Хвильова герметична передача-муфта

Реферат: UA 122714 U UA 122714 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області механічних передач та призначена для передачі обертального руху з одного ізольованого об'єму в інший. Відома герметична хвильова передача, яка містить корпус, герметичне гнучке колесо однодзвоноподібної форми, жорстке колесо, закріплене в стакані, встановленому на двох опорах в корпусі [1]. Недоліками зазначеної передачі є незначна поздовжня жорсткість гнучкого колеса через піддатливості розвантажуючого гофру, що призводить до його осьового переміщення щодо жорсткого колеса при перепаді тисків в поділюваних їм середовищах, а також низька навантажувальна здатність і недовговічність гнучкого колеса через значні додаткові напруження, що виникають в розвантажуючому гофрі. Для усунення цих недоліків в хвильовій герметичній передачі з гнучким колесом однодзвоноподібної форми запропоновано на плоскій донній частині гнучкого колеса виконати хвостовик, на якому закріплені два радіально-упорних шарикопідшипника, які змонтовані в обоймі, що розташовується усередині стакана і надійно фіксується в осьовому напрямку відносно нього при будь-якому поєднанні допусків на виготовлення деталей, що беруть участь в розмірному ланцюзі, який визначає відносне положення гнучкого колеса і стакана [2]. Таке рішення можливе в разі, якщо стакан жорсткого колеса закінчується вихідним валом передачі, тобто провідний і ведений вали передачі співвісні. У приводі лебідки космічного корабля гнучке колесо однодзвоноподібної форми своїм плоским дном через проміжну деталь спирається на плоске дно стакана захисного кожуха, що охоплює циліндричну частину гнучкого колеса, сполученого з обертовим жорстким колесом, яке пов'язане з обертовим барабаном лебідки [3]. Гнучке колесо не обертається, а жорстке колесо обертається, тому зв'язок між ними здійснюється через кульку, що закріплена на дні кожуха по осі гнучкого колеса. Конструкція не забезпечує компенсацію допусків на виготовлення деталей, що беруть участь в розмірному ланцюзі, який визначає відносне положення гнучкого колеса і захисного кожуха, а отже не усуває осьових переміщень гнучкого колеса щодо жорсткого колеса і додаткових напружень в розвантажуючому гофрі при появі перепаду тиску в поділюваних середовищах. Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється, вибраним як прототип, є хвильова герметична передача-муфта, що містить нерухомий гнучкий елемент у вигляді деформованої труби, розділеної на дві порожнини герметичною перегородкою, тонка частина якої, що деформується, забезпечена розвантажувальним елементом у вигляді стрижня, один кінець якого жорстко пов'язаний з потовщеною частиною перегородки, а інший кінець опертий на нерухомий корпус безпосередньо або через обертовий жорсткий елемент, для чого між стрижнем і жорстким елементом встановлений підшипник кочення з боку, протилежного області підвищеного тиску [4]. При цьому зусилля, викликане перепадом тиску і діюче на центральну потовщену частину перегородки, через стрижень розвантажувального елемента сприймається корпусом, зменшуючи величину напружень в тонкій частині перегородки. Однак ефективність роботи розвантажувального елемента дуже сильно залежить від початкового (після складання до появи перепаду тиску) взаємного розташування кінця стрижня розвантажувального елемента і контактуючої з ним поверхні корпусу або обертового жорсткого елемента. При наявності початкового складального зазору (за рахунок поєднання допусків на лінійні розміри деталей, що визначають взаємне розташування поверхонь) центральна частина перегородки прогинається під дією перепаду тиску, стрижень розвантажувального елемента переміщується разом з нею до тих пір, поки не вибереться складальний зазор. Тільки після цього розвантажувальний елемент починає виконувати свою функцію, але при цьому перегородка вже сприйняла на себе частину навантаження, що призводить до збільшення напруги в тонкій частині перегородки. Величина напружень визначається співвідношенням між початковим зазором і можливим прогином перегородки під дією перепаду тисків. При наявності в розмірній ланцюга первинного складального натягу перегородка в процесі складання примусово деформується в протилежному робочому (від перепаду тисків) напрямку, що також призводить до появи додаткових напружень в тонкій частині перегородки. У разі рівності розподілу нулю початкових складальних зазорів (натягів) розвантажувальний елемент при появі перепаду тисків відразу починає виконувати свою функцію, крім появи в перегородці додаткових напружень. Останню умову, враховуючи довгий розмірний ланцюг, що визначає взаємне розташування корпусу і розвантажувального елемента, практично неможливо виконати, навіть при значному зменшенні допусків на лінійні розміри деталей. В основу корисної моделі поставлена задача забезпечення ефективності праці розвантажувального елемента хвильової герметичної передачі-муфти незалежно від точності виготовлення лінійних розмірів деталей пристрою. 1 UA 122714 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поставлена задача вирішується тим, що в хвильовій герметичній передачі-муфті, що містить нерухомий гнучкий елемент у вигляді деформованої труби, розділеної на дві порожнини герметичною перегородкою, тонка частина якої, що деформується, забезпечена розвантажувальним елементом у вигляді стрижня, один кінець якого жорстко пов'язаний з потовщеною частиною перегородки, а інший кінець опертий на нерухомий корпус безпосередньо або через обертовий жорсткий елемент, для чого між стрижнем і жорстким елементом встановлений підшипник кочення з боку, протилежної області підвищеного тиску, згідно з корисною моделлю, контактуюча з розвантажувальним елементом частина корпусу або жорсткого обертового елемента виконана у вигляді різьбового стрижня з самогальмівною різьбою та є рухомою з можливістю регулювання положення і фіксації в осьовому напрямку. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено поздовжній розріз запропонованої передачі-муфти при спиранні розвантажувального елемента на корпус через жорсткий елемент, що обертається; на фіг. 2 зображена схема хвильової передачі при спиранні розвантажувального елемента безпосередньо на корпус передачі. Хвильова герметична передача-муфта містить гнучкий елемент 1, виконаний у вигляді деформованої труби, що має посередині зовнішній фланець 2, за допомогою якого вона встановлюється між фланцями двох напівкорпусів 3 та 4. Усередині гнучкого елемента 1 встановлена герметична гнучка перегородка 5, яка ділить внутрішній обсяг передачі на дві порожнини 6, 7. У напівкорпусі 3 (в порожнині 6 з підвищеним тиском) встановлено провідний вал 8 на двох підшипниках 9. На валу 8 встановлений генератор деформацій 10, який розташовується всередині частини гнучкого елемента 1, що знаходиться в порожнині 6. У напівкорпусі 4 також на двох підшипниках 11 встановлено вихідний вал 12, виконаний як одне ціле з жорстким елементом 13, який має внутрішні зуби. Жорсткий елемент 13 знаходиться в зачепленні з зовнішніми зубами 14, виконаними на кінці іншої порожнини гнучкого елемента 1, що знаходиться в порожнині 7. Гнучка перегородка 5 в своїй центральній потовщеній частині жорстко з'єднана з розвантажувальним елементом, виконаним у вигляді стрижня 15, на кінці якого встановлений підшипник кочення 16. Зовнішнє кільце підшипника кочення 16 встановлено всередині перехідника 17, що має хвостовик 18, встановлений з можливістю осьового переміщення в проточці 19 вихідного вала 12. По осі вихідного вала 12 виконана внутрішня самогальмуюча різьба, в якій розташовуються стрижень 20 і гвинт 21. Стрижень 20 впирається в торець хвостовика 18. При виконанні передачі за схемою, зображеною на фіг. 2, вал жорсткого елемента 13 виконаний порожнистим для розміщення частини 22 напівкорпусу 4, в якій виконана різьба під стрижень 20 і гвинт 21. У цьому випадку стрижень 15 і стрижень 20 контактують безпосередньо один з одним. Передача обертання від жорсткого елемента 13 до вихідного вала 12 здійснюється за допомогою зубчастої передачі. Гвинт 21 використовується для контрування різьбового сполучення стрижня 20 з частиною 22 напівкорпусу 4 або вихідним валом 12. Пристрій працює наступним чином. Після складання передачі вгвинчується різьбовий стрижень 20 до упору в торець стрижня 15 розвантажувального елемента або в торець хвостовика 18 закріпленого на ньому перехідника 17. Потім різьбове з'єднання контриться гвинтом 21. Зусилля, що викликане перепадом тиску в порожнинах 6 і 7, діє на центральну потовщену частину перегородки 5, відразу ж через стрижні 15, 20 або стрижень 15, підшипник кочення 16, перехідник 17 і стрижень 20 сприймається напівкорпусом 4. При цьому перегородка 5 труби не відчуває дії додаткових (від перепаду тиску) напруг, що підвищує навантажувальну здатність, довговічність і надійність передачі. При обертанні генератора деформацій 10, встановленого на одному торці гнучкого елемента 1, розділеного центральної гнучкою перегородкою 5, на другому торці гнучкого елемента 1 створюється синхронна хвиля деформацій, зрушена по фазі на кут 90°. На другому торці гнучкого елемента 1 виконаний зовнішній зубчастий вінець 14, що знаходиться в зачепленні з внутрішнім вінцем жорсткого елемента 13, що обертається. Якщо числа зубів, що зачіпляються, однакові, то жорсткий елемент 13 обертається з тією ж кутовою швидкістю, що і генератор деформацій 10. У цьому випадку пристрій працює в режимі муфти. Якщо ж числа зубів різні, то елемент 13 обертається з меншою швидкістю, тобто пристрій працює в режимі редуктора. При цьому передавальне число U в хвильовому зачепленні з гнучким елементом 1, що не обертається, визначається за формулою: U  z2 , z 2  z1 де z1 - число зубів на вінці гнучкого елемента 1; 2 UA 122714 U z2 - число зубів обертового жорсткого елемента 13. z1  198, 5 10 15 20 25 z 2  200, U  z2 200   100. z 2  z1 200  198 Наприклад, якщо a то Жорсткий елемент 13, що обертається, і нерухомий стрижень 15 розвантажувального елемента розділені між собою підшипником кочення 16. Виконання частини корпусу або обертового жорсткого елемента рухливими в осьовому напрямку назустріч до стрижня 15 розвантажувального елемента дозволяє забезпечити при регулюванні нульовий складальний зазор між ними. Це забезпечується при будь-якому поєднанні допусків на лінійні розміри деталей, що визначають цей зазор. У зв'язку з цим можуть бути знижені вимоги по точності виготовлення лінійних розмірів, а отже і вартість деталей. Так як кожна зібрана передача піддається індивідуальному регулюванню, то виключається можливість їх відбраковування. За рахунок забезпечення можливості регулювання початкового складального зазору підвищується ефективність використання розвантажувального елемента, при цьому значно підвищується здатність навантаження, допустимий перепад тиску, довговічність і надійність передачі. Виконання різьбового стрижня з самогальмівною різьбою забезпечує незмінність зазору між корпусом і стрижнем розвантажувального елемента під дією зусилля, що діє від перепаду тиску. Таким чином, ефективність роботи розвантажувального елемента в процесі експлуатації не змінюється. Джерела інформації: 1. Осипова О.М., Плескановский П.А., Дудников B.C. и др. Стендовый вакуумный волновой редуктор / Современные проблемы машиноведения и деталей машин. - Днепропетровск, 1973. - С. 76-79, рис. 1. 2. А.С. СССР № 550512. Волновая герметичная передача, F16H 1/00, 1977. 3. Привод лебедки космического корабля [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://detamach.ru/reductori/volnovyie-reduktoryi.html - Заголовок с экрана. 4. А.С. СССР № 371366. Волновая герметичная передача-муфта, F16H 1/00, 1973. Прототип. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Хвильова герметична передача-муфта, що містить нерухомий гнучкий елемент у вигляді деформованої труби, розділеної на дві порожнини герметичною перегородкою, тонка частина якої, що деформується, забезпечена розвантажувальним елементом у вигляді стрижня, один кінець якого жорстко пов'язаний з потовщеною частиною перегородки, а інший кінець опертий на нерухомий корпус безпосередньо або через обертовий жорсткий елемент, для чого між стрижнем і жорстким елементом встановлений підшипник кочення з боку, протилежного області підвищеного тиску, яка відрізняється тим, що контактуюча з розвантажувальним елементом частина корпусу або жорсткого обертового елемента виконана у вигляді різьбового стрижня з самогальмівною різьбою та є рухомою з можливістю регулювання положення і фіксації в осьовому напрямку. 3 UA 122714 U 4 UA 122714 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5