Фрикционная передача с гибкой связью

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных сервисных устройствах мобильной и бытовой техники, технологическом оборудовании. Фрикционная передача с гибкой связью содержит установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанных с корпусом передачи, установленных соосно входному валу с противоположных торцов сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода. Рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие, с внутренней стороны деформируемого обода запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента, каждый из которых размещен между сателлитом и соответствующим неподвижным колесом. Технический результат - повышение долговечности передачи. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных сервисных устройствах мобильной и бытовой техники, технологическом оборудовании.

Известна фрикционная передача, содержащая корпус, входной вал, гибкое солнечное колесо, жестко связанное с корпусом и состоящее из трех коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой кольцевых элементов, внутренний из которых выполнен из фрикционной металлокерамики, средний - из алюминиевого сплава, а наружный - из упруго-эластичного материала, три сателлита, каждый из которых имеет фрикционную наружную рабочую поверхность и установлен с возможностью взаимодействия этой поверхностью с внутренней рабочей поверхностью солнечного колеса, трех размещенных последовательно с одинаковым эксцентриситетом вдоль оси входного вала кулачков, расположенных под углом 120^o друг к другу и имеющих цилиндрические наружные рабочие поверхности, выходной вал, водило, установленное с возможностью взаимодействия с сателлитами и связанное с выходным валом (свид. на полезную модель 22691 РФ, МКИ⁶ F 16 H 7/02. Фрикционная передача / В.Л.Басинюк, Е.И.Мардосевич, Я. В.Басинюк, М.А.Леванцевич).

К недостаткам передачи можно отнести недостаточно высокую долговечность передачи при значительных растягивающих и сжимающих деформациях внутреннего кольцевого элемента солнечного колеса, выполненного из фрикционной металлокерамики, испытывающей значительные растягивающие напряжения и недостаточно высокую усталостную прочность при этом виде напряжений.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является передача с гибкой связью, содержащая установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанные с корпусом передачи, установленные соосно входному валу с противоположных торцов сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие (свид. на полезную модель 22811 РФ, МКИ⁶ F 16 H 7/02. Передача с гибкой связью / В.Л.Басинюк, Е.И.Мардосевич, Я. В.Басинюк, М.А.Леванцевич).

К недостатку конструкции можно отнести недостаточно высокую долговечность передачи при значительных растягивающих и сжимающих деформациях оксидокерамических покрытий.

Задачей изобретения является повышение долговечности передачи.

Для достижения поставленной задачи во фрикционной передаче с гибкой связью, содержащей установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанные с корпусом передачи, установленные соосно входному валу с противоположных торцов сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие, согласно техническому решению с внутренней стороны деформируемого обода запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента, каждый из которых размещен между сателлитом и соответствующим неподвижным колесом.

Целесообразно, чтобы во фрикционной передаче с гибкой связью толщина дополнительных кольцевых элементов выбиралась из соотношения δ = 0,5•δ₀•(B/b), где δ - толщина кольцевых элементов; δ₀ - толщина гибкого деформируемого обода; В - ширина гибкого деформируемого обода; b - ширина кольцевых элементов, наружная рабочая поверхность сателлита имела бочкообразный профиль, а неподвижные колеса выполнялись с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами.

Повышение долговечности передачи достигается за счет смещения оксидокерамических рабочих поверхностей гибкого деформируемого обода в направлении нейтральной линии осевого сечения, образованного гибким деформируемым ободом и дополнительно введенными кольцевыми элементами, размещенными с внутренней стороны гибкого деформируемого обода и жестко связанными с ним.

Выбор толщины каждого дополнительного кольцевого элемента из соотношения δ = 0,5•δ₀•(B/b) определяется тем, что при его реализации обеспечивается смещение оксидокерамического слоя на нейтральную линию осевого сечения гибкого элемента, образованного гибким деформируемым ободом и дополнительно введенными кольцевыми элементами, и как следствие отсутствие на нем сжимающих и растягивающих напряжений.

Суммарная длина дополнительных кольцевых элементов должна составлять 0,2-0,4 от ширины В гибкого деформируемого обода (в противном случае существенно возрастут осевые размеры передачи), так как толщина возрастает пропорционально уменьшению ширины дополнительных кольцевых элементов, то соответственно возрастают растягивающие и сжимающие напряжения их материала. Выполнение дополнительных кольцевых элементов из пружинного материала, например из стали 65Г, обладающей повышенными допустимыми напряжениями при циклических сжимающих и растягивающих напряжениях, обеспечивает требуемую долговечность кольцевых элементов и передачи в целом.

Выполнение наружной рабочей поверхности сателлита с бочкообразным профилем (закруглением в осевом сечении) и неподвижных колес с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами в комплексе обеспечивает повышение равномерности распределения контактных напряжений по длине контактных линий взаимодействующих поверхностей, что способствует повышению долговечности рабочих поверхностей с оксидокерамическими покрытиями и, как следствие, повышению ресурса работоспособности передачи в целом.

На чертеже показана схема фрикционной передачи с гибкой связью.

Передача включает (фиг.1) входной вал 1, выходной вал 2, два кооксиально расположенных эксцентрика 3, 4, сателлит 5 с наружной фрикционной оксидокерамической рабочей поверхностью 6, имеющей бочкообразный профиль, и установленный на входном валу 1 с возможностью вращения относительно наружного эксцентрика 4 и взаимодействия с ним в радиальном направлении. Колеса 7 и 8 расположены соответственно со стороны торцов сателлита 5 и имеют одинаковые по диаметру цилиндрические рабочие фрикционные оксидокерамические поверхности 9 и 10. Гибкий деформируемый обод 11 с внутренней оксидокерамической рабочей фрикционной поверхностью 12, с внутренней стороны которого запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента 13 и 14, выполненных из пружинного материала, например стали 65Г. Кольцевые элементы 13 и 14 размещены между сателлитом 5 и соответствующим неподвижным колесом 7 или 8.

Внутренний эксцентрик 3, размещенный на входном валу 1, жестко связан с ним, а наружный эксцентрик 4 установлен с возможностью поворота относительно внутреннего эксцентрика 3 и фиксирования их взаимного положения.

В выходном валу 2 перпендикулярно его оси для передачи крутящего момента установлен с натягом штифт 15, входящий по скользящей посадке в ответные отверстия кольцевого выступа 16 сателлита 5. Между сателлитом 5 и эксцентриком 4 размещен подшипник 17.

Передача установлена в корпусе 18, закрытом с торцов боковыми крышками 19, 20. Колеса 7, 8 выполнены за одно целое с боковыми крышками 19, 20 в виде кольцевых выступов на их торцевых поверхностях. Входной 1, выходной 2 валы устанавливаются в подшипниковых узлах 21, 22 соответственно.

Основные элементы передачи выполнены из алюминия и его сплавов с использованием на рабочих поверхностях 6, 9, 10, 12 фрикционных оксидокерамических покрытий, имеющих твердость 12...22 ГПа и коэффициенты трения при отсутствии смазки 1,5. . .2. Это обеспечивает повышенную износостойкость и долговечность передачи, а также ее повышенную нагрузочную способность. Передача работает следующим образом.

При вращении входного вала 1 наружная цилиндрическая поверхность эксцентрика 4 через подшипник 17 смещает сателлит 5 в радиальном направлении. При этом сателлит 5 взаимодействует оксидокерамической рабочей поверхностью 6 с оксидокерамической рабочей поверхностью 11 гибкого деформируемого обода 10. Одновременно с этим гибкий деформируемый обод 10 оксидокерамической рабочей поверхностью 12 взаимодействует в диаметрально противоположной зоне с оксидокерамическими рабочими поверхностями 9, 10 соответствующих колес 7, 8. В результате вращения эксцентрика 4, зафиксированного на эксцентрике 3 и через него жестко связанного с валом 1, сателлит 5 обкатывается по внутренней оксидокерамической рабочей поверхности 12 гибкого деформируемого обода 11, который, в свою очередь, внутренней оксидокерамической рабочей поверхностью 12 обкатывается по наружным цилиндрическим оксидокерамическим рабочим поверхностям 9, 10 неподвижных колес 7, 8. В результате разной длины взаимодействующих поверхностей (диаметром поверхностей зацепления сателлита 5 колес 7, 8 и гибкого деформируемого обода 11) сателлит 5 вращается в окружном направлении, передавая вращение через штифт 15 на установленный в подшипниковом узле 22 выходной вал 2.

Введение в конструкцию передачи дополнительных кольцевых элементов, рациональный подбор их толщин и изготовление их из пружинного материала, а также выполнение наружной рабочей поверхности сателлита с бочкообразным профилем (закруглением в осевом сечении) и неподвижных колес с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами в комплексе обеспечивает пониженный уровень внутренних напряжений в гибком деформируемом ободе и повышенную долгoвeчнocть передачи в целом.

Формула изобретения

1. Фрикционная передача с гибкой связью, содержащая установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанных с корпусом передачи, установленных соосно входному валу с противоположных торцов сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие, отличающаяся тем, что с внутренней стороны деформируемого обода запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента, каждый из которых размещен между сателлитом и соответствующим неподвижным колесом.

2. Фрикционная передача по п.1, отличающаяся тем, что толщину кольцевых элементов выбирают из соотношения

δ=0,5·δ₀·(В/b),

где δ – толщина кольцевых элементов;

δ₀ – толщина гибкого деформируемого обода;

В – ширина гибкого деформируемого обода;

b – ширина кольцевых элементов.

3. Фрикционная передача по п.1 или 2, отличающаяся тем, что кольцевые элементы выполнены из пружинного материала, например стали 65Г.

4. Фрикционная передача по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что наружная рабочая поверхность сателлита имеет бочкообразный профиль, а неподвижные колеса выполнены с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами.

РИСУНКИ

Рисунок 1