CS227848B1 - Převodové zařízení - Google Patents

Abstract

Podstata převodového zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že přenosové elementy jsou rovnoměrně kruhovitě rozmístěny a natáčivě uloženy ve vodicím ústrojí, otočně upraveném mezi převodovými členy. Vodicí ústrojí podle první alternativy tvoří deskovitá vodicí klec s pravidelně kruhovitě uspořádanými otvory pro přenosové elementy. Podle druhé alternativy jsou v pravidelně kruhovitě uspořádaných otvorech vodicí klece ustaveny vložky pro přenosové elementy a podle třetí alternativy odlehčenou vodicí klec tvoří v podstatě rovnoběžné a pevně spojené vodicí desky se vzájemně soustřednými a pravidelně kruhovitě uspořádanými otvory, v nichž jsou ustaveny vložky pro přenosové elementy. Vynálezu lze využít jak při vývoji, tak i pří praktickém nasazení lícních valivých převodovek u transportních zařízení, ovládacích a zabezpečovacích mechanismů, u polohovacích ústrojí a manipulačních zařízení, dále u ručních nástrojů a podobně.

Description

Vynález se týká převodového zařízení k přenosu a transformaci otáčivého pohybu, zejména středních a vysokých kroutících momentů.

Pří stavbě strojů a přístrojových mechanismů se k plynulému převádění otáčivého pohybu používá nejčastěji ozubených soukolí, u nichž vlastní přenos otáčivého pohybu nastává tím, že při záběru zuby jednoho kole zapadají do zubních mezer druhého kola, boky zubů se o sebe opírají a tak přenášejí sílu a krouticí moment z jednoho kola na druhé kolo.

Přitom kinematický převodový poměr, definovaný jako poměr úhlových rychlostí těchto zabírajících kol, musí být ve zdrcující většině konstantní, převod nesmí pulsovat. Požadavku stálosti převodového poměru vyhovuje neohraničená množina funkčních zubních ploch a profilů. Z výrobních a provozních důvodů sa v současné době praxe ustálila téměř výhradně na používání evolentního ozubení.

Nároky na ozubené převody se však neustále zvyšují.U převodových ústrojí se vyžadují stále menší rozměry e hmotnost současně s růstem požadavků na přenos stále vyšších výkonů. Těmto požadavkům již nelze v některých případech vyhovět, takže v určitých oblastech techniky se převody stávají úzkým profilem. Jedním z důsledků této situece je napříkled nutnost větvení velkých výkonů u lodních převodovek, převodovek válcovacích stolic, těžebních a jiných těžkých strojů. Dalším důsledkem je snaha o využívání jiných fyzikálních principů, například hydraulických proudových efektů, při jejichž využití ovšem vždy dochází k energeticky velmi nevýhodným nepřímým transformacím, nevyhnutelně spojených zejména se značnými ztrátami.

Naproti tomu u mechanické, přímé transformace, která se uskutečňuje bezprostředním přenosem normálních reakcí ve spolupracujících převodových dvojicích, k takovým nevýhodným přeměnám nedochází.

Možnost podstatného zvýšení přenosových parametrů, zejména kroutících momentů, nabízejí velivé převody, u nichž jsou normální reakce v každé převodové dvojici přenášeny valivě uloženými přenosovými elementy.

U jednoho známého provedení valivých převodů typu CYCLO jsou těmito přenosovými elementy opěrné kladky, jež jsou v každé převodové dvojici uloženy na přenosových čepech jednoho převodového členu a jež jsou v jednostranném valivém styku s alespoň jedním vlnovitým obvodem druhého převodového členu.

V palnetovém konstrukčním řešení těchto valivých převodů je jedním převodovým členem nehybný centrální prstenec s osově orientovanými a rovnoměrně rozmístěnými přenosovými čepy, druhý převodový člen zde s ohledem na maximální kompenzaci vnitřních sil i momentů tvoří dva kineticky navzájem vázané satelitová křivkové kotouče s epicykloido hypocykloidně tvarovaným obvodem.

Valivé převody typu CYCLO jsou velmi kompaktní převodová ústrojí o malé hmotnosti a malých rozměrů. Další možnosti zvyšování výkonových i otáčkových parsmetrů těchto jinak velmi zdařilých konstrukčních řešení valivých převodů jsou však omezeny zejména poněkud nevýhodným rozložením vnitřních sil.

Také u valivých toroidálních převodů, u nichž stejně jako u výše uvedeného planetového provedení valivých převodů typu CYCLO jsou hnaný hřídel i hnací hřídel vzájemně souosé, mají přenósové elementy tvar opěrných kladek, jež jsou v jednostranném valivém styku s přenosovými drážkemi, vytvořenými ve dvou koaxiálně uspořádaných převodových členech.

Prvním převodovým členem je globoidní šnek, který je ustaven na hnacím hřídeli, druhým převodovým členem je statorový věnec, který je ustaven ve skřitů, toroidélní převodovky okolo tohoto globoidního šneku. V anuloidovém prostoru mezi vnějším obvodem glo3 boidního šneku e vnitřním obvodem statorového věnce je umístěn unašečový věnec, který je pevně spojen s hnaným hřídelem. Na unašeSovaném věnci jsou v pravidelných roztečích ne příčných unašečových čepech otočně uložena satelitová kola, na kterých jsou upevněny radiálně pavoukovitě uspořádaná přenosové čepy s otočně uloženými opěrnými kladkami, zasahujícími do přenosových drážek, vytvořených na vnějším obvodu globoidního šneku a na vnitřním obvodu unašečového věnce.

Robustní a kompaktní toroidální převody umožňují přenos značně vysokých kroutících momentů, mají také dobrou účinnost a poměrně nízkou hmotnost. Nevýhodou toroidálních převodů je však značná konstrukční složitost a omezení otáček s ohledem na vysoké gyroskopické momenty, působící na satelitová kola a přenosové kladky.

Podstatného zvýšení přenosových parametrů, zejména kroutících momentů, nabízejí lícní valivé převody, popsané v československých autorských osvědčeních číslo 176 638 a číslo 176 639. U těchto lícních valivých převodů, které obsahují valivé převodové členy, opatřené na vzájemně přivrácených spolupracujících čelních plochách lícními přenosovými drážkováními s valivě uloženými kulovými přenosovými elementy, jsou uvedené přenosové *. elementy s převodovými členy v oboustranném valivém styku.

Přitom v záběrové oblasti jsou zmíněné přenosové elementy valivě uloženy v přenosových drážkách obou převodových členů, mimo záběrovou oblast jsou tyto přenosové elementy s vůlí uloženy jednak v převodním kenále, vytvořeném v pevné části valivé převodovky, a jednak v přenosových drážkách převodového členu, který je svou čelní plochou přivrácen k této pevné části. z

Nevýhodou posledních uvedených známých provedení lícních valivých převodů je zejména nedokonalé napojení převodního kanálu na záběrovou oblast, tření v převodním kanále a dále nedokonalé a nejednoznačné vedení přenosových elementů v koncových partiích přenosových drážkování.

Vynález si klade za cíl zlepšit známá provedení lícních valivých převodů, které skýtají předpoklady pro přenos a transformaci vysokých výkonů při nízkých a středních otáčkách. Provedení valivého převodu podle vynálezu zčásti odstraňuje výše uvedené nevýhody stávajících valivých převodů. Podstata vynálezu spočívá v tom, že přenosové elementy jsou rovnoměrně kruhovitě rozmístěny a natáčivě uloženy ve vodicím ústrojí, otočně upraveném mezi převodovými členy.

Vodicí ústrojí tvoří vodicí klec s pravidelně kruhovitě uspořádanými otvory pro přenosové elementy. Vodicí ústrojí sestává z vodicí klece s pravidelně kruhovitě uspořádanými otvory, v nichž jsou ustaveny vložky pro přenosové elementy. Vodicí klec tvoří v podstatě rovnoběžné a pevně spojené vodicí desky se vzájemně soustřednými a pravidelně kruhovitě uspořádanými otvory, v nichž jsou ustaveny vložky pro přenosové elementy.

Provedení lícního valivého převodu podle vynálezu má příznivý vliv na snížení hlučnosti a vibrací, provázejících odvalování přenosových elementů po oběžných drahách přenosových drážkování valivých převodových členů a zejména rázy vznikající při vstupu a při výstupu přenosových elementů z přenosového pole. Oproti známým provedením lícních valivých převodů má lícní valivý převod podle vynálezu také podstatně menší třecí ztráty.

Příklad provedení převodového zařízení podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 je osový řez předlohovou lícní valivou převodovkou, na obr. 2 a na obr. 3 pak jsou osové řezy dvěma dalšími alternativními provedeními jejího vodícího ústrojí s valivými elementy.

Ve dvoudílné skříni valivé převodovky dle obr. 1, sestávající z navzájem čelně obvodově spojených částí 1 3. 14. jsou otočně uloženy dva vzájemně osově přesazené rotační převodové členy 23 24 přírubovitého tvaru, v jejichž navzájem přivrácených rovnoběžných rovinných čelních plochách jsou vytvořeny sdružené cykloidální drážky 21 . 22 a ve společném čelním prostoru těchto převodových členů 23. 24 je volně otočně uloženo vodicí ústrojí s otočně uloženými kulovými přenosovými elementy 19. oboustranně zasahujícími do obojích přenosových drážek 21 . 22.

Obě části 13. 14 skříně jsou k sobě připevněny a polohovány neznázorněnými spojovacími a fixačními elementy. V osovém otvoru vstupního převodového členu 23. který je valivými ložisky 25. 27 otočně uložen ve vstupní části 13 převodovky, je ustaven konec hnacího hřídele 11 . který je v tomto osovém otvoru zajiětěn proti pootočení perem 31. Podobně v osovém otvoru výstupního převodového členu 24. který je valivými ložisky 26. 28 otočně uložen ve výstupní části 14 převodovky, je ustaven konec hnaného hřídele 12. zajiětěného proti pootočení perem 32.

Přitom hnací hřídel 11 zde popisovaného vnitřního lícního valivého soukolí je rovnoběžný s hnaným hřídelem 12 a velikost jejich vzájemného osového přesazení je zde, podobně jako u vnitřního čelního ozubeného soukolí, dána rozdílem valivých poloměrů. Zatímco axiální ložiska 27. 28 slouží k zachycení osových sil, ložiska 25. 26 jsou radiální.

Polohy těchto radiálních ložisek 25. 26 v obou částech 13. 14 skříně jsou vymezeny čelními osazeními na převodových členech 23. 24 a čely rozpěrných kroužků 1 5. £6, ustavených v přísluěných válcovitých vývrtech částí 13. 14 a opírajících sa o víka il» ¹ θ· která jsou na vnějších čelech obou částí 13. 14 upevněna Šrouby 20.

Na příslušné rovinné čelní ploSe převodového členu 23 je vytvořeno deset pravidelně rozmístěných prostých pericykloidních přenosových drážek 21 přibližně obdélníkového průřezu a s vybroušenými úzkými ogiválními funkčními plochami, na přivrácené rovinné čelní ploše převodového členu 24 pak je vytvořeno patnáct pravidelně rozmístěných sdružených prostých hypócykloldních přenosových drážek 22. jež také mají přibližně obdélníkový průřez a vybroušené ogivální funkční plochy.

Vodicí ústrojí v první alternativě dle obr. 1 sestává z jednoduché vodicí klece £0 ve tvaru tenkého kruhového kotouče s rovnoměrně kruhovitě rozmístěnými dvanácti kruhovými otvory, v nichž jsou otočně uloženy kulové přenosové elementy 19. Průměr roztečné kružnice kruhových otvorů ve vodicí kleci 30 je zde ve smontovaném stavu vodícího ústrojí roven průměru harmonické kružnice, která sdružuje valivé kružnice na převodových členech 23. 24 a ve smontovaném stavu vodícího ústrojí prochází středy přenosových elementů £2,.

Vodicí ústrojí ve druhé alternativě dle obr. 2 sestává opět z jednoduché vodicí klece 30 tvaru tenkého kruhového kotouče s rovnoměrně na harmonické kružnici rozmístěnými dvanácti kruhovými otvory, v nichž jsou pružné prstencovi'té vložky 33 s otočně uloženými kulovými přenosovými elementy 1 9. Ke snížení tření přenosových elementů 19 je na vnitřním obvodu každě vložky 33 vytvořen vnitřní zápich, sloužící při provozu jako prstencová mazací komůrka.

U třetí alternativy vodicí ústrojí dle obr. 3 sestává ze skládané klece £0, tvořené dvěma tenkými, profilově tvarovanými kruhovými vodícími deskami 34. 36. soustředně navzájem sestehovanými bradavkovými svarovými spoji £2· a dále sestává z prstencovitých vložek ££ s otočně uloženými kulovými přenosovými elementy 19. přičemž vložky 33 jsou ustaveny ve vzájemně soustředných kruhových otvorech obou vodicích desek 34. 36.

Také u třetí alternativy smontovaného vodícího ústrojí jsou středy věech dvanácti přenosových elementů 19 pravidelně rozloženy po obvodu harmonické kružnice lícního valivého soukolí, takže věechna tři nakreslená e popsaná vodicí ústrojí jsou u valivé převodovky navzájem zaměnitelná. Každé vodicí ústrojí je ve společném čelním prostoru mezi převodovými členy 23. 24 stabilizováno přenosovými elementy 19 v přenosových drážkách 21. 22

Hnacím hřídelem 11 otáčený hnací převodový člen 23 působí tlakem oběžných dr8h na funkčních plochách svých přenosových drážek 21 na přenosové elementy 19. Tento tlak je přenosovými elementy 19 přenášen na oběžné dráhy na funkčních plochách přenosových drážek 22 převodového členu 24. Akční axiální složka tohoto tlaku je zachycena axiálním valivým ložiskem 28 hnaného převodového členu 24 reakční axiální složku tohoto tlaku zachycuje axiální valivé ložisko 27 hnacího převodového členu 23.

Obvodová složka tohoto tlaku pak způsobuje otáčení hnaného převodového členu 24 a hnaného hřídele 12. Vodicí ústrojí je ve společném čelním prostoru mezi převodovými členy 23. 24 stabilizováno svými přenosovými elementy 19.

Při otáčení obou převodových členů 23. 24 v přenosových drážkách 21 . 22 se odvalující a zabírající přenosové elementy 19 v podstatě zachovávají svoji původní kruhovitou konfiguraci, přičemž vodici klec 30 vodícího ústrojí je těmito pohybujícími se přenosovými elementy 19 uváděna do rotace, jejíž smysl je souhlasný se smyslem rotací obou převodových členů 21, 2±.

Přenosové elementy 19. které se nalézají v krajních polohách a v průsečících přenosových drážek 21 . 22. jsou naopak působením vodícího ústrojí přemisťovány přes tyto nejednoznačné polohy do záběrových oblastí, kde se už řádně pravidelně odvalují.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Převodové zařízení k přenosu a transformaci otáčivého pohybu, obsahující dvojici převodových členů, opatřených na vzájemně přivrácených čelních plochách lícními přenosovými drážkami s valivě uloženými přenosovými elementy, vyznačující se tím, že přenosové elementy (19) jsou rovnoměrně kruhovitě rozmístěny a natáčivě uloženy ve vodicím ústroji, otočně upraveném mezi převodovými členy (23, 24).
2. 2. Převodové zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že vodicí ústrojí sestává z vodicí klece (30) s pravidelně kruhovitě uspořádanými otvory pro přenosové elementy (19).
3. 3. Převodové zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že v otvorech vodicí klece (30) jsou ustaveny vložky (33) pro přenosové elementy (19).
4. 4. Převodové zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že vodicí klec (30) tvoří v podstatě rovnoběžné a pevně spojené vodicí desky (34, 36) se vzájemně soustřednými a pravidelně kruhovitě uspořádanými otvory, v nichž jsou ustaveny vložky (33) pro přenosové elementy (19).