EA021035B1

EA021035B1 - Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев

Info

Publication number: EA021035B1
Application number: EA201101439A
Authority: EA
Inventors: Герольд Николаевич Лимаренко; Михаил Петрович ГОЛОВИН; Максим Викторович Шевчугов; Альбина Сергеевна Голованова
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2015-03-31
Also published as: EA201101439A1; RU2458269C1

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании транспортных и технологических модулей, автономных устройств поступательного перемещения рабочих органов машин и приборов. 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). 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 (III-IV, 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 (III-IV, VI-VII) их возвратно-поступательных перемещений, с возможностью контакта клиньев (4) одновременно с двумя сторонами цилиндрических поверхностей роликов (10). Техническим результатом изобретения является равномерность тягового усилия на рейке и жесткости передачи.

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.

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.

Недостатками такой передачи являются неравномерные тяговое усилие на рейке и жесткость передачи, вызванные переменной площадью взаимодействующих контактных поверхностей зубьев клиньев и рейки.

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 1_к в пазах корпуса передачи больше шага зубьев рейки 1_р на величину Δΐ=φ-ΐ_ρ-=ΐ_ρ/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.

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.

Техническим результатом изобретения является равномерность тягового усилия на рейке и жесткости передачи.

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).

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.

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.

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.

Рабочие профили поверхностей плоских кулачков 8, взаимодействующих с подшипниками 9, выполнены с возможностью перемещения клиньев 4 в соответствии с диаграммой фиг. 3.

- 1 021035

Волновая реечная передача с промежуточными звеньями в виде клиньев работает следующим образом.

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.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

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).