеспечивает равновесное положение шариков 7 в осевом направлении, вследствие чего они не прижимаются к торцевым стенкам радиальных пазов обоймы 8 и не создают сил трения. За счет этого повышается к.п.д. передачи с промежуточными звеньями. За счет наличия углов наклона рабочих поверхностей кулачка 6 и внутренних зубьев центрального колеса 2 величина осевой регулировки очень мала и может быть выполнена путем подшлифовки дистанционной шайбы 10.
Таким образом, предлагаемая передача с промежуточными звеньями позволяет повысить к.п.д. с одновременным повышением точности.
Передача с промежуточными звеньями, содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, кулачок с конусообразной рабочей поверхностью и устройство осевого регулирования, установленные на ведущем валу, центральное колесо с внутренними зубьями и обойму, с размещенными в ее пазах рядами промежуточными звеньями для взаимодействия с кулачком и с внутренними зубьями центрального колеса, отличающаяся тем, что внутренние зубья центрального колеса имеют боковую поверхность, образующая линия которой расположена под углом к его центральной оси.
