Роликовый механизм для передачи вращения

 

Использование: в машиностроении, в частности в редукторах несущих винтов вертолетов . Сущность изобретения: роликовый механизм состоит из ведущего звена в виде вала 1, установленного на подшипниках 2 в ведомом звене в виде корпуса 3 и в крышке корпуса 4. Ведущий вал 1 снабжен винтовыми нарезками. Ролик 6 выполнен с винтовой нарезкой. Нарезки имеют винтовые поверхности . Винтовая поверхность ролика 6 выполнена с занижением от среднего (делительного) диаметра и диаметра впадин . При ведущем вале 1 зацепление винтовой поверхности выполнено дополюсным и заполюсным. За полюс принят средний диаметр зацепления. Зацепление винтовой поверхности ролика 6 выполнено дополюсным. Угол подъема винтовых линий на диаметре впадин выполнен меньше угла трения. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистичГских

РЕСПУБЛИК (воз F 16 0 41/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР -) О UII

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВСЕСОЮЗНД Я j; Ф пдЪаиО ° *Ф ., Кхыичесяу

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4798991/27 (22) 16.01.90 (46) 23.04.92. 6юл. № 15 (71) Жуковский центр научно-технического творчества молодежи "Икар" (72) А.Т.6елобаба (53) 621.825 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 796534, кл. F 16 0 41/06, .1 977, (54) РОЛИКОВЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ВРАЩЕНИЯ

{57) Использование: в машиностроении, в частности в редукторах несущих винтов вертолетов. Сущность изобретения: роликовый механизм состоит из ведущего звена в виде

SU 1728549 А1 вала l, установленного на подшипниках 2 в ведомом звене в виде корпуса 3 и в крышке корпуса 4. Ведущий вал 1 снабжен винтовыми нарезками. Ролик 6 выполнен с винтовой нарезкой. Нарезки имеют винтовые поверхности. Винтовая поверхность ролика б выполнена с занижением от среднего

{делительного) диаметра и диаметра впадин. При ведущем вале 1 зацепление винтовой поверхности выполнено дополюсным и заполюсным. 3а полюс принят средний диаметр зацепления, Зацепдение винтовой поверхности ролика 6 выполнено дополюсным. Угол подъема винтовых линий на диаметре впадин выполнен меньше угла трения. 8 ил.

1728549

Изобретение относится к машиностро- вхождении в этот канал "срезает" эвольвенению, в частности к редукторам несущих ту, прежде чем оказывается в нижней точке винтов вертолетов, винтокрылых летатель- канала. Таким образом, конструкция преныхаппаратовистендовдляихисследова- вращается в подшипник качения, так как ний. 5 раз выступ вошел в канал слева направо, то

Известен роликовый механизм для пе- свободно и выйдет из канала справа налево. редачи вращения, содержащий наружную т.е. заклинивание места иметь не будет. обоймусцилиндрическойфрикционнойпо- Следовательно данная конструкция предверхностью, внутреннюю обойму с плоски- ставляет собой жесткое соединение двух ми фрикционнными площадками и 10 вращающихся элементов, т.е. жесткую муфцилиндрические круговые ролики, разме- ту. Обгон в таком механизме в принципе не щенные между цилиндрической поверхно- возможен. Вместе с тем, будь механизм растью и площадками обойм.. ботоспособен, он обладал бы черезвычайно

Однако данный роликовый механизм низкой нагрузочной способностью, так как имеет пониженную нагрузочную способ-. 15 радиусы кривизны выступов роликов в неность и повышенный износ фрикцианных сколько раз меньше радиуса кривизны роповерхностейироликовнарежимвхобгоне. лика по окружности впадин, а эти выступы

Нагрузочнва способность (передаваемый контактируют с выпуклой поверхностью ка-. крутящий момент. н долговечность, т.е. ре- нала внутреннего элемента механизма, косурс) определяется услоеимма контактиро- 20 торая в торцовом сечении представляет вания ролика с площадками внутренней, собой эвольвенту„Условия смазки элеменобоймы: являются определяющими. Поели- тов механизма весьма плохие. Технологичеять на них можно геометрическими раэме- ски механизм черезвычайно сложный. Кроме рами роликов, т.е. изменением рвэмерое того,механизмобладаетпониженнымиэксмеханиэма при неизменном числе роликов 25 плуатационными возможностями еще и попри этом. На режимах обгона ммевт тому, что он не позволяет компоновать его скольжение роликов но фрикцмонным Ао .на левое и правое вращение из одних и тех верхностям обойм, износ их и обойм. Кроме же изделий. того, механизм облад®ет пониженными экс- Цель . изобретения —. расширение эксплуатациоинымЬ вожчожиостямм еце и по- 30 плуатационных функций путем обеспечения тому, что он не позволяет «еапоноеать его свободного хода в режиме обгона, а также . на левое и правое вращение из адних и тех повышение нагрузочной способности. же деталей. Поставленная цель достигается тем, что

Известен роликовый механизм для пе- ролики связаны с ведомым звеном с воэредачи вращения, состоящий из концент- 35 можностью вращения, угол подъема. винторично расположенных ведомого н ведущего вой линии на диаметре впадин винтовых звеньен, кинематически связанных между нарезоквыполненменьшеуглатрения,присобой посредством звеньев заклинивав- чем зацепление по одной стороне винтовой щих элементов в виде роликов, установлен- нарезки выполненодополюсным и эаполюсных в зазоре между взаимообраценными 40 ным,.а по другой стороне- дополюсным. поверхностями, На взаимообращенных по- . Ha фиг, 1 показана конструктивная схеверхностях ведомого и ведущего звеньев ма роликового механизма; на фиг. 2 — сечевыполнены винтовые каналы. На поверхно- ние А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б сти роликов выполнены винтовые выступы. на фиг, 1; на фиг. 4 — вид В на фиг. 1 (схема

Таким образом, связь роликов с ввдомым и 45 сил на ролике механизма при работе его на ведущим звеньями выполнена в виде нахо- передачу крутящегомоментадля сборки ме- . дящихся в зацеплении многозаходных вин- ханизма по фиг. 3); на фиг. 5 — то же, схема товых нарезок, выполненных на сил на ролике при работе механизма в рецилиндрических поверхностях указанных жиме обгона для сборки механизма по фиг. элементов. В торцовом сечении винтовые 3; на фиг. б-тоже, схема сил на ролике при каналы наружного элемента механизма и 50 передаче механизма крутящего момента выступы роликаобразованыдугойокружно- для сборки с роликами, зеркально отобрасти, а профиль канала внутреннего элемен- женными роликом на фиг. 3; на фиг. 7 — то та механизма — сопряжением дуги же, схема сил на ролике при работе мехаокружности и эвольвенты. низма в режиме обгона для сборки.с ролиУказанный механизм представляет со- 55 ками, зеркально отображенными роликом бой неработоспособную конструкцию. При на фиг. 3; на фиг. 8 — сечение Г-Г на фиг. 2, работе его на режимах обгона выступ на Роликовый механизм для передачи spaролике, следующий эа находящимся в кана- щения.(фиг. 1) состоит из ведущего звена в ле наружного элемента механизма, при виде вала I, установленного на подшипни5

1728549 ках 2 в ведомом звене в виде корпуса 3 и в крышке корпуса 4. На пальцах 5. установленных в корпусе 3, расположены ролики 6 с воэможностью свободного вращения на пальцах 5. Ролики 6 установлены с минимальными зазорами по торцам к корпусу 3.

От выпадания пальцы 5 зафиксированы кольцом 7, прикрепленным к корпусу 3. В агрегате или машине 8 механизм установлен на подшипниках 9.

Для постанов -и роликов 6 (фиг. 2) в корпусе выполнены окна 10. Ролики равномерно распределены по окружности. Вместе с тем это требование не является обязательным.

Ведущий вал 1 (фиг. 3) снабжен винтовыми нарезками (или одной нарезкой) 11 с винтовыми поверхностями 12 и 13. Ролик б выполнен с винтовой нарезкой 14, а нарезка его имеет винтовые поверхности 12 и 13.

Винтовая поверхность 13 ролика 6 выполнена с занижением 15 от сг: днего (делительного) диаметра 16 и до диаметра впадин.

При ведущем вале 1 зацепление винтовых поверхностей 12 выполнено до- и заполюсным. За полюс принят средкий диаметр 16.

Зацепление поверхностей 13 выполнено дополюсным, При работе механизма (фиг. 4) на передачу крутящего момента вращение ведущего вала 1 г роисходит по часовой стрелке, При этом работают винтовые поверхности

13. Сила давления R со стороны вала 1 на ролик б может быть разложена на силу N, лежащую в плоскости, перпендикулярной оси ролика, и силу P — параллельную оси ролика б. Так как при согласованных угловых перемещениях вала 1 и ролика 6 в каждой точке контакта длины винтовых линий на поверхностях 13 будут различными, то при вращении ведущего вала 1 и ролика 6 будет иметь место скольжение в каждой точке контакта поверхностей 13. Длина этих линий на валу 1 короче, чем на ролике 6.

Таким образом, в случае вращения роликов б от вала 1 сила R вызовет появление силы трения поверхностей 13, равную Q. Составляющая силы Q, равная F, направлена против силы N, величина которой является только функцией крутящего момента, линейно от него зависит, При угле между силами N и R, равного углу подъема винтовой линии на поверхности 13 ролика б. большим чем угол трения р = arcing f, где и — угол трения, f — коэффициент трения, составляю. щая F будет больше силы N. И вращение в этом случае будет отсутствовать, что и показано на фиг. 4. Сила Р и составляющая силы

Q, параллельна оси вала, дают дополнительный момент трения торца ролика б о корпус

3. При наличии движения возникают силы, противодействующие движению, причем эти силы большие по величине движущихся сил. Следовательно движение невозможно, так как ролик не может вращаться, 5 При работе механизма свободного хода (фиг. 5) в режиме обгона составляющая силы трения на ролике F направлена в ту же сторону, что и движущая (точнее вращающая ролик) сила N или же эта составляющая

10 равна нулю. Так как ролик теперь может свободно вращаться, то передача момента с вала 1 на корпус 3 через ролики б места иметь не будет, т.е. вал 1 будет евободко вращаться. Таким образом механизл1 будет

15 работать на обгон. При этом вал 1 вращает ся против часовой стрелки.

При сборке механизма (фиг. 6) с роликами, развернутыми íà f80 (в сравнении сс сборкой на фиг. 4 и 5) и вращении вала 1 пс

20 часовой стрелке будем иметь ту же картину, что показана на фиг. 4, т,е. составляющая силы трения направлена против движущей силы N и движение ролика будет отсутство вать, Механизм будет работать на передачу

25 крутящего момента.

При вращении (фиг. 7) вала 1 против часовой стрелки теперь составляющая F силы трения направлена в направлении движения и вал 1 с роликами 6 будет свободно

30 вращаться, не передавая кру-,ящий момент.

Картина не изменится, если остановить вал 1 и двигать корпус 3 в том же направлении, что и при передаче механизмом крутящего момента; т е. на фиг. 5 корпус 3 двигать

35 против часовой стрелки, а на фиг. 7 — no часовой стрелке.

Крышка корпуса 4 (фиг. 8) и кольцо 7 прикреплены к корпусу 3 винтами 17.

Работа роликового механизма для пере40 дачи вращения заключается в том, что при вращении вала 1 в направлении передачи крутящего момента ролики 6 на своих пальцах 5 не вращаются. Силы в зацеплении передаются на пальцы 5 и крутящим момен45 том приходят на вал корпуса 3. При отсутствии крутящего момента на валу 1 или его останове корпус 3 имеет возможность свободно вращаться в исходном направлении.

При этом ролики свободно перекатываюгся

50 по валу 1, вращаясь на своих пальцах 5. 1 ак как ролики б открыты, то может быть организована достаточно просто их смазка (по типу смазки зубьев шестерен).

Как следует иэ описания конструкции и

55 работы роликового механизма, имеется возможность расширить эксплуатационные возможности механизма за счет обеспечения возможности сборки механизл1а как ка левое, так и на правое вращение. За счет

1728549 хороших условий смазки снижается износ роликов и вала на режиме обгона, Кроме того, износ резко снижается за счет вращения роликов и отсутствия скольжения, проскальзывания в направлении их движения, Кроме того, имеется всего одна пара в контакте (вал — ролик), а не две, как у известных механизмов. Конструкция роликового механизма позволяет обеспечить обгон. т.е. с80бодное вращение ведомого звена (корпуса) при остановленном ведущем звене (вале).

Формула изобретения

Роликовый механизм для передачи вращения. содержащий концентрично расположенные ведомое и ведущее звенья, кинематически связанные между собой посредством установленных в зазоре между взаимообращенными поверхностями звеньев заклинивающих элементов в виде роликов, при этом связь роликов с ведущим звеном выполнена в виде находящихся в

5 зацеплении многозаходных винтовых нарезок, выполненных на цилиндрических поверхностях указанных элементов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных функций путем обеспе10 чения свободного хода в режиме обгона, а также повышения нагрузочной способности, ролики связаны с ведомым звеном с возможностью вращения, угол подъема винтовой линии на диаметре впадин винтовых

15 нарезок выполнен меньше угла трения, причем зацепление по одной стороне винтовой нарезки выполнено дополюсным и заполюсным, а по другой стороне — дополюсным.

1728549

Вид В

Составитель А. Белобаба

Техред М,Моргентал Корректор Э. Лончакова .

Редактор Н, Яцола

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул;Гагарина, 101.Заказ 1393 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета оо. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-36, Раушская наб., 4/5