Торцовая зубчатая передача

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механическим передачам. Торцовая зубчатая передача содержит корпус 11, входной 1 и выходной 6 валы, генератор волн 2, два сопряженных зубчатых колеса 3, 7 с торцовыми зубьями, возвратную пружину 9. Зубчатое колесо 3 выполнено в виде сепаратора с концентрически расположенными в нем подвижными цилиндрическими штоками 4 с зубьями 5. Зубья 5 штоков 4 выполнены круглыми в сечении плоскостью, перпендикулярной оси штока 4. На штоках имеются буртики 10. Зубья сопряженного колеса 7 выполнены с поверхностью, образованной совокупностью огибающих последовательных положений профиля производящего зуба штока в процессе зацепления. Технический результат - позволяет увеличить КПД передачи и нагрузочную способность зубьев. 4 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механическим передачам, используемым в механизмах машин и приборов.

Известна волновая торцовая передача, содержащая корпус, жесткое и гибкое колеса, генератор волн, соосные входной и выходной валы [1, с.271].

Известна цилиндрическая зубчатая передача с зубьями круглого сечения (круглозубая передача) [2]. Это передача другого типа, однако, реализованный в ней принцип внутреннего зацепления может быть использован в торцовой передаче.

Известна также торцовая передача с радиально расположенными зубьями, одно из колес которой выполнено в виде сепаратора с цилиндрическими штоками, на концах которых расположены зубья, для точного позиционирования которых по отношению к зубьям сопряженного колеса использована лепестковая пружина [3].

Эта передача обладает рядом недостатков конструктивного характера, что делает ее трудновыполнимой. Так, призматические зубья сложно выполнить на цилиндрических штоках - настолько они специфичны по форме и способу обработки. Так же сложно обеспечить положение лыски на штоке, перпендикулярной к радиальной оси симметрии зуба. Кроме того, при осевом (рабочем) перемещении штоков с зубьями изменяется радиальный зазор между лепестком пружины и лыской штока, что отрицательно влияет на условия позиционирования зубьев.

Изобретение позволяет устранить эти недостатки.

Технический результат достигается тем, что торцовая зубчатая передача содержит корпус, входной и выходной валы, генератор волн, два сопряженных зубчатых колеса с торцовыми зубьями, одно из которых выполнено в виде сепаратора, с концентрически расположенными в нем подвижными цилиндрическими штоками с зубьями, возвратную пружину, при этом новым является то, что зубья штоков сепаратора выполнены круглыми в любом сечении плоскостью, перпендикулярной оси штока, расположенными концентрично относительно этой оси с возможностью свободного вращения вокруг нее, на штоках выполнены упорные буртики для упора возвратной пружины, а зубья сопряженного колеса выполнены внутренними с поверхностью, образованной совокупностью огибающих последовательных положений профиля производящего зуба штока в процессе входа в зацепление и выхода из него [4, с.234], причем зубчатый венец сопряженного колеса имеет исходные параметры (шаг, угол зацепления, высоту зуба и др.) на его делительном цилиндре (d).

Благодаря этому нагрузка между зубьями передачи распределяется по дугообразному пятну контакта.

Существенной особенностью передачи является возникновение момента трения, стремящегося повернуть зубья - штоки вокруг их продольной оси, относительно контактной поверхности внутренних зубьев. Объясняется это тем, что по мере внедрения зуба штока во впадину пятно контакта зубьев перемещается не только в осевом направлении, но и поворачивается вслед за поворотом сопряженного колеса, оставаясь симметричным по отношению к окружности делительного цилиндра в зоне контакта. В результате этого трение в контакте приобретает двумерный характер, что уменьшает сопротивление внедрению зуба во впадину, улучшает условия смазки. Благодаря этому и дуговому контакту повышается КПД и нагрузочная способность зубьев.

Устройство передачи показано на чертежах, где на фиг.1 - разрез по оси;

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3. - разрез Б-Б на фиг.2: развертка на тангенциальную плоскость сечения впадины и зуба делительным цилиндром (d); на фиг.4 - вид В на фиг.1.

Передача содержит входной вал 1, связанный с генератором 2, подвижное колесо-сепаратор 3 со штоками 4, несущими зубья 5, связанное с выходным валом 6 неподвижное колесо 7 с внутренними зубьями 8, возвратную пружину 9, упорные буртики 10, помещенные в корпус 11.

Передача работает следующим образом. Вращающийся генератор 2 своими кулачками нажимает на торцы штоков 4, вводя последовательно зубья 5 штоков 4 в зацепление с зубьями 8 колеса 7, причем колесо (сепаратор) 3 приходит во вращение вследствие разности шагов зубьев на делительных цилиндрах колес, как и в аналогах.

Вращающий момент передается на вал 6, пружина 9, упираясь в буртики 10, способствует выходу зубьев 5 штоков 4 из зацепления, повышая тем самым КПД передачи.

Благодаря тому, что внутренние зубья 8 охватывают зубья 5 штоков 4, в тангенциальных плоскостях начальный контакт между ними располагается по дуге окружности, а при нагружении деформируется в дугообразное пятно контакта.

Источники информации

1. Планетарные передачи. Справочник под ред. В.Н.Кудрявцева. Л.: Машиностроение, 1977 г.

2. Осипов В.И., Осипов И.Б. Цилиндрическая зубчатая передача. Патент №2199046, 2003 г.

3. Осипов В.И., Осипов И.Б. Волновая торцовая передача. Авторское свидетельство №1490352, 1989 г.

4. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. Изд. 4-е, исправл. М.: ″Машиностроение″, 1973, 592 с.

Торцовая зубчатая передача, содержащая корпус, входной и выходной валы, генератор волн, два сопряженных зубчатых колеса с торцовыми зубьями, одно из которых выполнено в виде сепаратора с концентрически расположенными в нем подвижными цилиндрическими штоками с зубьями, возвратную пружину, отличающаяся тем, что зубья штоков выполнены круглыми в любом сечении плоскостью, перпендикулярной оси штока, расположенными концентрично этой оси, с возможностью вращения вокруг нее, на штоках выполнены упорные буртики для возвратной пружины, а торцовые зубья сопряженного колеса выполнены с поверхностью, образованной совокупностью огибающих последовательных положений профиля производящего зуба штока в процессе входа в зацепление и выхода из него.