Магнитная зубчатая передача

 

ОП ИОАН ИЕ

ИЗОЬЕЕт ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

367297

Саюа Советских

Социалистических

Республик

Зависимт е от авт. свидетельства №

Заявлено 02.111.1971 (№ 1641988/25-8) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23 11973 Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 12.IV.1973

Ы. Кл. F 16h 1/00

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете тлииистроа

СССР

УДК 621.833.15.038 (08&.8) Авторы изобретения

А. В. Богданов и Ю. А. Богданов

Заявитель

МАГНИТНАЯ ЗУБЧАТАЯ ПEPЕДАЧА

Изобретение относится к области станкостроения и касается, в частности, автоматизации процессов обработки на базе стан ков с программным управлением.

Известны станки .с программным управлением,,в которых перемещение рабочих органов измеряется с помощью преобразователя

«угол — код», а преобразование линейного перемещения в угловое производится с помощью зубчатой рейки и колеса. Точность такого станка определяется разрешающей способностью датчика «угол — код» и кинематической точностью передачи «рейка — шестерня». Если учесть, что в настоящее время известны преобразователи «угол — код» с большой разрешающей способностью, то точность в воспроизведении размеров при обработке зависит в основном от точности передачи «рейка— шестерня».

Обычные передачи зацепления, в основе работы которых лежит физический контакт между элементами зубчатой пары, не могут обеспечить высокой точности и нетехнологичны.

Для увеличения кинематической точности и упрощения процесса изготовления зубчатой пары используются бесконтактный магнитный принцип передачи вращения без физического контакта между элементами пары. Этот принцип заключается в том, что между линией выступов зубцов рейки и окружностью выступов шестерни имеется зазор, а элементы пары выполнены из магнитомягкого материала и помещены в магнитное поле. В зазоре между зубьями шестерни и рейки возникают силы

5 взаимного магнитного притяжения, которые при относительном перемещении заставляют перекатываться шестерню по рейке.

Использование магнитного зацепления дает большие преимущества по сравнению с обыч10 ным эвольвентным зацеплением (высокая кинематическая точность, — отсутствие люфтов и гистерезиса, высокая стойкость и долговечность, отсутствие смазки; высокие скорости передачи, низкие требования к чистоте окружа15 ющей среды, упрощения формы зубьев и отсутствие необходимости в сложном оборудовании для производства деталей эвольвентного профиля, отсутствие ударов при ускорениях).

20 Однако сила сцепления при практически приемлемых напряженностях магнитного поля невысока, и величина крутящего момента, который может передавать передачи, меньше, чем у обычной зубчатой передачи. При нали25 чии ускорений, которые могут иметь место при трогании каретки или суппорта станка, возможно проскальзывание шестерни, что приводит к бесконтрольной потере информации.

При отключении питания электромагнита, соз30 дающего магнитное поле, шестерня также мо3 жет под действием инерции или дебаланса изменить свое положение относительно рейки.

С целью устранения этих недостатков предлагается использовать комбинированное зубчатое зацепление. . На чертеже изображена комбинированная зубчатая передача «рейка †шестер», На станине 1 укреплена обычная зубчатая рейка 2 с полным профилем зубьев, форма которых соответствует исходному контуру рейки по ГОСТУ. Рейка 2 выполнена из немагнитного материала. С ней жестко скреплена другая рейка 8 из ферромагнитного материала.

Зубья реек 2 .и 8 расположены с равным шагом, но сдвинуты один относительно другого на половину шага. Вершины зубьев рейки 8 расположены на,высоте средней линии профиля рейки 2. На оси 4 датчика «угол — код», установленного на суппорте, укреплена шестерня 5 из немагнитного материала с полным эвольвентным профилем. Соосно с ней жестко скреплена шестерня б из ферромагнитного материала. Зубья шестерен 5 и б совпадают по шагу.

Окружность выступов шестерни б имеет диаметр, равный диаметру делительной окружности шестерни 5. Шестерня 5 и рейка 2 находятся в зацеплении, как обычная зубчатая пара. Между окружностью выступов шестерни б и линией выступов рейки предусмотрен небольшой .воздушный зазор. Рейка 8 с шестерней б помещены в ярмо 7 из магнитомягкого материала. Между полюсными наконечниками ярма 7, рейкой 8 и шестерней б имеется воздушный зазор. На ярме установлена катушка с обмоткой 8, подключенной к источнику постоянного напряжения.

При подаче в обмотку 8 напряжения постоянного тока в ярме-магнитопроводе 7 возникает магнитное поле. Магнитные силовые линии этого поля, пронизывая шестерню б и рейку 8, наводят в них собственное магнитное поле, При этом в зазоре между шестерней и рейкой возникает сила магнитного притяжения. Перемещаясь относительно рейки, шестерня перекатывается по рейке, и по мере движения в магнитное поле будут последовательно входить все зубья шестерни, Для исключения возможности заклинивания и снижения требований к точности выставки

367297 рейки магнитопровод снабжен роликом 9, упирающимся в нижнюю часть рейки и обеспечивающим постоянный зазор между плоским полюсным наконечником и рейкой, а маг5 нитопровод имеет возможность перемещаться в плоскости, перпендикулярной оси перемещения.

Межосевое расстояние, диаметр шестерни и высота зубьев выбираются такими, чтобы в

10 зацеплении немагнитной пары был люфт, а между ферромагнитным колесом и рейкой выдерживался заданный зазор. B установившемся относительном положении шестерни и рейки под действием магнитных сил зубья немаг15 нитной пары не должны касаться друг друга.

При работе передачи в режимах небольших ускорений или постоянной скорости передача движения будет осуществляться посредством магнитных сил, а при значительных ускоре20 ниях, ударах или отключении питания электромагнита зубчатая пара обычного зацепления будет предотвращать проскальзывание, и потери информации не произойдет.

Так как немагнитная часть передачи слу25 жит только для устранения проскальзывания, требования к точности изготовления ее элементов невысока.

Предмет изобретения

50 1. Магнитная зубчатая передача с ведущими и ведомыми звеньями из ферромагнитного материала и источником магнитного поля, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения проскальзывания звеньев магнитной зубÇ5 чатой пары, она дополнительно снабжена зубчатой парой с полным эвольвентным профилем, выполненной из диамагнитного материала, жестко соединенной с магнитными звеньями, причем, в одном звене магнитные и диа40 магнитные зубья совпадают по шагу, а в другом — смещены один относительно другого, например, на половину шага, а начальный зазор в диамагнитной зубчатой паре равен или больше максимальной кинематической погреш45 ности магнитной зубчатой пары.

2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения процесса выставки рейки, магнитопровод источника магнитного поля снабжен роликом, упирающимся в нижнюю

50 часть рейки.

367297

Редактор Т. Ларина

Заказ 946/19 Изд. № 1170 Тираж 826 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, )К-З5, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2

Составитель В. Тарабара

Техред Л. Богданова

Корректоры: Е. Талалаева и С. Сатагулова