Волновая передача

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в составе редукторов с волновыми передачами. Волновая передача выполнена в виде передачи с промежуточными звеньями и содержит корпус, закрепленное в нем жесткое зубчатое колесо 4, размещенные в корпусе приводной вал 10, водило, обойму 2, тела качения 3, дополнительные тела качения и выходной вал. Водило выполнено в виде подшипника 5, закрепленного на приводном валу, расположенных коаксиально подшипнику 5 и кинематически связанных друг с другом с возможностью совместного вращения двух колец 6 и 7 и упругой кольцевой диафрагмы 9. Наружная поверхность каждого из колес 6 и 7 имеет форму усеченного конуса и обращена большим основанием друг к другу. Кольца 6, 7 подпружинены в осевом направлении относительно друг друга. Диафрагма 9 закреплена по периферии и внутреннему контуру на торце кольца 7 и наружном кольце подшипника 5. Обойма 2 размещена между водилом и жестким зубчатым колесом 4 и жестко закреплена на выходном валу. Обойма 2 имеет ряд расположенных в диаметральной плоскости радиальных отверстий, в которых размещены тела качения 3. В обойме 2 выполнен второй ряд радиальных отверстий параллельно первому ряду. Дополнительные тела качения размещены во втором ряду радиальных отверстий. Технический результат - повышение надежности за счет устранения люфтов. 1 ил.

Изобретение относится к зубчатым передачам и может быть использовано во всех отраслях машиностроения и приборостроения для редукторов с повышенными требованиями по долговечности, точности и мертвому ходу.

Известны волновые передачи с телами качения в зацеплении [l, 2], состоящие из генератора, обоймы с радиальными пазами, в которых размещены промежуточные тела качения (ПТК), и жесткого зубчатого колеса.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является волновая передача [l], содержащая генератор, обойму с радиальными пазами, в которых размещены ПТК, и жесткое зубчатое колесо. Мертвый ход передачи, определяемый зазорами в зацеплении, устраняется упругими элементами в радиальных пазах наружного кольца подшипника, которые подпружинивают наружное разрезное кольцо, взаимодействующее с ПТК передачи.

К недостаткам волновой передачи с уменьшенным мертвым ходом относится износ концов разрезного кольца, вследствие ударных нагрузок из-за зазора, аналогичный износу стыков рельсов, что уменьшает долговечность, инерционность отслеживания разрезным кольцом изменения зазоров в зацеплении из-за трения при перемещении внутренней поверхности кольца об упругие элементы и, как следствие этого, мертвый ход имеет место в передаче при ее работе, а также это отражается на точности передачи.

Целью настоящего изобретения является повышение долговечности и нагрузочной способности, а также снижение мертвого хода путем выполнения волновой передачи сдвоенной, т.е. с двумя рядами ПТК, размещенных в пазах одной обоймы с радиальными пазами и входящими в зацепление с зубьями одного жесткого колеса, кроме того, генератор выполнен в виде двух колец с наружными конусными поверхностями, взаимодействующими с ПТК и взаимоотжимающимися друг от друга упругими элементами, расположенными вдоль оси передачи в пазах втулок, соединенных с наружным кольцом подшипника генератора упругой диафрагмой. Диафрагма имеет относительно малые осевую и радиальную жесткости и большую крутильную жесткость, что позволяет самоустанавливаться кольцам по ПТК передачи.

Указанная цель достигается тем, что наружные конические поверхности колец по мере износа ПТК, профилей зубьев, наружной рабочей поверхности генератора, пазов обоймы, перемещаются вдоль оси под действием упругих элементов и поджимают ПТК вновь в контакт с профилями зубьев, поверхностями обойм и при этом всегда присутствует в зацеплении упругий натяг, а малые углы подъема конуса (чуть больше угла трения) позволяют малыми осевыми усилиями упругих элементов обеспечить достаточное значение упругого натяга. Выполнение передачи сдвоенной, соответственно с двумя коническими кольцами, обеспечивает перемещение колец вдоль оси друг относительно друга без опоры на неподвижные или перемещающиеся с другой скоростью детали. Сдвоенная передача позволит вдвое увеличить число ПТК, что повысит точность и долговечность передачи и позволит использовать ее в качестве выходной передачи редукторов. Связь между кольцами или одним из них с наружным кольцом подшипника генератора осуществляется упругой диафрагмой, имеющей относительно малые осевую и радиальную жесткости, что обеспечит устранение погрешности эксцентриситета генератора путем самоустановки колец по ПТК передачи, а также высокую крутильную жесткость, позволяющую передать большие нагрузки без ухудшения точности передачи.

Заявителю не известны технические решения, имеющие признаки, отличающие заявляемое от прототипа.

На фигуре изображен общий вид передачи в продольном сечении. Волновая передача содержит генератор 1, обойму 2 с двумя рядами радиальных пазов, в которых размещены шарики 3, и жесткое зубчатое колесо 4. Генератор 1 состоит из следующих деталей и узлов: подшипника 5, конусных колец 6 и 7, упругих элементов 8, упругой диафрагмы 9 и входного эксцентричного вала 10.

Жесткое колесо 4 крепится к корпусам редуктора 11 и 12. Обойма 2 выполнена за одно целое с выходным валом передачи.

Передача работает следующим образом. При вращении входного эксцентрикового вала 10 крутящий момент передается подшипнику 5, наружное кольцо которого через закрепленную на нем упругую диафрагму 9 передает его далее конусным кольцам 6 и 7, приводящим в возвратно-поступательное движение шарики 3 относительно пазов обоймы 2, которые контактируют с профилями колеса 4. Разность в числе зубьев колеса 4 и шариков одного ряда обоймы 2, как правило, равно единице, что позволяет получить передаточное отношение передачи, равное числу зубьев или шариков входного звена, в качестве которого равнозначно могут быть и колесо 4, и обойма 2. С учетом этого крутящий момент на выходном валу, в данном случае обойме, увеличивается в передаточное число раз с учетом потерь в передаче.

Теоретические и экспериментальные исследования волновой передачи показали, что повышается долговечность, точность и нагрузочная способность, снижается мертвый ход.

Формула изобретения

Передача с промежуточными звеньями, содержащая корпус, закрепленное в нем жесткое зубчатое колесо, размещенные в корпусе приводной вал, водило, включающее подшипник, закрепленный на приводном валу, выходной вал, размещенную между водилом и жестким зубчатым колесом обойму, жестко закрепленную на выходном валу и имеющую ряд расположенных в диаметральной плоскости радиальных отверстий, и размещенные в последних тела качения, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности за счет устранения люфтов, водило выполнено в виде коаксиально расположенных подшипнику и кинематически связанных друг с другом с возможностью осевого вращения двух колец, наружная поверхность каждого из которых имеет форму усеченного конуса, и обращенных большим основанием друг к другу и подпружиненных в осевом направлении относительно друг друга, и упругой кольцевой диафрагмы, закрепленной по периферии и внутреннему контуру на торце одного из колец и наружном кольце подшипника соответственно, в обойме выполнен второй ряд радиальных отверстий параллельно первому ряду, а передача с промежуточными звеньями снабжена дополнительными телами качения, размещенными во втором ряду радиальных отверстий.

РИСУНКИ