Устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента и способ его монтажа

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в реверсивных механизмах, где необходима высокоточная передача угла поворота от ведущего к ведомому звену. Устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента содержит ведущее зубчатое колесо (1), зацепляющееся с двумя зубчатыми венцами (3, 4) ведомого зубчатого колеса. Один венец (4) установлен с возможностью разворота относительно другого венца (3). Венец (4) взаимодействует с концом вала (5) через упруго скрученный торсион (8). Монтаж устройства основан на штифтовании торсиона (8) относительно подвижного зубчатого венца (4) в его упруго скрученном состоянии. Такое выполнение устройства позволяет повысить его технологичность, нагрузочную способность и точность передаваемого крутящего момента без люфта. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения и может быть использовано в реверсивных механизмах, где необходима высокоточная передача угла поворота от ведущего звена к ведомому.

Известны устройства для безлюфтовой передачи крутящего момента, выполненные на базе разрезных колес, содержащие ведомое зубчатое колесо в виде двух зубчатых венцов. Один из венцов жестко крепится на валу, а второй подпружинен и установлен соосно первому, см., например, «Справочник конструктора оптико-механических приборов» под ред. М.Я. Кругера, Маш., Л., 1968 г., с.с.562, 563, p.p.18-21 и а.с. №602727, СССР, МПК F16H 55/18, публ. 15.04.1978 г., Бюл. №14.

Известно устройство для передачи крутящего момента, содержащее ведущее зубчатое колесо, введенное в зацепление с ведомым зубчатым колесом, выполненным в виде двух соосно расположенных зубчатых венцов, первый из которых жестко закреплен на конце вала, а второй установлен с возможностью разворота относительно первого, см. а.с. №601498, СССР, МПК F16H 55/18, публ.05.04.1978 г., Бюл. №13.

Способ монтажа устройства включает в себя крепление первого зубчатого венца ведомого зубчатого колеса на конце вала, установку на конце вала второго зубчатого венца ведомого зубчатого колеса с его фиксацией от осевого смещения и введение в зацепление ведущего зубчатого колеса с первым и вторым зубчатыми венцами.

Недостатком всех вышеприведенных устройств является их пониженная нагрузочная способность, обусловленная спецификой выполнения упругих элементов, обеспечивающих люфтовыбирание в конструкции.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому является устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента, содержащее ведущее зубчатое колесо, введенное в зацепление с ведомым зубчатым колесом, выполненным из двух соосно расположенных зубчатых венцов, первый из которых жестко закреплен на конце вала, имеющего осевую торцевую полость, а второй выполнен с осевым выступом и внутренним радиальным буртиком, и смонтирован на валу с возможностью разворота относительно первого, а также торсион, установленный в полости вала и закрепленный одним концом в днище полости вала, вторым - размещенный в осевом выступе второго зубчатого венца, см. а.с. №1221425, СССР, МПК F16H 55/24, 1981 г.

Способ монтажа устройства включает в себя крепление первого зубчатого венца ведомого зубчатого колеса на конце вала, размещение в осевой торцевой полости конца вала торсиона с фиксацией его первого конца от проворота в днище указанной полости, установку на конце вала второго зубчатого венца ведомого зубчатого колеса с его фиксацией от осевого смещения и введение в зацепление ведущего зубчатого колеса с первым и вторым зубчатыми венцами.

Недостатками приведенного технического решения являются:

1. Низкая технологичность, связанная со сложностью конструктивного исполнения механизма закрутки торсиона (наличие дополнительных элементов - опорной шайбы, сухаря, шара и дополнительного выступа на зубчатом колесе).

2. Небольшая нагрузочная способность конструкции ввиду малых площадей контактирующих поверхностей при передаче крутящих моментов (момент передается шарообразным телом).

3. Неудобство при эксплуатации, связанное с обязательным наличием двухстороннего доступа к конструкции при ее монтаже.

4. Пониженная точность передаваемого крутящего момента без люфта, связанная с отсутствием строго регламентированного усилия закрутки торсиона (на величину момента будут вноситься ошибки от допуска на составные элементы механизма закрутки, механических свойств материала и т.п.).

Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается в повышении нагрузочной способности устройства, его технологичности и точности передаваемого крутящего момента без люфта.

В соответствии с предлагаемым техническим решением указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для безлюфтовой передачи крутящего момента, содержащем ведущее зубчатое колесо, введенное в зацепление с ведомым зубчатым колесом, выполненным из двух соосно расположенных зубчатых венцов, первый из которых жестко закреплен на конце вала, имеющего осевую торцевую полость, а второй выполнен с осевым выступом и внутренним радиальным буртиком и смонтирован на валу с возможностью разворота относительно первого, а также торсион, установленный в полости вала и закрепленный одним концом в днище полости вала, вторым - размещенный в осевом выступе второго зубчатого венца, второй конец торсиона выполнен с выступающим хвостовиком для его закрутки, охвачен внутренним радиальным буртиком второго зубчатого венца и установлен с возможностью разворота в осевом выступе второго зубчатого венца для последующей фиксации положения после упругого скручивания торсиона.

В способе монтажа устройства, включающем крепление первого зубчатого венца ведомого зубчатого колеса на конце вала, размещение в осевой торцевой полости конца вала торсиона с фиксацией его первого конца от проворота в днище указанной полости, установку на конце вала второго зубчатого венца ведомого зубчатого колеса с его фиксацией от осевого смещения и введение в зацепление ведущего зубчатого колеса с первым и вторым зубчатыми венцами, после введения в зацепление ведущего зубчатого колеса с первым и вторым зубчатыми венцами стопорят вал от проворота, упруго скручивают торсион, прикладывая к его хвостовику крутящий момент, превышающий максимальный рабочий момент на валу, и фиксируют второй конец упруго скрученного торсиона относительно второго зубчатого венца ведомого зубчатого колеса.

Кроме того, фиксацию второго конца упруго скрученного торсиона относительно второго зубчатого венца ведомого зубчатого колеса осуществляют путем штифтования.

На фиг.1 представлено предлагаемое техническое решение на примере привода для перемещения телескопа по углу-места; на фиг.2-4 - операции по способу монтажа устройства для безлюфтовой передачи крутящего момента.

Предлагаемое устройство содержит ведущее зубчатое колесо 1, подключенное к приводу 2, введенное в зацепление с ведомым зубчатым колесом, выполненным из двух соосно расположенных зубчатых венцов 3 и 4 (зубчатые венцы 3 и 4 выполнены в виде секторов, см. фиг.4). Зубчатый венец 3 жестко закреплен на конце вала 5 (полуоси, связанной с телескопом 6), а венец 4 выполнен с осевым выступом 7 для охвата вала 5 и смонтирован на последнем с возможностью разворота. Устройство содержит также торсион 8, установленный в осевой торцевой полости 9, предусмотренной на конце вала 5, и закрепленный первым концом в днище указанной полости. Для исключения осевого смещения венца 4 предусмотрен винт 10, вкрученный в венец 3, а для удобства монтажа устройства на торцевой поверхности осевого выступа 7 выполнен внутренний радиальный выступ 11 для охвата второго конца торсиона 8. Торсион 8 упруго скручен и зафиксирован своим вторым концом относительно осевого выступа 7 венца 4 с помощью штифта 12. Для скручивания торсиона 8 на его втором конце предусмотрен хвостовик 13, выступающий за торцевую поверхность осевого выступа 7 венца 4.

При развороте телескопа 6 по углу-места при реверсе осуществляется безлюфтовая передача вращения от привода 2 к валу 5 за счет упругих сил в скрученном торсионе 8 (момент скручивания торсиона 8 выбирают из условия превышения максимального рабочего момента на валу 5 телескопа 6).

Монтаж устройства для безлюфтовой передачи крутящего момента осуществляется следующим образом.

Жестко крепят зубчатый венец 3 на конце вала 5 (при этом вводя венец 3 в зацепление с ведущим зубчатым колесом 1, см. фиг.2), размещают торсион 8 в осевой торцевой полости 9 и крепят его первый конец в днище указанной полости, фиксируя от разворота, устанавливают на конце вала 5 своим осевым выступом 7 зубчатый венец 4, вводя его также в зацепление с ведущим колесом 1 и фиксируют от осевого смещения зубчатый венец 4 с помощью винта 10 (см. фиг.2). Затем стопорят вал 5 от проворота, например, с помощью упора 14 (см. фиг.4), воздействующего на телескоп 6, и прикладывают к хвостовику 13 с помощью рычага 14 длиной L усилие Р, упруго скручивая торсион крутящим моментом (PL), превышающим максимальный рабочий момент на валу 5. И после упругого скручивания торсиона 8, осуществляют фиксацию его второго конца относительно осевого выступа 7 зубчатого венца 4 с помощью штифта 12 (см. фиг.1).

Из вышеприведенного следует, что предложенное техническое решение при использовании дает технический результат, заключающийся в повышении нагрузочной способности устройства за счет передачи крутящего момента штифтовым соединением (а не шарообразным телом), повышении технологичности за счет упрощения узла закрутки торсиона (узел закрутки выполнен лишь в виде хвостовика второго конца торсиона), повышении точности передаваемого крутящего момента без люфта за счет наличия регламентированного усилия закрутки торсиона, обеспечении монтажа конструкции при одностороннем доступе.

По материалам заявки на предприятии в настоящее время изготовлен макетный образец устройства, испытания которого подтвердили достижение указанного технического результата.

1. Устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента, содержащее ведущее зубчатое колесо, введенное в зацепление с ведомым зубчатым колесом, выполненным из двух соосно расположенных зубчатых венцов, первый из которых жестко закреплен на конце вала, имеющего осевую торцевую полость, а второй выполнен с осевым выступом и внутренним радиальным буртиком и смонтирован на валу с возможностью разворота относительно первого, а также торсион, установленный в полости вала и закрепленный одним концом в днище полости вала, вторым - размещенный в осевом выступе второго зубчатого венца, отличающееся тем, что второй конец торсиона выполнен с выступающим хвостовиком для его закрутки, охвачен внутренним радиальным буртиком второго зубчатого венца и установлен с возможностью разворота в осевом выступе второго зубчатого венца для последующей фиксации положения после упругого скручивания торсиона.

2. Способ монтажа устройства для безлюфтовой передачи крутящего момента, включающий крепление первого зубчатого венца ведомого зубчатого колеса на конце вала, размещение в осевой торцевой полости конца вала торсиона с фиксацией его первого конца от проворота в днище указанной полости, установку на конце вала второго зубчатого венца ведомого зубчатого колеса с его фиксацией от осевого смещения, введение в зацепление ведущего зубчатого колеса с первым и вторым зубчатыми венцами, и последующее упругое скручивание торсиона до момента, превышающего максимальный рабочий момент на валу, отличающийся тем, что после введения в зацепление ведущего зубчатого колеса с первым и вторым зубчатыми венцами стопорят вал от проворота, а упругое скручивание торсиона осуществляют путем приложения крутящего момента к хвостовику его второго конца с последующей фиксацией второго конца упруго скрученного торсиона относительно второго зубчатого венца ведомого зубчатого колеса путем штифтования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к безлюфтовым приводам поворота звеньев робота. .

Изобретение относится к регулированию зазора между зубьями колес на измерительной позиции во время сборки машин, имеющих зубчатые передачи. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в ответственных высокоточных передачах, для приводов исполнительных органов роботов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных устройствах, например, на транспорте. .

Изобретение относится к конструкции приводов станков. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в машинах, где необходимы корректировка взаимного положения зубчатых колес во время работы и регулировка зазоров в зацеплении.

Изобретение относится к конструкции цилиндрических зубчатых колес и может быть использовано е зубчатых передачах различного назначения. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в зубчатых колесах с непостоянным пятном контакта вдоль ширины зубьев. Зубчатое колесо состоит из пары зубчатых дисков с зубьями (4, 5), установленных соосно с возможностью их взаимного поворота с общим центром вращения, пружинного механизма принудительной установки дисков с обеспечением расположения соседних зубьев каждого колеса в одной радиальной плоскости и имеющего механизм регулирования угла взаимного поворота дисков. Образующие (11, 12) боковых поверхностей зубьев дисков расположены по дугам. Размеры дуг одинаковы для зубьев обоих дисков на каждом участке высоты зубьев. Изобретением решается задача оптимизации режимов нагружения зубьев зубчатого колеса при смещении пятен контакта вдоль образующих их боковых поверхностей. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к приводам машин, имеющих следящие системы, в частности станки с ЧПУ, промышленные роботы и т.д. Планетарный редуктор с беззазорным зацеплением содержит два центральных колеса (1, 3) и находящиеся с ними в зацеплении сателлиты, каждый из которых образует блок из двух зубчатых колес (2). Зубчатые колеса (2) установлены на общей оси (5) посредством подшипников (10) качения и кулачковых муфт (8, 9) свободного хода с возможностью поворота относительно друг друга. Общая ось (5) имеет возможность вращения в подшипниках (13), закрепленных в составном водиле (4), которое вращается в подшипниках (12), размещенных в корпусе редуктора (15). Кулачковые муфты (8, 9) свободного хода поставлены так, чтобы зубчатые колеса (2) могли вращаться на оси (5) в противоположных направлениях. Зубчатые колеса (2) связаны между собой винтовой пружиной (11) кручения. Устранение зазоров достигается закручиванием пружины (11) посредством одного из зубчатых колес (2) и последующей установкой в гнездо зубчатого колеса соответствующей кулачковой муфты свободного хода. В собранном редукторе беззазорность зацепления при передаче заданных нагрузок в обоих направлениях обеспечивается кулачковыми муфтами (8 и 9). Изобретение позволяет обеспечить беззазорность зацепления в редукторе во всем диапазоне требуемых нагрузок как в прямом, так и в обратном направлениях вращения валов редуктора. 4 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ компенсации изменения межосевого расстояния предназначен для использования в газораспределительном механизме (1) снабженного клапанным газораспределением двигателя внутреннего сгорания, в котором в головке (2) цилиндров двигателя внутреннего сгорания установлен по меньшей мере один распределительный вал (3) и приводится в движение цилиндрическими шестернями. Одна приводная цилиндрическая шестерня (8) предусмотрена на установленном в блоке (9) цилиндров двигателя внутреннего сгорания коленчатом валу (10). Одна приводная цилиндрическая шестерня (4) предусмотрена на распределительном валу (3). По меньшей мере одна промежуточная шестерня (5), (6) установлена на опорной цапфе (12), (13). Газораспределительный механизм (1) имеет по меньшей мере одно средство для выравнивания обусловленного ремонтными работами изменения межосевого расстояния между коленчатым валом и распределительным валом. Способ заключается в том, что при целенаправленно заданном изменении межосевого расстояния в случае ремонта вместо оригинальной промежуточной шестерни (6) или вместо оригинальной шестерни (6), представляющей собой составную часть оригинальной промежуточной шестерни, применяется одно- или многорядная сменная промежуточная шестерня (7). Промежуточная шестерня (7) выполнена с возможностью выравнивания межосевого расстояния на определенную величину. Раскрыт газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания. Технический результат заключается в упрощении выравнивания появляющихся в отремонтированных состояниях межосевых расстояний. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Механизм клапанного газораспределения предназначен для двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере один распределительный вал которого установлен в головке цилиндров двигателя и приводится с помощью цилиндрических зубчатых колес. Ведущее цилиндрическое зубчатое колесо размещено на установленном в блоке цилиндров двигателя коленчатом валу. Ведомое цилиндрическое зубчатое колесо размещено на распределительном валу. Имеется по меньшей мере одно установленное на опорной цапфе (13), переставляемое промежуточное зубчатое колесо. Опорная цапфа (13) для промежуточного зубчатого колеса выполнена с возможностью закрепления по меньшей мере в двух положениях на торцевой стороне (9а) двигателя внутреннего сгорания. Указанные выше положения соответствуют новому состоянию двигателя и заданному состоянию ремонта двигателя с целенаправленно измененными расстояниями между осями коленчатого вала и распределительного вала. На торцевой стороне (9а) двигателя предусмотрены открытые к торцевой стороне (9а) каналы (16), (18) для смазочного масла, которые в одном или другом положении промежуточного зубчатого колеса расположены соосно с каналом для смазочного масла в опорной цапфе (13) промежуточного зубчатого колеса. Каналы (16), (18) для смазочного масла ориентированы так, что опорная цапфа (13) в одном или другом положении закрывает соответствующий один из каналов (16), (18) для смазочного масла. Технический результат заключается в упрощении изготовления и монтажа механизма клапанного газораспределения. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх