Реечная передача

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к реечным передачам , и может быть использовано, например , в манипуляторах для обеспечения перемещения исполнительного звена . Цель изобретения - повьшение надежности путем уменьшения износа элементов зацепления за счет гашения возникающих в зацеплении боковых уси-, ЛИЙ и уменьшения динамического момента , возникающего при работе передачи . При вращении приводного вала с шестерней, находящейся в зацеплении с рейкой 8, дсаретка перемещается по направляющим 2.Благодаря тому, что рейка 8 установлена на шаровой опоре 9 и свободно опирается на каретку 4, она может поворачиваться как вокруг своей продольной оси, так и вокруг вертикальной и горизонтальной осей, что ей возможность самоустанавлипо ведущей шестерне и исключает возникновение дополнительных усилий, передающихся на направляющие 2. При перемещении кареткч 4 к шаровой опоре 9 длина свободного конца рейки 8 увеличивается, и под действием собственного веса она прогибается вниз и опирается на опору 16. Отверстие в каретке 4 для размещения рейки 8 позволяет без уменьшения жесткости каретки 4 уменьшить до минимума плечо пары сил, а следовательно, и момент , действующий на направляющие 2. 3 3 . п. ф-лы, 4 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 F 16 Н 19 04 списочник изовгкткния

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4085423/25-28 (22) 10.07,86 (46) 15.01,88, Бюл. Ф 2 (71) Кировский проектный конструкторско-технологический институт тяжелого машиностроения (72) Н.М. Балезин (53) 621.833(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 879 106, кл. F 16 Н 19/04, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1142681, кл. F 16 H 19/04, 1983. (54) РЕЕЧНАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к реечным передачам, и может быть использовано, например, в манипуляторах для обеспечения перемещения исполнительного звена. Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения износа элементов зацепления за счет гашения возникающих в зацеплении боковых уси-, лий и уменьшения динамического момента, возникающего при работе пере„„Я0„„136 45 А1 дачи ° При вращении приводного вала с шестерней, находящейся в зацеплении с рейкой 8, .каретка перемещается по направляющим 2.Благодаря тому, что рейка 8 установлена на шаровой опоре 9 и свободно опирается на каретку 4, она может поворачиваться как вокруг своей продольной оси, так и вокруг вертикальной и горизонтальной осей, что дает ей возможность самоустанавливаться по ведущей шестерне и исключает

< возникновение дополнительных усилий, передающихся на направляющие 2. При перемещении кареткч 4 к шаровой опоре 9 длина свободного конца рейки 8 увеличивается, и под действием собственного веса она прогибается вниз и опирается на опору 16. Отверстие в каретке 4 для размещения рейки 8 позволяет без уменьшения жесткости каретки 4 уменьшить до минимума плечо пары сил, а следовательно, и момент, действующий на направляющие 2.

3 з.п. ф-лы, 4 ил.

6745 2 . поджима рейки 8 к шестерне 6, выполненное в виде ролика 17 и пластинчатой пружины 18.

Реечная передача работает следую5 щим образом.

При вращении приводного вала 5 с шестерней 6, находящейся в зацеплении с рейкой 8, каретка 4 перемещается по направляющим 2. Багодаря тому, что рейка 8 установлена на шаровой опоре 9 и свободно опирается на каретку 4, она может поворачиваться как вокруг своей продольной оси, так и вокруг вертикальной и горизонтальной осей, что позволяет ей самоустанавливаться по ведущей шестерне

6. При этом исключается возникновение дополнительных усилий, передающихся на направляющие 2. Осевое усилие, возникающее в рейке 8 от зацепления с шестерней 6, действует по прямой, соединяющей точку контакта рейки 8 с шестерней 6 с точкой опоры рейки 8, т.е. с центром шаровой опоры 9.

136

Реечная передача содержит корпус

1 с направляющими 2, по которым на роликах 3 перемещается каретка 4. В последней на приводном валу 5 установлена ведушая шестерня 6 и выполнено отверстие 7, в котором размещена рейка 8, установленная в корпусе 1 на ., шаровой опоре 9. Центр тяжести каретки 4 расположен в зоне зубьев рейки 8.

Шаровая опора 9 установлена на опорных шайбах 10 и 11, которые с помощью винтов 12 закреплены на поверх-. ности 13 корпуса 1.

Шаровая опора 9 может быть выполнена, например, в виде сферического шарикоподшипника, внутренняя обойма которого закреплена на рейке 8, а наружная — в корпусе 1 или выполнена в виде нескольких звеньев, соединенных последовательно с помощью пальцев, оси которых взаимно перпендикулярны, а одна иэ них совпадает с продольной осью рейки.

Центр шаровой опоры 9 расположен на начальной линии зубьев рейки 8, Для исключения возникновения момента, поворачивающего рейку 8 вокруг ее продольной оси и вдоль оси шестерни 6, на каретке 4 установлены направляющие элементы, выполненные в виде роликов 14, расположенных против торцов шестерни 6 и взаимодействующих с накладками 15, жестко закрепленными по бокам„ рейки 8.

В корпусе 1 под свободным концом рейки 8 установлена дополнительная опора 16. Точка взаимодействия рейки

8 с опорой 16 расположена в вертикальной плоскости, проходящей через центр шаровой опоры 9 и центр тяжести рейки 8. В каретке 4 напротив шестерни 6 установлено устройство для

Х = С tgw>

Изобретение относится к машиностроению, а именно к реечным передачам, и может быть использовано, например, в манипуляторах для обеспечения перемещения исполнительного звена.

Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения износа элементов зацепления за счет гашения возникающих в зацеплении боковых усилий и уменьшения динамического момента, возникающего .при работе передачи.

На фиг. 1 изображена реечная передача, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. i; на фиг.3 — сечение

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение

В-В на фиг, 1.

Поскольку центр шаровой опоры

9 расположен на начальной линии зубьев рейки 8, а последняя установлена параллельно направляющим 2,направление действия осевого усилия бу дет параллельным направляющим 2 на любом участке перемещения каретки 4, а значит исключается появление боковой составляющей от осевого усилия, действующей на направляющие 2.

В случае использования косозубой рейки 8 в зацеплении возникает боковое усилие

40 где P — боковое усилие; осевое усилие.

45 м — угол контакта зубьев рейки.

Боковое усилие через накладки 15, ролики 14, вал 5 и шестерню 6 замыкается, т.е. на направляющие 2 не действует. Расположение роликов 14 напротив зубьев рейки 8 исключает появление момента, скручивающего рейку 8 вокруг ее продольной оси, и обеспечивает более полное прилегание зубьев рейки 8 к шестерне 6, а значит мень55 шие контактные напряжения и износ, При перемещении каретки .4 к шаровой опоре 9 длина свободного конца рейки 8 увеличивается, и под действием собственного веса она трогибает13667 ся вниз и взаимодействует с опорой 16.

По мере приближения каретки 4 к шаровой опоре 9 сила взаимодействия опоры

16 с рейкой 8 увеличивается, а действие веса рейки 8 на каретку 4 и направляющие 2 остается постоянным, не превышающим половины веса рейки.

Ввиду того, что центр шаровой опо- 10 ры 9, центр тяжести рейки 8 и точка касания рейки 8 и опоры 16 лежат в одной вертикальной плоскости, исключается момент, поворачивающий рейку 8 вокруг продольной оси. 15

При неравномерном движении каретки возникает сила инерции

F = m ° а, 20 где F — сила инерции;

m — масса каретки; а — ускорение, с которым перемещается каретка 4.

Сила инерции, приложенная в центре тяжести каретки 4, образует с осевым усилием рейки 8 пару сил, создающих динамический момент, которйй действует на направляющие 2.

Отверстие 7 в каретке 4 для размещения рейки 8-позволяет без уменьшения жесткости каретки 4 уменьшить до минимума плечо пары сил, а следовательно, и момент, действующий на направляющие 2.

4=.

4 ф о рм ул а и зоб р е т е ни я

1. Реечная передача, содержащая корпус с направляющими, каретку, установленную с возможностью поступательного перемещения по направляющим корпуса, рейку, приводной вал с шестерней, взаимодействующей с зубьями рейки, и устройство для поджима рейки к шестерне,отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения износа элементов зацепления, она снабжена размещенной в корпусе шаровой опорой, на которбй установлен один конец рейки, другой конец которой свободен, а центр шаровой опоры расположен на начальной линии зубчатой рейки.

2. Реечная передача по п. 1, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена направляющими элементами в виде роликов, установленных в каретке, расположенных у торцов шестерни в.плоскости зацепления и предназначенных для взаимодействия с рейкой.

3. Реечная передача по п.1, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена установленной в корпусе дополнит ельной опорой свободного конца рейки.

4. Реечная передача по п .1, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что в каретке выполнено отверстие, в котором размещена рейка, а центр тяжести каретки расположен в зоне зубьев рейки.

Щ/2. 4

Составитель С. Андреев

Редактор И. Касарда Техред М.Ходаяич Корректор А. Зимокосов

Заказ 6808/34 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений H открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4