Лепестковая волновая передача

 

Изобретение относится к редукторам и может быть использована в машиностроении. Целью изобретения является повышение КПД и сокращение габаритов. Это достигается тем, что гибкое звено выполнено в виде стакана, разрезанного вдоль своих образующих и представляющего собой элемент, составленный из гибких лепестков с зубьями на концах, а также выполнением стакана в виде разрезанного усеченного конуса и выполнением лепестка в виде плоской пружины. Особенностью предлагаемой лепестковой волновой передачи являются ее малые габариты (особенно при одноволновом варианте) и значительная при этом нагрузочная способность. Последнее обстоятельство обусловлено возможностью применения достаточной высоты, что ведет к большому коэффициенту перекрытия. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к редукторам и может быть использовано в машиностроении.

Известны волновые зубчатые передачи [1], содержащие гибкие зубчатые колеса. Это позволяет при использовании только двух зубчатых колес получить редуктор с большим передаточным числом.

Недостатками аналога является низкий КПД и большие габариты.

Наиболее близким техническим решением является [2] передача, содержащая жесткое и гибкое звенья, генератор волн, создающий упругие деформации в гибком звене.

Целью изобретения является повышение КПД и сокращение габаритов.

Это достигается тем, что гибкое звено выполнено в виде стакана, разрезанного вдоль своих образующих и представляющего собой элемент, составленный из гибких лепестков с зубьями на концах, а также стакана в виде разрезанного усеченного конуса и выполнением основания лепестка в виде плоской пружины.

На фиг.1 изображена лепестковая волновая передача с генератором волн в виде ролика; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - лепестковая волновая передача с генератором - подшипником качения и с коническим лепестковым стаканом; на фиг. 4 - лепесток; на фиг.5 - часть развертки гибкого звена; на фиг. 6 - основание лепестка в виде плоской пружины; на фиг. 7 - разрезанный стакан в виде усеченного конуса; на фиг. 8 - конический стакан при нарезании на нем зубьев.

Гибкое колесо состоит из лепестков 1 и может иметь число зубьев меньшее расчетного. На фиг.1 для большей наглядности картины (разъединения зубьев 2 и 3) несколько искажена конфигурация жесткого колеса 4.

На развертке гибкого звена (фиг.5) видно, что некоторые зубья удалены при образовании прорезей, что фактически уменьшает число зубьев. Показанная на фиг. 3 одноволновая передача имеет гибкое звено в виде конического стакана (см.фиг.7) и стандартный шариковый подшипник.

Предлагаемая лепестковая волновая передача работает следующим образом. Вращение генератора волн приводит к циклической деформации гибкого звена.

Периодически вводятся в зацепление группы лепестков 1, принудительно отгибаемые генератором волн.

Гибкое и жесткое 4 колеса имеют зубья 2, 3 с равными шагами. Разность чисел их зубьев (Z_ж-Z_г) кратно числу волн деформации.

В показанных на фиг.1 и 3 случаях (Z_ж-Z_г) кратно единице. В общем случае, при невращающемся гибком звене, жесткое звено повернется за один оборот генератора на угол, соответствующий (Z_ж-Z_г)t.

Передачу можно выполнить и так, что жесткое звено 4 будет неподвижным, а гибкое будет вращаться.

При работе лепестковой волновой передачи, показанной на фиг.3 использован шарикоподшипник 7, сидящий на круглом эксцентрике 5.

Лепестки 1 обжимают кольцо 6, надетое на подшипник 7. В качестве гибкого колеса использован конический гибкий элемент (фиг.7).

При вращении генератора кольцо 6 периодически отгибает лепестки 1 и вводит их зубья 2 в зацепление с зубьями 3 жесткого колеса. Зубья 2, находящиеся в зоне, где нет зацепления, располагаются на радиусах, меньших чем их расчетная величина. Это дает возможность увеличить высоту зубьев и соответственно коэффициент перекрытия и нагрузочную способность передачи.

Для показанных на фиг.1 и 3 случаев передаточное число i равно: i = = при Z_ж-Z_г = 1; i = Z_ж; где ω_н - угловая скорость генератора; ω_ж - угловая скорость жесткого колеса; Z_ж - число зубьев жесткого колеса; Z_г - число зубьев гибкого колеса.

Предлагаемая лепестковая волновая передача может быть выполнена с любым числом волн, однако ее применение особенно эффективно при одноволновом варианте.

Для увеличения нагрузочной способности желательно применение зубьев достаточной высоты. Следует заметить, что в известных решениях, особенно при (Z_ж-Z_г) = = 2, высота зубьев ограничивается кинематикой зацепления.

В предлагаемом техническом решении это затруднение может быть устранено. Для этого зубья лепестков (в свободном состоянии, без ввода генератора волн) располагаются по окружности меньшего диаметра чем их расчетный рабочий диаметр (см.фиг.7).

При малых диаметрах гибкого элемента расчетная упругая гибкость лепестков может уменьшиться. Однако для придания лепесткам большей радиальной гибкости возможно выполнить тело лепестка в виде плоской пружины (фиг.6).

Формула изобретения

1. ЛЕПЕСТКОВАЯ ВОЛНОВАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая жесткое зубчатое колесо, гибкое звено, генератор волн, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и сокращения габаритов путем уменьшения давления на генератор волн, гибкое звено выполнено в виде стакана, разрезанного вдоль своих образующих и представляющего собой элемент, составленный из гибких лепестков с зубьями на концах.

2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что стакан выполнен в виде разрезанного усеченного конуса, на конце с меньшим диаметром которого расположены зубья.

3. Передача по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что лепесток выполнен в виде плоской пружины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8