Просторова ланцюгова передача для непаралельних валів

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в различных отраслях, где используются механизмы с цепной передачей. Одним из недостатков применяемых цепных передач, которые состоят из цепи и звездочек, является то, что они не могут передавать крутящий момент между непараллельными валами. Однако, вследствие погрешностей изготовления элементов передачи и погрешностей их монтажа возникает непараллельность между осями валов передачи. Комплексные погрешности монтажа цепных передач возникают из-за непараллельности валов передачи в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также из-за смещения средних плоскостей звездочек относительно средней плоскости центров зубчатых венцов. Абсолютные значения углов разворота элементов передачи (валов, звездочек, подшипников и т.д.) должны быть меньше допускаемого угла разворота звена цепи. Допускаемый угол разворота звена для втулочных и роликовых цепей равен для стационарных машин 0,038 - 0,15 градуса, для нестационарных машин 0,075 - 0,3 градуса. Для обеспечения допускаемых углов разворота необходимо произвести контроль монтажа передачи и выверку, а для этого необходимы специальные контрольные приспособления, дополнительное время, увеличивается трудоемкость (особенно в мелкосерийном и единичном производстве) (Готовцев А.А., Котенок И.П. Проектирование цепных передач: Справ. - 2 е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - С.223 - 230). Известна конструкция двухшарнирной цепи с вертикальными и горизонтальными шарнирами, которая способна работать во взаимно перпендикулярных плоскостях, и звездочки для этой цепи (Дьячков В.К. Подвесные конвейеры. М.: Машгиз, 1961. - С.23. - Фиг.15). Однако такая конструкция передачи позволяет передавать крутящий момент только между перпендикулярно перекрещивающимися валами, так как в зацепление со звездочкой входит шарнир, представляющий собой крестовину. В основу изобретения поставлена задача создать такую цепную передачу, путем выполнения поверхностей, по которым происходит зацепление между цепью и звездочкой, сферическими, которая могла бы обеспечить передачу крутяще го момента между непараллельными (перекрещивающимися) валами, а также между звездочками, средние плоскости зубчатых венцов которых смещены вдоль валов, на которых установлены звездочки, и за счет этого достичь улучшения эксплуатационных качеств передачи. Контакт цепи и звездочки осуществляется по сферическим поверхностям, что увеличивает пятно контакта, а это, в свою очередь, способствует снижению контактных напряжений. Предлагается следующая конструкция цепной передачи: цепь представляет собой звенья, соединенные между собой крестовинами; звездочка представляет собой диск, на цилиндрической поверхности которого выполнены впадины, состоящие из вогнутой сферической поверхности и выпуклой части тора, в середине цилиндрической поверхности выполнен паз, профиль которого образован дугами окружностей. Звено выполнено в виде монолитной детали, состоящей из двух полусфер, соединенных между собой цилиндрической перемычкой, четырех выступов (по два с обеих сторон) с отверстиями, впадин (по одной с обеих сторон), дно которых образовано частью сферической поверхности. Каждый элемент передачи может быть изготовлен как из металла, так и из полимерного материала. На фиг.1 изображена цепь в сборе; на фиг.2 звено цепи; на фиг.3 - звездочка; на фиг.4 - цепная передача. Цепь (фиг.1) состоит из звеньев 1 (рабочая поверхность которых выполнена в виде сферы), соединенных между собой крестовинами 2. Звено (фиг.2) представляет собой две полусферы 1 (радиуса R) соединенные между собой цилиндрической перемычкой 2 (диаметра Dпер.), четыре выступа 3 (толщиной Hвыст. и радиусом Rвыст.) с отверстиями 4 (диаметра Dотв.), впадины S (шириной L и радиусом R1 сферической поверхности, образующей ее дно). Центрами сферических поверхностей звена являются точки А и Б. Точка А - точка пересечения осей X, Y, Z, а точка Б - осей X, Y1, Z 1. Ось X продольная ось звена, оси Z и Z 1 параллельны, Y и Y1 параллельны, X, Y, Z перпендикулярны. Расстояние между точками А и Б равно шагу цепи. Все цилиндрические поверхности и плоскости построены относительно осей X, Y, Y1, Z, Z 1. Центры отверстий 4 лежат на осях Y и Y1 . Центры окружностей (радиуса Rвыст.), образующих выступы 3, лежат на осях Y и Y1. Плоскости, образующие внутренние поверхности выступов 3 и боковые поверхности впадин 5, симметричны относительно оси X. Дно впадины 5 - часть сферической поверхности радиуса R1. Звездочка представляет собой диск (фиг.3), на цилиндрической поверхности 1 которого выполнены впадины 2, состоящие из части вогнутой сферической поверхности 3 и выпуклой части тора 4, в середине цилиндрической поверхности выполнен паз 5, профиль которого образован дугами окружностей. На фиг.3 показаны образующая сферы 6 - окружность радиуса R u, и образующая тора 7 - окружность радиуса R 1. Центры окружностей образующи х лежат на делительной окружности 8 (радиуса Ra) звездочки. Для уменьшения материалоемкости звездочки на ее торцевой поверхности может быть выполнена выточка 9, а жесткость звездочки, в этом случае, обеспечивается ребрами жесткости 10 (выточку 9 и ребра 10 можно не формировать). Звездочка может быть установлена на валу, для этого предусмотрено отверстие 11. Передача работает следующим образом. При вращении звездочки 1 (фиг.4) движение передается цепи 2. Соединение крестовиной позволяет цепи изгибаться в любом направлении. Зацепление между цепью и звездочкой происходит по сферическим поверхностям 3 и 4. При помощи сферических поверхностей 1 цепи (фиг.2) передается усилие, направленное по продольной оси цепи. Перемычка 2 препятствует поперечному скольжению звеньев цепи по звездочке. Угол поворота звеньев цепи ограничен и равен 2a, его можно изменять, варьируя расстоянием C (расстояние от оси Z до поверхности 6) (фиг.2).