Передавальний механізм

1. Передавальний механізм, що містить корпус, вхідний і вихідний вали, хвильовий генератор, прецесуюче колесо з періодичними криволінійними доріжками кочення на сферичній поверхні, розташоване на вхідному валу з можливістю контакту через тіла кочення, розміщені в тонкостінних сепараторах, з рухливим колесом, жорстко пов'язаним з вихідним валом, і нерухливим колесом, укріпленим у корпусі, які також мають на сферичній пове 3 редуктори мають і недоліки. Ролики прецесуючого колеса встановлені на осях і обертаються з тертям ковзання. Це приводить до передчасного зносу осей і отворів роликів, а також до зниження ККД. Якість зачеплення залежить від точності осьового і просторового розміщення роликів. Високу точність такого їх розміщення отримати технологічно складно. Прецесія колеса викликає динамічну неврівноваженість редуктора, приводить до появи шуму, вібрацій, додаткових динамічних навантажень на підшипники вхідного валу. Найбільш близьким по технічній суті є передаточний механізм (патент №25503 МПК F16Н25/00, Маргуліс М.В., Шайда А.С., 2007p.), що складається з хвильового генератора та передавального вузла. Передавальний вузол складається з ланок, кожна з яких має профільовану кулачкову поверхню у вигляді періодичної по периметру доріжки кочення, що постійно взаємодіє з тілами кочення, які розташовані в отворах тонкостінного сепаратора, причому одна з ланок пов'язана з хвильовим генератором. Доріжки кочення на ланках передаточного вузла виконані у вигляді округлення між сферичними поверхнями різних діаметрів з центрами, співпадаючими з центром прецесії, причому центри округлення знаходяться на лінії, лежачій на сферичній поверхні, центр якої співпадає з центром прецесії і має зигзагоподібний замкнутий періодичний по периметру контур. Хвильовий генератор виконаний у вигляді валу, на кривошипній ділянці якого встановлені підшипники кочення. Передавальний вузол містить прецесуюче колесо, що взаємодіє з хвильовим генератором, нерухомо встановлене в корпусі колесо та рухоме колесо, сполучене з вихідним валом. На сферичній поверхні рухомого колеса виконана періодична по периметру доріжка кочення, яка розташована з можливістю контакту через проміжні тіла кочення з аналогічною доріжкою кочення, виконаною на сферичній поверхні прецесуючого колеса. Доріжки кочення виконані таким чином, що спрощено їх виготовлення і збірку механізму в цілому. При виготовленні коліс з описаними доріжками кочення відкритий доступ ріжучому інструменту. При збірці ряд ланок може бути незафіксований в осьовому напрямі, що дозволить їм самовстановлюватись в процесі роботи. В той же час, складна конструкція прецесуючого колеса та його велика масоємність створюють додаткові динамічні навантаження на ланки механізму, підвищують шум і вібрацію, що знижує надійність і довговічність механізму. Крім того, підвищується трудомісткість і собівартість прецесуючого колеса і механізму в цілому. У основу корисної моделі поставлено завдання створити передавальний механізм, в якому за рахунок зміни форми конструктивних елементів і їх взаємозв'язків забезпечено повне врівноваження механізму та можливість самоустановки хвильового генератора, що дозволить виключити динамічні навантаження, що діють на ланки, забезпечити пониження шуму і вібрацій в процесі експлуатації, підвищити надійність і довговічність механізму, а 51530 4 також спростити конструкцію прецесуючого колеса задля зручності його виготовлення й зборки вузла. Для вирішення поставленого завдання в передавальному механізмі, що містить корпус, вхідний і вихідний вали, хвильовий генератор, прецесуюче колесо з періодичними криволінійними доріжками кочення на сферичній поверхні, розташоване на вхідному валу з можливістю контакту через тіла кочення, розміщені в тонкостінних сепараторах, з рухливим колесом, жорстко пов'язаним з вихідним валом, і нерухливим колесом, укріпленим у корпусі, які також мають на сферичній поверхні періодичні криволінійні доріжки кочення, відповідно до корисної моделі, хвильовий генератор утворений двома дисками, розміщеними в прецесуючому колесі з можливістю контакту з його внутрішньою поверхнею й установленими за допомогою самовстанов-лювальних сферичних підшипників на двох ексцентрикових шийках, виконаних на вхідному валу з нахилом відносно його осі. Кут нахилу ексцентрикових шийок відносно осі вхідного валу встановлено в межах 4°-8°. Крім того, різниця в кількості періодів доріжок кочення в парах коліс «прецесуюче- рухливе» і «прецесуюче - нерухливе» складає 2-4 періоди. З метою мінімізації динамічних навантажень в процесі роботи даний передавальний механізм є повністю урівноваженим статично і динамічно. Головний вектор сил інерції дорівнює нулеві, тому що центри мас груп однакових деталей зміщені на рівні відстані відносно осі обертання. Таким чином досягається статичне врівноваження. Диски, що контактують з прецесуючим колесом, встановлені на сферичних підшипниках кочення ексцентрично відносно осі обертання вхідного валу. При обертанні виникає момент сил інерції, який викликає додаткові динамічні реакції в підшипниках кочення. Для динамічного врівноваження механізму встановлено два балансувальних диски на вхідному валу передавального механізму. їх маси повинні бути підібрані так, щоб момент сил інерції балансувальних дисків дорівнював сумі моментів сил інерції, що виникають в результаті прецесії сукупності ланок, і моментів сил інерції, що виникають в результаті зміщення центрів мас груп деталей відносно осі обертання. Деякі ланки даного механізму мають можливість самовстановлюватися в процесі роботи. Диски розташовані на кулькових сферичних підшипниках кочення, що дозволяє прецесуючому колесу разом з дисками самовстановлюватися в процесі роботи відносно центру прецесії, що забезпечує постійний контакт двох дисків із прецесуючим колесом. Самоустановка хвильового генератора дозволила застосувати кінематичні пари більш низького класу й тим самим виключити зайві зв'язки. Кут нахилу ексцентрикових шийок відносно осі вхідного вала може бути в межах 4°-8°. При цьому кут нутації хвильового генератора становить 2°-4°, що забезпечує нормальну роботу передавального механізму. Зі збільшенням кута нахилу збільшуються динамічні навантаження, що діють на вузли механізму, і, навпаки, чим менший кут нахилу, тим менша щільність прилягання кульок до криволіній 5 51530 них поверхонь доріжок кочення, що негативно впливає на роботу механізму. Зміна частоти обертання на вихідному валу здійснюється за рахунок різниці в кількості періодів доріжок кочення в парах коліс «прецесуюче - рухливе» і «прецесуюче - нерухливе». Рекомендована різниця становить 2-4 періоди, причому кількість періодів доріжок кочення рухливого колеса повинна дорівнювати кількості періодів контактуючих з нерухливим колесом доріжок кочення прецесуючого колеса. Різниця в кількості періодів доріжок кочення повинна бути парною для підбору цілочисельної кількості кульок, що контактують із колесами. Збільшення різниці понад 2-4 періоди приводить до зменшення передаточного числа й значного збільшення масоємності механізму. У зачепленні одночасно контактує декілька тіл кочення, що дає можливість досягти зменшення маси і габаритних розмірів, підвищити плавність і безшумність роботи механізму. Корисна модель ілюструється кресленнями. На Фіг.1 представлений подовжній розріз передавального механізму. Передавальний механізм (Фіг.1) містить корпус 1, в якому на підшипниках 2, 3 встановлений вхідний вал 4. На вхідному валу 4 виконано дві ексцентрикові шийки 5 із нахиленими осями. На самовстановлюваних сферичних підшипниках 6, 7 установлені два диски 8, 9. Прецесуюче колесо 10 із двома періодичними криволінійними доріжками кочення на сферичній поверхні контактує з розміщеними усередині нього дисками 8, 9. Нерухоме колесо 11 з періодичною криволінійною доріжкою кочення на сферичній поверхні закріплено в корпусі 1. Рухливе колесо 12 з періодичною криволінійною доріжкою кочення на сферичній поверхні жорстко пов'язане з вихідним валом 13. Прецесу Комп’ютерна верстка О. Рябко 6 юче колесо 10 одночасно входить у зачеплення з нерухомим колесом 11 через проміжні тіла кочення 14, які розміщені в тонкостінному сепараторі 15 і з рухливим колесом 12 через проміжні тіла кочення 16, які розміщені в тонкостінному сепараторі 17. Працює передавальний механізм наступним чином. При обертанні вхідного валу 4 за допомогою ексцентрикових шийок 5 і дисків 8, 9 генеруються хвилі прецесії колеса 10. При цьому кульки 14, що перебувають у тонкостінному сепараторі 15, контактують одночасно з періодичними криволінійними доріжками кочення прецесуючого 10 і нерухомого 11 коліс й завдяки різниці в кількості періодів доріжок кочення цих коліс повідомляють колесу 10 обертання з редукцією навколо власної геометричної осі. Інший ланцюг кульок 16, що перебувають у тонкостінному сепараторі 17, контактує одночасно з періодичними криволінійними доріжками кочення прецесуючого 10 і рухливого 12 коліс, іповідомляє рухливому колесу 12 обертання з редукцією. Передатне відношення буде визначатися кількостями періодів доріжок кочення прецесуючого, рухливого й нерухомого коліс. Представлена конструкція передавального механізму придатна до використання в силових і кінематичних агрегатах. Використання даної конструкції передавального механізму забезпечить зменшення кількості деталей, маси вузла генератора, трудомісткості й собівартості виготовлення механізму за рахунок спрощення конструкції деталей передавального вузла й зниження необхідної точності їхнього виготовлення, а також збільшення надійності й довговічності в процесі експлуатації механізму за рахунок відсутності надлишкових зв'язків. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601