Волновая винтовая передача
Волновые винтовые передачи, обладающие рядом достоинств: большое передаточное отношение; высокая точность и др., в составе которых применяется гибкая тонкостенная гайка, ненадежны. Основная причина - поломка гибкой тонкостенной гайки, из-за циклических знакопеременных нагрузок, действующих на нее. Устранение этого недостатка позволит расширить диапазон применения в различных отраслях техники, где требуется высокоточное преобразование вращательного движения в редуцированное вращательное или поступательное. В полезной модели это достигается заменой тонкостенной гибкой гайки составной, состоящей из обоймы с радиальными пазами и шариков, расположенных в пазах обоймы. Упругие деформации тонкостенной гибкой гайки заменены на поступательные перемещения шариков под действием эксцентрикового генератора. При этом становится возможным резко повысить твердость рабочих поверхностей деталей передачи. Повышение надежности и качества волновой винтовой передачи (точности и долговечности), за счет замены тонкостенной гибкой гайки на обойму и шарики, существенно расширяет возможности применения передачи в редукторах приводов с большим передаточным отношением и преобразованием вращательного движения в поступательное в различных отраслях техники.
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к волновым винтовым передачам, например, для преобразования вращательного движения в высокоточное поступательное.
Известна конструкция шарикоподшипникового винтового механизма, состоящего из корпуса и размещенных в нем ходового винта, эксцентричных винту шарикоподшипников, установленных в корпусе под углом к оси винта, равным углу подъема винтовой канавки, и установочных винтов, деформирующих наружние кольца подшипников для увеличения дуги контакта (А.С. №1357637. 07.12.87. Бюл. №45).
Недостаток такой конструкции - ее сложность и ненадежность установки под углом в корпусе шарикоподшипников, деформация наружных колец подшипников увеличивает в них напряжения, повышает контактные давления между шариками и поверхностью винтовой канавки винта. В совокупности это снижает надежность и качество механизма.
Наиболее близкой, принятой за прототип, является волновая винтовая передача, содержащая ходовой винт, гайку выполненную в виде тонкостенного стакана с нарезанной резьбой на внутренней цилиндрической поверхности, шаг которой равен шагу винтовой канавки ходового винта, но с большим средним диаметром резьбы, и генератор волн. Генератор волн деформирует гибкую гайку, в поперечном сечении, в овал до контакта с резьбовой поверхностью винта в зонах зацепления, число которых задается числом волн, создаваемых генератором, обычно не более трех (Турпаев А.И. Винтовые механизмы и передачи. - М. Машиностроение, 1982, с.158.).
Недостатком приведенной передачи является низкая надежность гибкой гайки из-за действия знакопеременных нагрузок в зонах деформации с высокой частотой. Для деформации гибкой гайки необходимы затраты энергии, которые приводят к повышению тепловыделения в зонах зацепления. Это приводит к уменьшению КПД, снижению точности, повышенному износу, т.е. к снижению надежности и качества передачи. Задачей изобретения является повышение надежности и качества волновой винтовой передачи.
Предлагается волновая винтовая передача, содержащая ходовой винт, гибкую гайку и генератор. В отличие от прототипа гибкая гайка выполнена из цилиндрической обоймы с радиальными отверстиями, оси которых выполнены по винтовой линии, шаг которой равен шагу винтовой канавки винта и промежуточных шариков, размещенных в отверстиях обоймы и под действием генератора контактирующих в зонах зацепления с винтом. Генератор выполнен в виде эксцентриковой втулки, внутренняя цилиндрическая поверхность которой имеет эксцентриситет относительно оси винта.
Предлагаемая волновая винтовая передача позволяет повысить надежность за счет замены тонкостенного стакана с внутренней резьбой на цилиндрическую обойму с радиальными отверстиями и размещенные в них шарики, что устраняет упругие деформации гибкой гайки, следовательно повышает ее надежность, уменьшает потери энергии и снижает тепловыделение в зонах зацепления, повышает КПД и точность. Использование в передаче шариков, изготавливаемых с высокими параметрами по твердости и точности размеров, уменьшит и износ деталей передачи, что в совокупности обеспечит повышение надежности и качества передачи.
Для пояснения волновой винтовой передачи на чертеже показаны: конструктивная схема передачи (фиг.1) и поперечное сечение А-А на фиг.1 (фиг.2). Передача содержит винт 1, гибкую гайку, состоящую из цилиндрической обоймы 2 с радиальными отверстиями, оси которых выполнены по винтовой линии с шагом равным шагу винтовой канавки винта 1, шарики 3, размещенные в отверстиях обоймы 2. Генератор 4 установлен в корпусе 5 на подшипниках 6 и является входным звеном передачи, он вращается от привода (не показан). Генератор 4 выполнен как втулка, внутренняя цилиндрическая поверхность которой эксцентрична оси винта, и создает одну зону зацепления гибкой гайки и винта 1. При фиксации корпуса от вращения (при неподвижном винте 1) он при работе передачи будет перемещаться поступательно, при фиксации корпуса от поступательного перемещения будет вращаться.
Волновая винтовая передача работает следующим образом. При вращении генератора 4 от привода (не показан) шарики 3 под его воздействием совершают поступательные перемещения в отверстиях обоймы 2 к поверхности винтовой канавки винта 1 до контакта с ней, обеспечивая обкатку гибкой гайки по винту. С учетом разницы средних диаметров винтовых поверхностей винта 1 и гибкой гайки, состоящей из обоймы 2 и шариков 3, корпус 5 будет перемещаться с редуцированной скоростью, при неподвижном винте 1. При неподвижном корпусе 5 выходным звеном передачи будет винт 1.
Волновая винтовая передача, содержащая винт, гайку и генератор, отличающаяся тем, что, гайка выполнена составной из обоймы с радиальными отверстиями, оси которых размещены по винтовой линии с шагом, равным шагу винтовой канавки винта, и шариков, размещенных в отверстиях обоймы.
