Двухступенчатый конический волновой редуктор


 


Владельцы патента RU 2564556:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") (RU)

Изобретение относится к машиностроению, где требуется преобразование крутящего момента с большим передаточным отношением и малыми габаритами. Малогабаритный двухступенчатый конический волновой редуктор содержит кривошипный вал, выходной вал, внешнее, внутреннее, корпусное и коническое колесо выходного вала. Кривошипный вал выполнен ступенчатым и имеет две соосные разнесенные опорные поверхности, на которые соосно устанавливаются два шарикоподшипника, при этом два других шарикоподшипника установлены в сборном блоке и на выходном валу. На наклонной части кривошипного вала установлена качающаяся шестерня, выполненная в виде сборного блока, состоящего из двух конических колес, жестко соединенных между собой таким образом, чтобы их зубчатые венцы располагались на одной стороне блока. На колесах, входящих в одну взаимодействующую пару, выполняется разное количество зубьев. Достигается уменьшение габаритных размеров редуктора и консольной нагрузки на оба вала. 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может находить применение в различных механизмах приборов систем управления, оптико-механических устройствах в качестве кинематических и силовых приводов и иных устройствах, в которых требуется преобразование крутящего момента с большим передаточным отношением и малыми габаритами.

Из уровня техники известны аналоги: патент RU 2085786 от 21.02.1995 г. и авторское свидетельство SU 200382 от 01.01.1967 г.

В патенте RU 2085786 описана передача вращения, содержащая корпус, смонтированные в нем соосно ведущий и ведомый валы, два взаимодействующих между собой зубчатых колеса, одно из которых соосно с валами и неподвижно закреплено относительно корпуса, другое установлено наклонно к оси валов и связано с ведомым валом посредством сферической опоры. Источником движения является водило, контактирующее с торцевой поверхностью наклонно установленного колеса. Передача снабжена дополнительным зубчатым колесом, выполненным заодно с ведомым валом, зубчатое колесо, установленное наклонно, выполнено с двумя венцами, а его торцевая поверхность выполнена конусной, при этом ведущий вал связан с магистралью сжатого воздуха, выполнен полым и служит осью пневмотурбины, имеющей возможность продольного перемещения, ведомый вал с одного конца выполнен в виде ступенчатой ступицы и вдоль его оси выполнено глухое отверстие, а водило включает диск, взаимодействующий с пневмотрубиной и закрепленный на оси, свободно установленной в отверстии ведомого вала, втулку, установленную на ступице ведомого вала и ролик, связанный со втулкой посредством поводка, шарнирно на ней закрепленного.

Недостатками такой передачи являются:

1) технологические сложности при изготовлении дополнительного двухвенечного колеса с разным количеством зубьев на внутреннем и наружном венцах,

2) невозможность использования такой передачи в кинематических цепях с механическими связями (без использования пневмопривода),

3) отсутствие необратимости и самоторможения в передаче,

4) невозможность получения больших передаточных отношений без увеличения габаритов зубчатых колес за счет комбинирования количества зубьев на разных колесах.

В авторском свидетельстве SU 200382 описан планетарный зубчатый редуктор с коническими колесами для передачи движения в герметизированное пространство, содержащий сателлит, установленный наклонно на ведущем валу и совершающий прецессионное движение, ведомое колесо, которое жестко связано с ведомым валом и имеет зацепление с сателлитом, гибкую мембрану, соединяющую сателлит с корпусом и разделяющую редуктор на две изолированные друг от друга полости. Сателлит снабжен дополнительным зубчатым венцом, зацепляющимся с венцом неподвижного корпусного колеса. На сателлите и корпусном колесе выполнено одинаковое число зубьев.

Недостатком такого редуктора является наличие мембраны, не позволяющей реализовать двухступенчатый режим работы в данной конструкции, без внесения в нее существенных изменений.

Прототипом является одноступенчатый конический волновой редуктор, описание которого приведено в общедоступном литературном источнике (кн. Павлов Б.И. Механизмы приборов и систем управления. Ленинград. 1972 г., стр. 168, рис. 91). Одноступенчатый конический волновой редуктор предназначен для передачи вращения в герметичное пространство.

В коническом волновом редукторе применяется наклонный кривошипный валик, на котором установлен блок из двух конических колес, совершающих колебательное движение без вращения в плоскости, перпендикулярной оси входного и выходного валиков. Одно из этих конических колес является ведущим и входит в зацепление с коническим колесом, передающим движение ведомому валику. Второе колесо этого блока входит в зацепление с неподвижным зубчатым колесом, имеющим такое же количество зубьев и изготовленным за одно целое с крышкой корпуса редуктора. Диафрагма-сильфон в конструкции применяется для разграничения зоны атмосферного давления от вакуума и является пассивной, так как не воспринимает нагрузку от крутящего момента.

Недостатками данной конструкции являются невозможность работы в качестве двухступенчатого конического волнового редуктора из-за применения диафрагмы-сильфона, который не позволяет совершать прецессирующее движение блоку из двух конических колес и создает пульсацию вращающего момента на выходном валу, что приводит к ухудшению точностных характеристик всего прибора, в котором используется данный волновой редуктор.

Задачей изобретения является создание редуктора с большим передаточным отношением, работающего в двухступенчатом режиме, при малых габаритных размерах, снижении консольной нагрузки на оба вала, а также сокращение количества входящих деталей и достижение высокой технологичности производства.

Поставленная задача достигается за счет того, что из конструкции устройства исключены громоздкие элементы. В основу работы редуктора положен принцип двухступенчатой конической волновой передачи с жесткими звеньями, в которой для получения минимального осевого габаритного размера две пары взаимодействующих между собой зубчатых конических колес установлены зубчатыми профилями навстречу друг другу, а также использованию кривошипного вала другой формы и меньшего количества шарикоподшипников.

На рис. 1 изображен двухступенчатый конический волновой редуктор:

1 - крышка;

2 - колесо коническое корпусное;

3 - колесо коническое внешнее;

4 - колесо коническое внутреннее;

5 - выходной вал с коническим колесом;

6 - кривошипный вал;

7 - кожух;

8 - основание.

Малогабаритный двухступенчатый конический волновой редуктор содержит корпус, состоящий из кожуха (7) и основания (8), в котором установлены соосно кривошипный вал (6), который является ведущим, и выходной вал (5), который является ведомым. Кривошипный вал (6) выполнен ступенчатым и имеет две соосные разнесенные опорные поверхности, на которые соосно устанавливаются два шарикоподшипника, выступающие в качестве опоры кривошипного вала и снижающие консольную нагрузку на оба вала, при этом два других шарикоподшипника установлены в сборном блоке и на выходном валу. На наклонной части кривошипного вала (6) установлена качающаяся шестерня, выполненная в виде сборного блока, состоящего из внешнего (3) и внутреннего (4) конических колес, жестко соединенных между собой таким образом, чтобы их зубчатые венцы располагались на одной стороне блока и внешнее коническое колесо (3) входило в зацепление с неподвижно закрепленным на корпусе коническим колесом (2), а внутреннее коническое колесо (4) имело зацепление с коническим колесом выходного вала (5). На конических колесах, входящих в одну взаимодействующую пару, выполняется разное количество зубьев. На корпусное коническое колесо (2) устанавливается крышка (1) регулирующая осевой натяг шарикоподшипников.

Из сравнения конструкции прототипа с конструкцией нового редуктора, предлагаемого к охране как изобретение, были выявлены следующие отличия:

1. Новый редуктор имеет меньшие габариты: 32 мм в диаметре и 32 мм в длину, в то время как примерный размер прототипа составляет не менее 150 мм в длину, что определенно по типу сферического шарикоподшипника, установленного в блоке из двух конических колес.

2. Уменьшение габаритов достигается за счет исключения из конструкции диафрагмы-сильфона, что так же дало возможность свободного прецессирующего движения сборного блока относительно точки совпадения вершин делительных конусов конических колес.

3. В новом редукторе кривошипный вал выполнен ступенчато, а в прототипе у кривошипного вала наклонная часть выполнена консольно.

4. В прототипе используется семь подшипников.

Для опоры кривошипного вала используется два радиальных и один сферический шарикоподшипник, два радиальных запрессованы в корпус, а сферический шарикоподшипник установлен в блоке из двух конических колес, который также поддерживает выходной вал.

Выходной вал установлен на одном радиально-упорном коническом роликоподшипнике и одном радиальном шарикоподшипнике.

Сборный блок установлен на двух радиальных шарикоподшипниках.

В новом редукторе используется всего четыре шарикоподшипника радиального типа.

В качестве опоры кривошипного вала применяются две соосные, разнесенные опорные поверхности, на которые соосно устанавливаются два шарикоподшипника, при этом два других шарикоподшипника установлены в сборном блоке и на выходном валу.

Такое расположение, количество и тип шарикоподшипников позволили уменьшить размеры редуктора и снизить консольную нагрузку, действующую на оба вала, что в свою очередь приводит к повышению надежности, увеличению срока службы, уменьшению размеров и веса редуктора.

5. В новом редукторе на конических колесах, входящих в одну взаимодействующую пару, выполняется разное количество зубьев, что позволяет реализовать двухступенчатый режим работы.

При вращении кривошипного вала (6) сборный блок начинает совершать прецессирующее движение относительно точки совпадения вершин делительных конусов конических колес посредством обкатывания зубьев внешнего конического колеса (3) по зубьям корпусного конического колеса (2). Зацепляясь одновременно зубьями внутреннего конического колеса (4) с зубчатым венцом конического колеса выходного вала (5), сборный блок передает вращение выходному валу.

Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритных размеров редуктора и консольной нагрузки на оба вала при реализации двухступенчатого режима работы с большим передаточным отношением и высокой технологичностью в производстве.

Двухступенчатый конический волновой редуктор, содержащий два соосно установленных в корпусе вала, кривошипный и выходной, ведущим является кривошипный вал, на наклонной части которого установлена качающаяся шестерня, выполненная в виде сборного блока, состоящего из внешнего и внутреннего конических колес, жестко соединенных между собой таким образом, чтобы их зубчатые венцы располагались на одной стороне блока и внешнее коническое колесо входило в зацепление с неподвижно закрепленным на корпусе коническим колесом, а внутреннее коническое колесо имело зацепление с коническим колесом выходного вала, отличающийся тем, что для реализации двухступенчатого режима работы на конических колесах, входящих в одну взаимодействующую пару, выполняется разное количество зубьев, кривошипный вал выполнен ступенчатым и имеет две соосные разнесенные опорные поверхности, на которые соосно устанавливаются два шарикоподшипника, которые выступают в качестве опоры кривошипного вала, при этом два других шарикоподшипника установлены в сборном блоке и на выходном валу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пружинно-зубчатым предохранительным выключателям. Выключатель содержит платформу (1), с неподвижно закрепленными выключателем (2) и опорами (3, 4), в которых с возможностью вращения установлена ось (5), на которой размещен вал (6), имеющий больший диаметр, чем ось.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механическим передачам. Дифференциальный редуктор содержит корпус, размещенные в нем зубчатые шестерню и колесо с внешними и внутренними зубьями, расположенные на одной геометрической оси, входящие в зацепление с внешними зубьями промежуточных шестерней, установленных посредством осей на корпусе редуктора.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в дробилке, оборудованной устройством привода зубчатого венца. Горизонтальная дробилка оборудована приводным устройством (8) для зубчатого венца (6), содержащим редуктор (10), который содержит приводной вал (18), выполненный с возможностью соединения с двигателем по меньшей мере одну выходную шестерню (20), при этом выходная шестерня или каждая выходная шестерня выполнена с возможностью зацепления с зубчатым венцом и с возможностью приведения во вращение приводным валом, и картер (22).

Изобретение относится к деталям машин, а именно к зубчатым редукторам общего назначения. Редуктор содержит корпус (1) и по меньшей мере одну арочную цилиндрическую зубчатую передачу, содержащую малое (2) и большое (3) зубчатые колеса.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве приводов автоматики изделий авиационной и ракетной техники. Электропривод содержит корпус, размещенные внутри него на плате электродвигатель с шестерней на его валу и цилиндрический зубчатый редуктор из n (n=2, 3 и т.д.) установленных на подшипниках валов.

Изобретение относится к редукторам типа 2К-Н с двумя внутренними зацеплениями для передачи и трансформации крутящего момента. Редуктор содержит цилиндрический корпус, заднюю торцевую крышку, переднюю торцевую крышку с неподвижным центральным зубчатым колесом внутреннего зацепления, выходной вал с подвижным центральным зубчатым колесом внутреннего зацепления, сдвоенное зубчатое колесо наружного зацепления с отверстием.

Изобретение относится к электрическому приводу с редуктором. Редуктор электрического привода содержит понижающую ступень, имеющую солнечную шестерню (42), входящую в зацепление с одной планетарной передачей (46), вращающейся вокруг соответствующего вала (47), расположен в барабане (45).

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в редукторах механизмов. Плунжерный редуктор с направляющими качения содержит генератор волн, неподвижное жесткое зубчатое колесо, взаимодействующее с ним колесо, выполненное в виде кольца-сепаратора, в пазах которого размещены с возможностью радиального перемещения призматические плунжеры, а в кольце-сепараторе, параллельно его оси и тангенциально направляющим поверхностям его пазов, изготовлены отверстия, в которые установлены тела качения.

Устройства относятся к области машиностроения, в частности к волновым зубчатым передачам с кулачковым генератором волн. Волновая передача содержит кулачок, гибкий подшипник, гибкое и жесткое колеса.

Изобретение относится к устройствам для включения и выключения питания отдельных участков рельсового пути. Привод двигательный малогабаритный содержит корпус, в котором размещены мотор-редуктор, подключенный к выходному валу двигателя своим входным валом, а выходным валом - к приводному элементу разъединителя контактных сетей, и переключатель направления вращения привода.

Изобретение относится к деталям машин, а именно к зубчатым редукторам общего назначения. Редуктор содержит корпус (1) и арочную цилиндрическую зубчатую передачу, содержащую малое (2) и большое (3) зубчатые колеса. Зубья колес имеют арочные продольные линии и эвольвентные поперечные профили. Входной (4) и выходной (5) валы установлены параллельно друг другу в подшипниковых опорах корпуса редуктора. Малое зубчатое колесо (2) закреплено на входном валу (4), который установлен в подшипниковых опорах (6, 8) без возможности перемещения в осевом направлении. Большое зубчатое колесо (3) закреплено на выходном валу (5), который установлен в подшипниковых опорах (7, 9) с возможностью перемещения в осевом направлении относительно корпуса. В начале работы редуктора большое зубчатое колесо (3) за счет его перемещения вместе с валом (5) в осевом направлении самоустанавливается относительно малого зубчатого колеса (2). В результате нагрузка в арочной передаче передается всей шириной зубчатого венца, что повышает нагрузочную способность и долговечность работы редуктора, кроме того, снижаются требования к точности изготовления и установки подшипниковых опор, подшипников, валов и зубчатых колес. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к приводу стрелочного перевода. Привод содержит по крайней мере один выключатель электродвигателя, соединённого с редуктором. Редуктор содержит червячную пару. Ось с червяком установлена в опорах. Червяк имеет возможность перемещения вдоль геометрической оси вращения и выполнен в виде цилиндрического вала, имеющего больший диаметр, чем ось. На валу закреплена и охватывает его по крайней мере одна витая пружина, концы которой выступают за торец вала и могут контактировать с опорами оси. Достигается упрощение конструкции привода и повышение его надежности. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к мультипликатору для газотурбинного двигателя. Его турбинное колесо представляет собой механическую передачу, состоящую из ведущего корпуса (6), на внешней окружной поверхности которого размещены турбинные лопатки (8). Внутренняя рабочая поверхность корпуса (6) выполнена в виде эпитрохоидального контура (7), очерченного вершинами ведомого трехуглового ротора. В роторе (4) соосно расположен кривошип (2), который выполнен эксцентрично по отношению к единому с ним стакану (3). Ось стакана (3) совпадает с центром эпитрохоидального контура (7). Радиусы стакана (3) и кривошипа (2) соотносятся как 2:3. Эксцентриситет составляет половину радиуса стакана (3). Достигается увеличение нагрузочной способности и долговечность устройства. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к волновым герметичным передачам, и может быть использовано при изготовлении вакуумного технологического оборудования. Способ сборки волновой герметичной передачи включает предварительную деформацию гибкого герметичного колеса, введение гибкой подкладочной оболочки, фиксирование подкладочной оболочки между четырехроликовыми генераторами волн. Выходное, гибкое герметичное и входное звенья выполняют двухопорными, гибкое герметичное звено расчленяют и выполняют составным из неподвижных надетых одна в другую с относительной подвижностью тонкостенных оболочек. Достигается возможность автоматизации сборочного процесса. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных механических передачах. Зубчатая планетарная передача содержит солнечную шестерню, сателлиты, каждый из которых состоит из двух колес, установленных на подшипники, оси сателлитов, неподвижное центральное колесо с внутренними зубьями, водило, вкладыши, стопорные и упорные кольца. Водило выполнено с двумя щеками и пазами в них, расположенными вблизи мест посадки осей сателлитов. Вкладыши имеют размеры, соответствующие размерам пазов в щеках водила, и установлены в них с зазором, соответствующим величине деформации щеки водила при максимально допустимой нагрузке, что позволяет предохранить водило от поломки. Обеспечивается повышение нагрузочной способности передачи. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в цилиндрических зубчатых передачах с колесами большого диаметра. Зубчатая передача состоит из пары сопряженных зубчатых колес, установленных в корпусе передачи, - колеса малого диаметра и колеса большого диаметра, состоящего из диска, ступицы и зубчатого венца. Колесо большого диаметра установлено на валу и снабжено парой опорных цилиндрических роликов, которые своими поверхностями катания сопряжены с обоими торцами диска колеса в районе его зубчатого венца, в зоне зацепления обоих колес передачи. Ролики установлены на осях, укрепленных на корпусе передачи, с возможностью свободного вращения на этих осях. Оси вращения роликов расположены в одной плоскости с осью вращения зубчатого колеса большого диаметра, перпендикулярно этой оси. Обеспечивается снижение материалоемкости зубчатых колес и повышение качества работы сопряженной зубчатой пары. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении вакуумного технологического оборудования. Способ изготовления волновой герметичной передачи предусматривает следующие операции: гибкое герметичное звено, установочный фланец, дно, входное и выходное звенья деформируют предварительно с внешней стороны; установке гибкой негерметичной оболочки в герметичную оболочку предваряют установку втулки; при сборке/разборке используют сквозные резьбовые отверстия; подшипниковые опоры устанавливают на хвостовике герметичного звена и в корпусе; в резьбовые отверстия крышки и трубы ввинчивают винты. Кроме того, выходное, гибкое герметичное и входное звенья выполняют двухопорными. Гибкое герметичное звено расчленяют и выполняют составным из неподвижных, надетых одна в другую с относительной подвижностью тонкостенных оболочек, и наделяют их отдельными функциями. Достигается технологичность изготовления. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к велосипедной каретке. Каретка включает педальный механизм. Свободно сидящая на центральном валу ступица ведущей звездочки выполнена заодно с кривошипом, ось которого смещена относительно центральной оси и совпадает с центром трехуглового ротора. Все вершины ротора находятся в постоянном контакте с эпитрохоидальным контуром, ими же очерченным в ведущем корпусе, внешняя боковая сторона которого жестко содержит педальный шатун, также зафиксированный на конце вала. Радиусы ступицы и кривошипа соотносятся как 2:3, а эксцентриситет составляет половину радиуса ступицы. Обеспечивается троекратное увеличение крутящего момента ведущей звездочки и снижение физических усилий велосипедиста. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в редукторных передачах с внешним и внутренним зацеплением, в угловых передачах, в реечных передачах. Зубчатые профили передачи составлены из смещенных относительно друг друга по окружности одинаковых венцов. Венцы одного из профилей имеют циклоидальную форму зуба, а венцы другого профиля выполнены в виде подвижно установленных на эксцентриковом валу сегментов с малым числом зубьев круговой формы, например в виде подшипников качения. Такое зацепление обеспечивает большие значения передаточного отношения в одной ступени, характеризуется высоким КПД и высокой удельной мощностью. 1 з.п. ф-лы,19 ил.

Изобретение относится к вариаторам. Зубчатый вариатор содержит ведущий вал, симметричные полудиски с зубчатыми полувенцами, вращающий переключатель, сателлитные шестерни и зубчатые валы, соединительную вилку, переключающий механизм, выходной вал. Ведущий вал (29) вращает планетарную вилку (43) вместе с соединительной вилкой (38), сателлитной шестерней (42) и сателлитным зубчатым валом (39). Сателлитный зубчатый вал (39), двигаясь в пазу (37) и опираясь на внутреннюю сторону зубчатого полувенца (36) через опорный подшипник (40), приводится во вращение за счет зубьев на зубчатом полувенце (36). При смещении половинки симметричного полудиска получается спираль, и в зависимости от диаметра зубчатого венца меняется частота вращения сателлитного зубчатого вала (39). Вращение от сателлитного зубчатого вала (39) передается на сателлитную шестерню (42) и далее на выходной вал (50). Достигается плавное изменение передаточного отношения без разрыва потока мощности и упрощение конструкции. 4 ил.
Наверх