Редуктор беззазорный

 

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения. Редуктор содержит корпус, в котором установлены последовательно зацепляющиеся две пары конических зубчатых колес, насаженных на трех валах, с возможностью их совместного вращения. Ведущие конические зубчатые колеса первой и второй ступени выполнены с возможностью осевого перемещения в сторону сопряженных с ними ведомых конических зубчатых колес. Ведомые конические зубчатые колеса жестко закреплены на соответствующих валах. Ведущие конические зубчатые колеса подпружинены к ведомым и имеют угол наклона рабочих поверхностей зубьев к оси вращения не более величины угла трения. Передаточные отношения первой и второй ступени равны между собой. Ведущий вал первой ступени и ведомый вал второй ступени расположены параллельно друг другу. Промежуточный вал размещен в одной плоскости между ведущим и ведомым валами под углом. Величина этого угла зависит от передаточного числа редуктора и обеспечивает нормальное зубчатое зацепление сопряженных конических зубчатых колес. Технический результат заключается в обеспечении точной передачи вращательного движения при изменении направления вращения и передаваемого усилия, с автоматической выборкой зазоров в течение всего срока эксплуатации, исключении динамических перегрузок и ударов, повышении долговечности и снижении шума. 1 ил.

Известно техническое решение, содержащее корпус, в котором установлены последовательно зацепляющиеся пара конических и пара цилиндрических шестерен. Оси вращения ведущего и ведомого валов первой ступени расположены относительно друг друга под углом 90°, оси вращения валов второй ступени расположены параллельно (Краткий политехнический словарь. Государственное издательство Технико-теоретической литературы. М., 1956.). Прототип.

Однако известное техническое устройство имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что оно не обеспечивает необходимой точности передачи вращательного движения при изменении направления вращения или передаваемых усилий, а также сравнительно быстро изнашивается и требует много средств на его ремонт и техническое обслуживание.

50% из общего количества отказов и сбоев машин происходит по причине преждевременного износа рабочих поверхностей зубчатых колес редукторов, образования зазоров и люфтов, возникновения динамических ударов, что приводит к потере технологической точности, снижению долговечности и возрастанию шума машин и станков, в которых применяются известные редукторы.

Отсутствие устройства по своевременной выборке зазоров в редукторах приводит к необходимости частых ремонтов машин и содержанию большого количества ремонтных рабочих. В нашей стране по этой причине каждый 4-й рабочий занят на ремонтных работах и не участвует непосредственно в создании новых товаров или изделий. В Германии на ремонте занят каждый 7-й, а в США только каждый 10-й рабочий.

Недостаточная технологическая точность и малая долговечность редукторов известных конструкций резко снижают покупательную способность на внутреннем и внешнем рынке машин и приборов, в которых используются эти редукторы.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является разработка конструкции редуктора с автоматической выборкой зазоров, что обеспечивает точную передачу вращательного движения при изменении направления вращения или передаваемых усилий, высокую технологическую точность и долговечность машин и приборов, особенно машин и станков с автоматической системой управления.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве, содержащем корпус, в котором установлены последовательно зацепляющиеся две пары зубчатых колес, в отличие от известных редукторов все ведущие и ведомые зубчатые колеса имеют коническую форму, а ведущие зубчатые колеса каждой ступени выполнены с возможностью осевого перемещения в сторону сопряженных с ними ведомых зубчатых колес, подпружинены к ним и имеют угол наклона рабочих поверхностей зубьев к оси вращения не более величины угла трения, при этом ведущий вал первой ступени и ведомый вал второй ступени расположены параллельно между собой, а промежуточный вал расположен в одной плоскости, но под некоторым углом к осям, обеспечивающим нормальное зубчатое зацепление сопряженной зубчатых колес.

Совокупность существенных отличительных признаков заключается в том, что ведущие зубчатые колеса каждой ступени подпружинены к сопряженным ведомым зубчатым колесам и выполнены с возможностью осевого перемещения, а угол наклона рабочих поверхностей зубьев ведущих колес к оси их вращения не превышает величины угла трения (5-8°), ведущий вал первой ступени и ведомый вал второй ступени расположены в одной плоскости и параллельно друг к другу, а промежуточный вал расположен под углом к ним, величина которого зависит от передаточного числа и должна обеспечивать нормальное зубчатое зацепление сопряженных зубчатых колес, передаточные отношения первой и второй ступени равны между собой, ведущие зубчатые колеса первой и второй ступени установлены на валах с возможностью совместного их вращения и осевого перемещения, а ведомые зубчатые колеса закреплены жестко с возможностью совместного их вращения с соответствующими валами.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, где показан общий вид устройства.

Устройство содержит корпус 1, крышку 2, ведущее зубчатое колесо первой ступени 3, установленное на валу 4, с возможностью совместного их вращения, взаимодействия с сопряженным зубчатым колесом 5 и осевого перемещения зубчатого колеса 3 с помощью пружины 6, промежуточный вал 7, на котором жестко закреплено ведомое зубчатое колесо 5 и ведущее зубчатое колесо второй ступени 8, с возможностью совместного их вращения с ведомым зубчатым колесом второй ступени 9, установленным жестко на ведомом валу 10 второй ступени. Зубчатое колесо 8 подпружинено к зубчатому колесу 9 с помощью пружины 11.

Описанное устройство работает следующим образом.

При включении электродвигателя (на чертеже не показан), вал которого соосно соединен с ведущим валом 4, зубчатое колесо 3 и вал 4 совершают вращательное движение в определенную сторону.

Зубчатое колесо 3, находящееся в зубчатом зацеплении с зубчатым колесом 5, передает вращательное движение зубчатым колесам 5 и 8, а также промежуточному валу 7, на котором они установлены.

Ведущее зубчатое колесо 8 второй ступени передает вращательное движение ведомому зубчатому колесу 9 и валу 10.

С течением времени эксплуатации редуктора рабочие поверхности зубчатых колес 3, 5, 8 и 9 изнашиваются в результате трения, а потому в редукторе появляются зазоры между сопряженными зубчатыми колесами и суммарный люфт в редукторе.

Наличие зазоров и люфта в редукторе приводят к снижению точности передачи вращательного движения и возникновению динамических ударов при изменении направления вращения и передаваемых усилий. А это, в свою очередь, приводит к снижению технологической точности машин и станков, в которых используются эти редукторы, и к быстрому разрушению зубьев зубчатых колес, к необходимости частых и дорогостоящих ремонтов. В предлагаемой конструкции редуктора предусмотрен механизм автоматической выборки зазоров между сопряженными зубчатыми колесами 3 и 5, 8 и 9, а следовательно к недопущению образования люфтов в течении всего срока эксплуатации редуктора.

Происходит это следующим образом. При появлении зазора между рабочими поверхностями зубчатых колес 3 и 5 создается возможность осевого перемещения ведущего зубчатого колеса 3 в сторону ведомого зубчатого колеса 5, т.е. в левую (по чертежу) сторону, с помощью цилиндрической пружины 6. При этом сохраняется точность зубчатого зацепления, а также невозможность смещения зубчатого колеса 3 в правую (по чертежу) сторону благодаря тому, что угол наклона рабочих поверхностей зубчатого колеса 3 к оси его вращения не превышает величины угла трения. При таком угле (α=5-8°) никакой величины передаваемое усилие не в состоянии сдвинуть зубчатое колесо 3 в правую (по чертежу) сторону.

Аналогично такая же выборка зазоров происходит в зацеплении сопряженных зубчатых колес 8 и 9 второй ступени.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что оно обеспечивает точную передачу вращательного движения без зазоров и люфтов даже при частой смене направления вращения передаваемого усилия в течение всего срока эксплуатации при наименьших затратах на ремонт и техническое обслуживание, снижает шум, исключает возможность динамических ударов, а следовательно повышает долговечность и надежность машин, станков и приборов, в которых будут использованы редукторы предлагаемой конструкции.

Формула изобретения

Редуктор беззазорный, содержащий корпус, в котором установлены последовательно зацепляющиеся две пары зубчатых колес, насажанных на трех валах, с возможностью их совместного вращения, отличающийся тем, что все ведущие и ведомые зубчатые колеса выполнены коническими, при этом ведущие конические зубчатые колеса первой и второй ступеней выполнены с возможностью осевого перемещения в сторону сопряженных с ними ведомых конических зубчатых колес, жестко закрепленных на соответствующих валах, подпружинены к ним и имеют угол наклона рабочих поверхностей зубьев к оси вращения не более величины угла трения, а передаточные отношения первой и второй ступеней равны между собой, при этом ведущий вал первой ступени и ведомый вал второй ступени расположены параллельно друг другу, а промежуточный вал размещен в одной плоскости между параллельными ведущим и ведомым валами под углом, обеспечивающим нормальное зубчатое зацепление сопряженных конических зубчатых колес, величина этого угла зависит от передаточного числа редуктора.

РИСУНКИ