EA021035B1 - Harmonic rack-and-gear drive with intermediate links in form of wedges - Google Patents

Harmonic rack-and-gear drive with intermediate links in form of wedges Download PDF

Info

Publication number
EA021035B1
EA021035B1 EA201101439A EA201101439A EA021035B1 EA 021035 B1 EA021035 B1 EA 021035B1 EA 201101439 A EA201101439 A EA 201101439A EA 201101439 A EA201101439 A EA 201101439A EA 021035 B1 EA021035 B1 EA 021035B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
wedges
rack
possibility
cams
rail
Prior art date
Application number
EA201101439A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201101439A1 (en
Inventor
Герольд Николаевич Лимаренко
Михаил Петрович ГОЛОВИН
Максим Викторович Шевчугов
Альбина Сергеевна Голованова
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу)
Publication of EA201101439A1 publication Critical patent/EA201101439A1/en
Publication of EA021035B1 publication Critical patent/EA021035B1/en

Links

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

The invention relates to machine building and can be used in developing transport and technological modules, facilities of autonomous movement of working organs of machines and tools. A harmonic rack-and-gear drive with intermediate links in the form of wedges (4) includes a housing (1), a rack (2) and a device for moving wedges (4) orthogonal to the rack (2), which consists of a shaft (6) and flat cams (8) installed on it along its axis through screw line, rolling bearings (9) and a diaphragm (11) installed between the housing (1) and wedges (4), the rack (2) is embodied of being moved in guides of housing parallel to shaft axis (6). The cams (8) are performed flat, and rolling bearings (9) are installed in wedges (4) with possibility of direct interaction of their inner rings with working surfaces of flat cams (8), projections of which are performed with possibility of providing straight-line movement of the wedges (4) at sections (III-IV, VI-VII) of their interaction with rollers (10) of the rack (2) which are installed in the rack (2) with constant pitch and with possibility of being rotated about their axes, wherein the wedges (4) are performed with possibility of subsequent displacement in phase relative to each other only in straight-line sections (III-IV, VI-VII) of their back-and-forth movements, providing a contact of the wedges (4) with two sides of rollers (10) cylindrical surfaces simultaneously. The technical effect provides uniform tractive force on the rack and rigid drive.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании транспортных и технологических модулей, автономных устройств поступательного перемещения рабочих органов машин и приборов.The invention relates to the field of engineering and can be used to create transport and technological modules, autonomous devices for translational movement of the working bodies of machines and devices.

Известна волновая передача с промежуточными звеньями в виде клиньев (патент РФ № 2309310, МПК Р16Н 21/16, 2007 г.), предназначенная для передачи движения из одной среды в другую, содержащая зубчатую рейку и устройство, состоящее из вала и предназначенное для ортогонального перемещения клиньев к рейке, выполненных с возможностью их перемещения в направляющих и связанных с герметизирующей мембраной. На валу вдоль его оси по винтовой линии установлены втулки с эксцентриситетом относительно оси вала. Рабочие части клиньев, взаимодействующие с рейкой, выполнены в виде многозубых гребенок. Подшипники качения установлены на втулках с эксцентриситетом относительно оси вала с возможностью их непосредственного взаимодействия с опорной поверхностью клиньев и поверхностью подпружиненных планок, закрепленных на клиньях с возможностью обеспечения силового замыкания контакта подшипников качения с клиньями.Known wave transmission with intermediate links in the form of wedges (RF patent No. 2309310, IPC Р16Н 21/16, 2007), designed to transfer movement from one medium to another, containing a gear rack and a device consisting of a shaft and designed for orthogonal movement wedges to the rail, made with the possibility of their movement in the guides and associated with a sealing membrane. On the shaft along its axis along the helix, bushings with an eccentricity relative to the axis of the shaft are installed. The working parts of the wedges interacting with the rail are made in the form of multi-tooth combs. The rolling bearings are mounted on bushings with an eccentricity with respect to the axis of the shaft with the possibility of their direct interaction with the supporting surface of the wedges and the surface of the spring-loaded slats mounted on the wedges with the possibility of providing power closure of the contact of the rolling bearings with the wedges.

Недостатками такой передачи являются неравномерные тяговое усилие на рейке и жесткость передачи, вызванные переменной площадью взаимодействующих контактных поверхностей зубьев клиньев и рейки.The disadvantages of this transmission are uneven traction on the rail and the rigidity of the transmission caused by the variable area of the interacting contact surfaces of the teeth of the wedges and the rack.

Известна также волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев (авторское свидетельство СССР № 10433392, МПК Р16Н 19/04, 1983 г.), предназначенная для неограниченного хода рейки, содержащая зубчатую рейку и устройство для перемещения клиньев ортогонально к рейке, выполненного в виде вала, размещенных вдоль оси последнего по винтовой линии плоских кулачков, профили которых развернуты на угол φ=360°/ζ, где φ - количество клиньев. Шаг установки клиньев 1к в пазах корпуса передачи больше шага зубьев рейки 1р на величину Δΐ=φ-ΐρ-=ΐρ/ζ, а количество клиньев ζ принято таким, чтобы с зубьями рейки одновременно взаимодействовало некоторое их количество. Для обеспечения линейности движения рейки на соответствующих участках диаграммы движения клиньев, участки кулачков, взаимодействующие с клиньями, очерчены по спирали Архимеда. Силовое замыкание клиньев с кулачками осуществляется с помощью пружин.Also known is the wave rack and pinion transmission with intermediate links in the form of wedges (USSR author's certificate No. 10433392, IPC Р16Н 19/04, 1983), designed for unlimited travel of the rack, containing a gear rack and a device for moving the wedges orthogonally to the rail, made in the form a shaft placed along the axis of the latter along a helical line of flat cams, the profiles of which are turned at an angle φ = 360 ° / ζ, where φ is the number of wedges. The step of installing wedges 1 k in the grooves of the transmission housing is greater than the pitch of the teeth of the rack 1 p by Δΐ = φ-ΐ ρ - = ΐ ρ / ζ, and the number of wedges ζ is taken so that some of them interact with the teeth of the rack at the same time. To ensure linearity of the movement of the slats in the corresponding sections of the wedge diagram, sections of the cams interacting with the wedges are outlined in a spiral of Archimedes. The force closure of the wedges with the cams is carried out using springs.

Недостатками этой передачи являются переменная площадь контакта зубьев рейки и клиньев, что ведет к неравномерным тяговому усилию на рейке и жесткости передачи и невозможность ввода поступательного движения в изолированное пространство.The disadvantages of this transmission are the variable contact area of the teeth of the rail and wedges, which leads to uneven traction on the rail and the rigidity of the transmission and the inability to enter translational motion into an isolated space.

Техническим результатом изобретения является равномерность тягового усилия на рейке и жесткости передачи.The technical result of the invention is the uniformity of traction on the rail and the stiffness of the transmission.

Задача для решения технического результата достигается тем, что в волновой реечной передаче с промежуточными звеньями в виде клиньев (4), содержащей корпус (1), рейку (2) и устройство для перемещения клиньев (4) ортогонально к рейке (2), состоящее из вала (6) и установленных на нем вдоль его оси по винтовой линии кулачков (8), подшипники качения (9) и мембрану (11), установленную между клиньями (4) и корпусом (1), рейка (2) выполнена с возможностью перемещения в направляющих корпуса параллельно оси вала (6), новым является то, что кулачки (8) выполнены плоскими, а в клиньях (4) установлены подшипники качения (9) с возможностью непосредственного взаимодействия их внутренних колец с поверхностями плоских кулачков (8), рабочие профили которых выполнены с возможностью обеспечения прямолинейного движения клиньев (4) на участках (ΙΙΙ-ΐν, У1-УП) их взаимодействия с роликами (10) рейки (2), которые установлены в рейке (2) с постоянным шагом и с возможностью вращения вокруг своих осей, при этом клинья (4) выполнены с возможностью последовательного смещения по фазе относительно друг друга только на прямолинейных участках (ΙΙΙ-Ιν, νΙ-νΙΙ) их возвратнопоступательных перемещений, с возможностью контакта клиньев (4) одновременно с двумя сторонами цилиндрических поверхностей роликов (10).The problem for solving the technical result is achieved by the fact that in a wave rack and pinion transmission with intermediate links in the form of wedges (4) containing a housing (1), a rail (2) and a device for moving wedges (4) orthogonal to the rail (2), consisting of shaft (6) and cams (8) installed on it along its axis along the helix, rolling bearings (9) and a membrane (11) installed between the wedges (4) and the housing (1), the rail (2) is movable in the guides of the housing parallel to the axis of the shaft (6), new is that the cams (8) are made flat, and in the wedges (4), rolling bearings (9) are installed with the possibility of direct interaction of their inner rings with the surfaces of flat cams (8), the working profiles of which are made with the possibility of ensuring the linear movement of the wedges (4) in the sections (участ-ΐν, U1-UP ) their interaction with the rollers (10) of the rack (2), which are installed in the rack (2) with a constant step and with the possibility of rotation around their axes, while the wedges (4) are made with the possibility of successive phase displacement relative to each other only on rectilinear uch stkah (ΙΙΙ-Ιν, νΙ-νΙΙ) vozvratnopostupatelnyh their movements, with the possibility of contact of the wedges (4) simultaneously with the two sides of the cylindrical surfaces of the rollers (10).

Предлагаемая волновая реечная передача обеспечивает постоянный линейчатый контакт нескольких клиньев с роликами на рейке при ее движении, образуя кинематические пары качения. Все это обеспечивает равномерные тяговое усилие на рейке и жесткость передачи.The proposed wave rack and pinion transmission provides constant linear contact of several wedges with rollers on the rail during its movement, forming kinematic rolling pairs. All this provides uniform traction on the rail and transmission stiffness.

На фиг. 1 изображена волновая реечная передача (общий вид); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - диаграмма движения клина относительно роликов рейки.In FIG. 1 shows a wave rack and pinion transmission (general view); in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 is a diagram of the movement of the wedge relative to the rail rolls.

Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев содержит (см. фиг. 1, 2) корпус 1, рейку 2, установленную в направляющих 3 и устройство для перемещения клиньев 4 в направляющих 5 корпуса 1 ортогонально к рейке 2, состоящее из вала 6, установленного в опорных подшипниках 7, и размещенных на нем вдоль его оси по винтовой линии плоских кулачков 8. В клиньях 4 установлены подшипники качения 9 с возможностью непосредственного взаимодействия их внутренних колец с рабочими поверхностями плоских кулачков 8. В рейке 2 установлены с постоянным шагом и с возможностью вращения вокруг своих осей ролики 10, взаимодействующие с клиньями 4, между которыми и корпусом 1 установлена мембрана 11. Силовое замыкание каждого из кулачков 8 с подшипником 9 клина 4 осуществляется с помощью пружины 12, установленной в отверстии клина 4 и в пазах корпуса 1.The wave rack and pinion transmission with intermediate links in the form of wedges contains (see Fig. 1, 2) a housing 1, a rail 2 installed in the guides 3 and a device for moving the wedges 4 in the guides 5 of the housing 1 orthogonal to the rail 2, consisting of a shaft 6, installed in the thrust bearings 7, and placed on it along its axis along the helical line of the flat cams 8. In the wedges 4, rolling bearings 9 are installed with the possibility of direct interaction of their inner rings with the working surfaces of the flat cams 8. In the rail 2 are installed with a constant With the first step and with the possibility of rotation around their axes, the rollers 10 interacting with the wedges 4, between which a membrane 11 is mounted 11. The force closure of each of the cams 8 with the bearing 9 of the wedge 4 is carried out using a spring 12 installed in the hole of the wedge 4 and housing grooves 1.

Рабочие профили поверхностей плоских кулачков 8, взаимодействующих с подшипниками 9, выполнены с возможностью перемещения клиньев 4 в соответствии с диаграммой фиг. 3.The working profiles of the surfaces of the flat cams 8 interacting with the bearings 9 are arranged to move the wedges 4 in accordance with the diagram of FIG. 3.

- 1 021035- 1 021035

Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев работает следующим образом.Wave rack and pinion with intermediate links in the form of wedges works as follows.

При вращении вала 6 кулачки 8, взаимодействуя с подшипниками 9, перемещают клинья 4 в соответствии с диаграммой фиг. 3. На участках Σ-Π и УШ-0 диаграммы (фиг. 3) клинья 4 остаются неподвижными. На участке П-Ш диаграммы клинья 4 с установленными в них подшипниками 9 перемещаются в направляющих 5 ортогонально к рейке 2, разгоняясь до установленной скорости. На прямолинейном участке Ш-ГУ диаграммы клинья 4 взаимодействуют с роликами 10, перемещают рейку 2 в направляющих 3 с установленной скоростью. При дальнейшем повороте вала 6 клинья 4, не взаимодействуя с роликами 10, замедляют свое движение в направляющих 5 корпуса 1 до полной остановки в точке V диаграммы. С продолжением поворота вала 6 на участке диаграммы V-VI осуществляется разгон клина 4 до установленной скорости при обратном движении от рейки. Затем клин 4 перемещается далее, взаимодействуя на прямолинейном участке VI-VII диаграммы с роликом 7, выбирая зазор в передаче, а потом на участке диаграммы VII-VIII замедляет свое движение до полной остановки в точке VIII. Перемещения клиньев 4 в соответствии с диаграммой фиг. 3 смещены по фазе друг относительно друга. За один полный поворот вала 6 все клинья совершат по одному циклу возвратно-поступательного перемещения в направляющих 5 и переместят рейку 2 в направляющих 3 на один шаг установки роликов 10.When the shaft 6 rotates, the cams 8, interacting with the bearings 9, move the wedges 4 in accordance with the diagram of FIG. 3. In sections Σ-Π and USh-0 of the diagram (Fig. 3), the wedges 4 remain motionless. In section P – W, diagrams of wedges 4 with bearings 9 installed in them move in guides 5 orthogonally to rail 2, accelerating to a set speed. On the straight section of the SH-GU diagram wedges 4 interact with the rollers 10, move the rail 2 in the guides 3 with a set speed. With further rotation of the shaft 6, the wedges 4, without interacting with the rollers 10, slow down their movement in the guides 5 of the housing 1 to a complete stop at point V of the diagram. With the continuation of the rotation of the shaft 6 on the plot of the diagram V-VI, the wedge 4 is accelerated to the set speed during reverse movement from the rail. Then the wedge 4 moves further, interacting on the straight section of the VI-VII diagram with the roller 7, choosing a clearance in the transmission, and then on the plot of the diagram VII-VIII slows down to a complete stop at point VIII. The movement of the wedges 4 in accordance with the diagram of FIG. 3 are out of phase with respect to each other. For one complete rotation of the shaft 6, all the wedges will make one cycle of reciprocating movement in the guides 5 and move the rack 2 in the guides 3 by one step of installing the rollers 10.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев (4), содержащая корпус (1), рейку (2) и устройство для перемещения клиньев (4) ортогонально к рейке (2), состоящее из вала (6) и установленных на нем вдоль его оси по винтовой линии кулачков (8), подшипники качения (9) и мембрану (11), установленную между клиньями (4) и корпусом (1), рейка (2) выполнена с возможностью перемещения в направляющих корпуса параллельно оси вала (6), отличающаяся тем, что кулачки (8) выполнены плоскими, а в клиньях (4) установлены подшипники качения (9) с возможностью непосредственного взаимодействия их внутренних колец с поверхностями плоских кулачков (8), рабочие профили которых выполнены с возможностью обеспечения прямолинейного движения клиньев (4) на участках (Ш-ГУ, VI-VII) их взаимодействия с роликами (10) рейки (2), которые установлены в рейке (2) с постоянным шагом и с возможностью вращения вокруг своих осей, при этом клинья (4) выполнены с возможностью последовательного смещения по фазе относительно друг друга только на прямолинейных участках (Ш-ГУ, VI-VII) их возвратно-поступательных перемещений, с возможностью контакта клиньев (4) одновременно с двумя сторонами цилиндрических поверхностей роликов (10).Wave rack with intermediate links in the form of wedges (4), comprising a housing (1), a rail (2) and a device for moving wedges (4) orthogonal to the rail (2), consisting of a shaft (6) and installed on it along axes along the helix of the cams (8), rolling bearings (9) and a membrane (11) installed between the wedges (4) and the body (1), the rail (2) is movable in the body guides parallel to the shaft axis (6), characterized in that the cams (8) are flat, and rolling bearings (9) are installed in the wedges (4) with direct interaction of their inner rings with surfaces of flat cams (8), the working profiles of which are made with the possibility of ensuring the straight-line movement of wedges (4) in areas (W-PG, VI-VII) of their interaction with rollers (10) of the slats (2), which installed in the rail (2) with a constant pitch and with the possibility of rotation around their axes, while the wedges (4) are made with the possibility of successive phase shift relative to each other only in straight sections (W-PG, VI-VII) of their reciprocating displacements, with possible Strongly contact wedge (4) simultaneously with the two sides of the cylindrical surfaces of the rollers (10).
EA201101439A 2011-05-04 2011-11-01 Harmonic rack-and-gear drive with intermediate links in form of wedges EA021035B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117900/11A RU2458269C1 (en) 2011-05-04 2011-05-04 Harmonic rack-and-gear drive with intermediate links in form of wedges

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201101439A1 EA201101439A1 (en) 2012-11-30
EA021035B1 true EA021035B1 (en) 2015-03-31

Family

ID=46849667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201101439A EA021035B1 (en) 2011-05-04 2011-11-01 Harmonic rack-and-gear drive with intermediate links in form of wedges

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA021035B1 (en)
RU (1) RU2458269C1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662597C1 (en) * 2017-09-11 2018-07-26 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Wave rack-and-pinion drive
EP4032803A1 (en) * 2021-01-25 2022-07-27 Airbus Operations GmbH A linear drive device for an aircraft, a drive arrangement and an aircraft having such a linear drive device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2102532A (en) * 1981-07-30 1983-02-02 Leo G Nickoladze Differential gear reducer
SU1244415A2 (en) * 1985-01-04 1986-07-15 Красноярский Политехнический Институт Wave rack-and-gear drive with intermediate links in form of wedges
SU1551907A1 (en) * 1988-02-08 1990-03-23 Институт Технической Кибернетики Ан Бсср Device for transmission of motion through sealed partition
RU2309310C1 (en) * 2006-03-28 2007-10-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) Harmonic rack gear drive with wedge-shaped intermediate links

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1043392A1 (en) * 1980-05-16 1983-09-23 Красноярский Политехнический Институт Wave rack gear with wedge-shaped intermediates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2102532A (en) * 1981-07-30 1983-02-02 Leo G Nickoladze Differential gear reducer
SU1244415A2 (en) * 1985-01-04 1986-07-15 Красноярский Политехнический Институт Wave rack-and-gear drive with intermediate links in form of wedges
SU1551907A1 (en) * 1988-02-08 1990-03-23 Институт Технической Кибернетики Ан Бсср Device for transmission of motion through sealed partition
RU2309310C1 (en) * 2006-03-28 2007-10-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) Harmonic rack gear drive with wedge-shaped intermediate links

Also Published As

Publication number Publication date
RU2458269C1 (en) 2012-08-10
EA201101439A1 (en) 2012-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101213058B1 (en) Energy store
KR20220016951A (en) Linear drive, seat longitudinal adjustment unit and vehicle
RU2458269C1 (en) Harmonic rack-and-gear drive with intermediate links in form of wedges
CN205064734U (en) Circumference moving mechanism
CN204912307U (en) Rotatory cold bed of marching type drilling rod
CN105757121A (en) Movement guiding device and actuator with same
JP6597300B2 (en) Transport device
CN107433309A (en) A kind of thread rolling method and thread rolling machine
RU2420678C1 (en) Planetary-spool reducer
RU2528493C2 (en) Toothed converter of rotation motion to rotation and reciprocating motion
CN105202148A (en) Parallel speed reduction and speed change integrated rolling oscillating tooth mechanism
CN105041984A (en) Single-row speed reduction and speed change integrated rolling oscillating tooth mechanism
US9664263B2 (en) Movement device comprising a combined individual movement and block movement drive for a plurality of jointly guided movement units
CN105626810A (en) Linear reciprocating mechanism
WO2011010424A1 (en) Motion conversion device, flexible actuator using the same, and articulation driving unit
RU2530809C1 (en) Method to lubricate cycloid gear reducer
RU2568004C2 (en) Reversive mechanism for rotary-linear conversion
JP4896265B1 (en) Noodle string shaping and rounding device
CN106457461B (en) Friction-stir engagement device
JP2015140826A (en) Direct acting actuator
CN105829742A (en) Hollow track body and actuator
RU2309310C1 (en) Harmonic rack gear drive with wedge-shaped intermediate links
RU2497030C1 (en) Cycloidal gearing with solids of revolution
KR101360634B1 (en) Driving force transmission system
RU2662597C1 (en) Wave rack-and-pinion drive

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM RU

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY