Зубчаста дрібномодульна передача внутрішнього багатопарного зачеплення

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам с двумя взаимозацепляющимися колесами с параллельными осями и внутренними зубьями на одном из колес и может быть использовано в приводах машин, агрегатов и механизмов для передачи высокой, силовой нагрузки, например Мкр до 50000 Нм и более, в широком диапазоне передаточных отношений от 30 до 1000 и более. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является зубчатая мелкомодульная передача внутреннего многопарного зацепления [1], содержащая внутреннее и жесткое внешнее зубчатые колеса с малой разностью чисел зубьев, оси которых параллельны друг другу, а ось внутреннего колеса смещена в плоскости зацепления относительно своего номинального положения на величину, определяемую из выражения: А = К · Α1 + А2, где Α1 - величина расчетного межосевого расстояния; К - коэффициент смещения оси внутреннего зубчатого колеса относительно его номинального положения; А2 - величина суммарных независимых случайных величин люфтов, связанных между собой кинематических пар передачи. Внутреннее колесо выполнено с ограниченно-податливым ободом, для которого величину К коэффициент смещения оси внутреннего зубчатого колеса с ограниченно-податливым ободом относительно его номинального положения. обеспечивающего его упругую деформацию и многопярность зацепления, выбирают в диапазоне К = + 1,0 - + 2.0. Придание ободу внутреннего зубчатого колоса ограниченно-податливых свойств достигается, в частности, путем сверления в нем по периферии расчетного количества отверстий, снижающих его жесткость. Однако, разработка, изготовление и стендовые испытания нескольких типоразмеров головных образцов известного редуктора свидетельствует о том, что: - придание ободу внутреннего колеса ограниченно-податливых свойств, в частности, путем сверления в ободе по его периферии расчетного количества отверстий, снижающих его жесткость, гарантирует нормальную работу редуктора только при условии строгого соблюдения номинального расчетного нагрузочного режима; нерасчетный перегрузочный режим работы редуктора приведет к остаточному деформированию обода внутреннего зубчатого колеса и к заклиниванию редуктора. - сверление тонкими сверлами более сотни близких друг к другу отверстий в каждом колесе дорогостоящий, трудоемкий процесс. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать передачу так, чтобы повысить прочность обода внутреннего зубчатого колеса и установить такое оптимальное смещение его оси относительно номинального положения, при котором обеспечиваются передача больших силовых нагрузок (Мкр до 50000 Нм и более) высокие передаточные отношения (от 30 до 1000 и более) и безлюфтовое преобразование вращательного движения. Поставленная задача решается тем, что в зубчатой мелкомодульной передаче внутреннего многопарного зацепления, содержащей внутреннее и жесткое внешнее зубчатые колеса с малой разностью чисел зубьев, оси которых параллельны друг другу, а ось внутреннего зубчатого колеса смещена в плоскости зацепления относительно своего номинального положения на величину, определяемую из выражения: А = К · Α1 + А2, где А1 - величина расчетного межосевого расстояния; К - коэффициент смещения оси внутреннего зубчатого колеса относительно номинального положения; А2 - величина суммарных независимых случайных величин люфтов, связанных между собой кинематических пар передачи, согласно изобретению внутреннее зубчатое колесо выполнено жестким, а К - коэффициент смещения оси внутреннего зубчатого колеса относительно его номинального положении выбирают с учетом упругой деформации обоих жестких колес при номинальной нагрузке в диапазоне К = -0,50 - +0,99. Признаки, характеризующие объект изобретения, в совокупности достаточны для обеспечения работоспособности передачи и достижения поставленной задачи, а каждый в отдельности необходим для идентификации и отличия заявляемой передачи от известных в технике, что свидетельствует о существенности признаков изобретения. Новая совокупность признаков за счет выполнения внутреннего зубчатого колеса жестким и выбора наиболее приемлемого значения коэффициента смещения оси внутреннего зубчатого колеса относительно его номинального положения с учетом упругой деформации обоих жестких зубчатых колес при номинальной нагрузке в диапазоне К = -0,50 - +0,99 обеспечивает многопарность зацепления в пределах упругой деформации самих зубьев и жестких колес. Что и реализует безлюфтовое преобразование вращательного движения в этом диапазоне значений коэффициента К с большими силовыми нагрузками в больших диапазонах передаточных отношений в одной ступени передач. Диапазон значений коэффициента К = -50 +0,99 определен на основании экспериментальных данных. Выбор значения коэффициента К меньше нижнего предела -0,50 не целесообразен, так как в этом случае зацепление будет происходить вершинами зубьев на меньшей дуге, что приведет к снижению нагрузочной способности передачи. Выбор значения коэффициента К больше верхнего предела +0,99 также нецелесообразно в связи с тем, что в этом случае возникнут высокие напряжения в зубьях зацепления, интерференция и заклинивание зубьев, что приведет к остановке или поломке редуктора. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображен поперечный разрез зубчатой передачи внутреннего зацепления. Предлагаемая зубчатая мелкомодульная передача внутреннего многопарного зацепления содержит жесткие внутреннее и внешнее зубчатые колеса 1 и 2 с малой разностью чисел зубьев, оси которых Ο1 и О2 параллельны друг другу. На чертеже ось Ο 1 внутреннего зубчатого колеса 1 расположена относительно оси О2 внешнего зубчатого колеса 2 на расчетном межосевом расстоянии Α1. Согласно изобретению ось Ο1 внутреннего зубчатого колеса может быть смещена в плоскости зацепления Б-Б относительно своего номинального положения О 1 в нижнее предельное положение О 1’ или верхнее предельное положение О 1’’ на величину, определяемую из выражения А - К · А1 + А2, где Α1 величина расчетного межосевого расстояния; К коэффициент смещения оси внутреннего зубчатою колеса 1 относительно его номинального положения Ο1; А2 - величина суммарных независимых случайных величин люфтов, связанных между собой кинематических пар передачи (на чертеже не показано). К - коэффициент смещения оси внутреннего зубчатого колеса 1 относительно его номинального положения Ο1 выбирают с учетом упругой деформации обоих жестких зубчатых колес 1,2 при номинальной нагрузке в диапазоне К = -0,50 - +0,99. Опытно-промышленный образец предлагаемой передачи был изготовлен и испытан. Ниже приводится таблица сравнения основных параметров циклоидного редуктора 1 класса фирмы "Sumitomo Machinery Corporation of America" (Япония США) с параметрами опытно-промышленного образца предложенной зубчатой мелкомодульной передачи внутреннею многопарного зацепления аналогичной мощности. Из таблицы следует, что предлагаемая зубчатая мелкомодульная передача внутреннего многопарного зацепления обладает более высокими технико-экономическими показателями по сравнению с первоклассным редуктором всемирно известной формы Опытно-промышленные образцы предложенной конструкции, параметры которой приведены в таблице, проходят произведет венные испытания на комбинате огнеупорных материалов в поселке Семилуки Воронежской области в России и на Часов-Ярском комбинате Донецкой области в Украине.