RU2183294C1

RU2183294C1 - Chain wavy transmission

Info

Publication number: RU2183294C1
Application number: RU2000129377A
Authority: RU
Inventors: С.Г. Чиненов; Т.П. Чиненова; С.П. Максимов; Д.А. Путилов; В.В. Ворона
Original assignee: Южно-Уральский государственный университет
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2002-06-10

Abstract

FIELD: machine engineering. SUBSTANCE: transmission includes flexible member in the form of two multirow chains. First chain embraces by its one row pinion mounted on housing and by its other row - first wheel of wave generator. Second chain embraces by its one row driven wheel in the form of gear. Transmission is provided with balancing devices arranged in turnings between gear wheels engaged with the same flexible member. EFFECT: reduced loads of wave generator, increased efficiency of transmission, possibility for protecting transmission against overloads. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции волновых цепных передач, и может быть использовано в передачах с большим передаточным числом. The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to the design of wave chain transmissions, and can be used in transmissions with a large gear ratio.

Известна волновая зубчатая передача (патент США 2906143, кл. 74-640), содержащая волновой генератор, гибкое и жесткое зубчатые колеса. Known wave gear (US patent 2906143, CL 74-640), containing a wave generator, flexible and rigid gears.

Недостатком данной зубчатой передачи являются значительные нагрузки на генератор волн и низкая стойкость гибкого колеса. The disadvantage of this gear transmission is significant load on the wave generator and low resistance of the flexible wheel.

Известна волновая передача (патент Великобритании GB 2038992, F 16 Н 13/06, 30.07.1980 г.), принятая за прототип, содержащая корпус, заневоленное на корпусе зубчатое колесо, ведущий вал, установленный на нем генератор волн, выполненный в виде полого цилиндра и установленный на эксцентрике ведущего вала, ведомый вал с заневоленным на нем зубчатым колесом и гибкий элемент, охватывающий генератор волн и зубчатые колеса. Known wave transmission (GB patent GB 2038992, F 16 N 13/06, 07/30/1980), adopted as a prototype, comprising a housing, a gear wheel bent on the housing, a drive shaft, a wave generator mounted on it, made in the form of a hollow cylinder and mounted on the eccentric of the drive shaft, the driven shaft with a gear wheel awkward on it and a flexible element covering the wave generator and gears.

Недостатком данной передачи являются большие радиальные нагрузки на генератор волн, которые возникают при деформации гибкого колеса, что уменьшает коэффициент полезного действия передачи. Кроме того, к недостаткам относится то, что требуется дополнительный механизм предохраняющий передачу от перегрузок. The disadvantage of this transmission is the large radial load on the wave generator that occurs when the flexible wheel is deformed, which reduces the transmission efficiency. In addition, the disadvantages include the fact that an additional mechanism is required to protect the transmission from overloads.

Технической задачей данного изобретения является уменьшение нагрузок на генератор волн, увеличение коэффициента полезного действия передачи и возможность предохранения ее от перегрузок. The technical task of this invention is to reduce the load on the wave generator, increase the efficiency of the transmission and the possibility of protecting it from overloads.

Поставленная техническая задача решается тем, что гибкий элемент выполнен в виде двух многорядных цепей, например втулочно-роликовых, причем первая цепь охватывает одним своим рядом закрепленное на корпусе зубчатое колесо, а другим своим рядом первое колесо генератора волн, вторая цепь одним своим рядом охватывает второе зубчатое колесо генератора волн, а другим - ведомое колесо, выполненное в виде зубчатого колеса, при этом передача снабжена балансирами, которые расположены в расточках между зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении с одним и тем же гибким элементом. The stated technical problem is solved in that the flexible element is made in the form of two multi-row chains, for example, sleeve-roller, with the first chain enclosing a gear wheel mounted on the housing with one of its own, and the first wave generator wheel with its other, the second chain with one another covering the second the gear of the wave generator, and the other - the driven wheel, made in the form of a gear wheel, while the transmission is equipped with balancers that are located in the bores between the gears that are engaged and with one and the same flexible member.

Задача может быть решена тем, что количество звеньев цепи гибкого элемента выбирают как минимум на одно больше, чем требуется для охвата зубчатых колес, при этом как минимум одно звено гибкого элемента расположено вне зацепления, обеспечивая создание нерабочего участка цепи и образуя разрыв рабочего участка цепи, на одной оси звена цепи в месте разрыва установлена колодка с возможностью поворота, а другая ось звена цепи в месте разрыва рабочего участка оперта на пружины, заневоленные с противоположной стороны в отверстиях колодки винтами. The problem can be solved in that the number of chain links of the flexible element is chosen at least one more than that required to cover the gears, while at least one link of the flexible element is located outside the mesh, ensuring the creation of an inoperative section of the chain and forming a break in the working section of the chain, a block is rotatable on one axis of the chain link at the break point, and the other axis of the chain link at the break point of the working section is supported by springs screwed on the opposite side in the holes of the block by screws .

Сравнение заявленной цепной волновой передачи с известными позволяет сделать вывод о достижении нового эффекта, выразившегося в уменьшении нагрузок на генератор волн. Это стало возможным, благодаря тому, что две многорядные цепи, являющиеся гибкими элементами, каждая из которых одним своим рядом охватывает зубчатые колеса генератора волн, а другими своими рядами охватывают и заневоленное на корпусе зубчатое колесо и ведомое колесо. A comparison of the claimed chain wave transmission with the known ones allows us to conclude that a new effect has been achieved, which is expressed in a decrease in the load on the wave generator. This became possible due to the fact that two multi-row chains, which are flexible elements, each of which encompasses the gears of the wave generator with one of its own, and the gears and the driven gear on the case with which it is lazy on the body.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан осевой разрез цепной волновой передачи;
на фиг.2 изображен разрез А-А фиг.1;
на фиг.3 изображен вид 1 фиг.1;
на фиг.4 показан разрез Б-Б фиг.3.The invention is illustrated by drawings, where:
figure 1 shows an axial section of a chain wave transmission;
figure 2 shows a section aa of figure 1;
figure 3 shows a view 1 of figure 1;
figure 4 shows a section bB of figure 3.

Цепная волновая передача (фиг.1, 2, 3, 4) содержит корпус 1, в котором заневолено зубчатое колесо 2, выполненное в виде звездочки. На ведущем валу 3, эксцентричной его части, установлен генератор волн 4, выполненный в виде полого цилиндра 5 с двумя зубчатыми колесами 6 и 7 на концах, также выполненных в виде звездочек. На ведомом валу 8 заневолено зубчатое колесо-звездочка 9. Гибкий элемент 10 выполнен в виде двух многорядных цепей 11 и 12, например, втулочно-роликовых. Устройство снабжено балансирами 13, 14, жестко закрепленных на ведущем валу 3, которые расположены в расточках между зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении с одним и тем же гибким элементом. The chain wave transmission (FIGS. 1, 2, 3, 4) comprises a housing 1 in which a gear wheel 2 is made in the form of an asterisk. On the drive shaft 3, its eccentric part, a wave generator 4 is installed, made in the form of a hollow cylinder 5 with two gears 6 and 7 at the ends, also made in the form of asterisks. On the driven shaft 8, the sprocket wheel 9 is disillusioned. The flexible element 10 is made in the form of two multi-row chains 11 and 12, for example, sleeve-roller. The device is equipped with balancers 13, 14, rigidly mounted on the drive shaft 3, which are located in the bores between the gears, which are meshed with the same flexible element.

Количество звеньев одной из цепей, например, цепи 11, выбирают, как минимум на одно больше, чем требуется для охвата зубчатых колес-звездочек 12 и 8. При этом как минимум одно звено цепи является не рабочим, а на оси 15 звена цепи примыкающей к нерабочему участку цепи установлена колодка 16 с возможностью поворота. Другая ось 17 звена цепи, примыкающая к нерабочему участку цепи оперта на пружины 18, 19, заневоленные с противоположной свободной стороны в отверстиях колодки винтами 20, 21. The number of links in one of the chains, for example, chain 11, is selected by at least one more than is required to cover the sprockets 12 and 8. Moreover, at least one chain link is not working, but on the axis 15 of the chain link adjacent to the inoperative section of the circuit mounted block 16 with the possibility of rotation. The other axis 17 of the chain link adjacent to the inoperative section of the chain is supported by springs 18, 19, which are forced from the opposite free side in the holes of the block with screws 20, 21.

В качестве гибкого элемента может быть использована зубчатая цепь, а также зубчатый ремень. A gear chain as well as a toothed belt can be used as a flexible member.

Описанная выше цепная волновая передача работает следующим образом. При вращении ведущего вала 3, колеса-звездочки 6, 7, установленные на эксцентричной части вала 3, совершают планетарное движение, создавая вращающуюся волну на гибких элементах - цепях 11, 12. Так как первая цепь 11 одним своим рядом находится в зацеплении с неподвижным колесом-звездочкой 2, колеса-звездочки 6, 7 приобретают определенную угловую скорость. Ведомое колесо-звездочка 9 воспринимает как волновое движение цепи 12, так и движение звездочки 7 генератора волн. Угловая скорость ведомого вала ω₄ определяется соотношением

где ω - угловая скорость ведущего вала;
Z₁ - число зубьев колеса-звездочки 2;
Z₂ - число зубьев колеса-звездочки 6;
Z₃- число зубьев колеса-звездочки 7;
Z₄- число зубьев колеса-звездочки 9;
Эксцентриситет эксцентрика ведущего вала 3 - "е" определяется из условия переноса втулок цепи через вершины зубьев колес-звездочек 2 и 9 и определяется системой неравенств:

,
где d_д1 d_д2 d_д3 d_д4 - делительные диаметры колес-звездочек соответственно 2, 6, 7, 9;
D_е1, D_е4 - наружные диаметры колес-звездочек соответственно 2, 9;
D_с1, D_с4 - диаметры окружностей впадин колес-звездочек соответственно 2, 9.The chain wave transmission described above works as follows. When the drive shaft 3 rotates, the sprocket wheels 6, 7 mounted on the eccentric part of the shaft 3 make a planetary motion, creating a rotating wave on the flexible elements - chains 11, 12. Since the first chain 11 is engaged in one with the fixed wheel asterisk 2, sprocket wheels 6, 7 acquire a certain angular velocity. The driven sprocket wheel 9 perceives both the wave motion of the chain 12 and the motion of the sprocket 7 of the wave generator. The angular velocity of the driven shaft ω ₄ is determined by the ratio

where ω is the angular velocity of the drive shaft;
Z ₁ - the number of teeth of the sprocket wheel 2;
Z ₂ - the number of teeth of the sprocket wheel 6;
Z ₃ - the number of teeth of the sprocket wheel 7;
Z ₄ - the number of teeth of the sprocket wheel 9;
The eccentricity of the eccentric of the drive shaft 3 - “e” is determined from the condition of transferring the chain bushings through the tops of the teeth of the sprocket wheels 2 and 9 and is determined by the system of inequalities

,
where d _d1 d _d2 d _d3 d _d4 are the dividing diameters of the sprocket wheels, respectively, 2, 6, 7, 9;
D _e1 , D _e4 - the outer diameters of the sprocket wheels, respectively, 2, 9;
D _с1 , D _с4 - the diameters of the circles of the hollows of the sprocket wheels, respectively, 2, 9.

При превышении допустимого крутящего момента натяжение цепи увеличивается, и ось 17 звена цепи деформирует пружины сжатия 18, 19 и перемещается по пазу, выполненному в колодке 16. В результате длина контура цепи увеличивается, и происходит проскакивание зубьев звездочек. Необходимое усилие пружин регулируется винтами 20, 21. When the allowable torque is exceeded, the chain tension increases, and the axis of the chain link deforms the compression springs 18, 19 and moves along the groove made in the block 16. As a result, the length of the chain contour increases, and the teeth of the sprockets slip. The required spring force is regulated by screws 20, 21.

В процессе работы гибкие элементы, выполненные в виде цепей, имеют постоянный натяг, из-за постоянства длины контура цепи, что обеспечивает кинематическую точность передачи. In the process, flexible elements made in the form of chains have a constant interference, due to the constancy of the length of the circuit contour, which ensures kinematic transmission accuracy.

Наиболее эффективна передача, у которой эксцентриситет "е" меньше шага цепи. Например, при использовании стандартной двухрядной цепи 2ПВ-9,525 ГОСТ 13568-75, при числе зубьев звездочек Z₁=50, Z₂=51, Z₃=52, Z₄=51. Эксцентриситет эксцентрика е=7,4мм. Передаточное число передачи

Если переставить звездочки и назначить Z₁=50, Z₂=51, Z₃=51, Z₄=52, то передаточное число

В настоящее время изготовлен редуктор с передаточным отношением U=2601. Предварительные испытания показали работоспособность предложенной конструкции.The transmission is most effective in which the eccentricity e is less than the chain pitch. For example, when using the standard two-row chain 2PV-9.525 GOST 13568-75, with the number of sprocket teeth Z ₁ = 50, Z ₂ = 51, Z ₃ = 52, Z ₄ = 51. The eccentricity of the eccentric is e = 7.4mm. Gear ratio

If you rearrange the stars and assign Z ₁ = 50, Z ₂ = 51, Z ₃ = 51, Z ₄ = 52, then the gear ratio

At present, a gearbox with a gear ratio of U = 2601 has been manufactured. Preliminary tests showed the performance of the proposed design.

Данные передачи могут использоваться в приводах лебедок, подъемников, транспортеров, а также в различных станках. These transmissions can be used in drives of winches, hoists, conveyors, as well as in various machines.

Claims

1. Chain wave transmission, comprising a housing, a gear wheel bent on the housing, a drive shaft, a wave generator mounted on it, made in the form of a hollow cylinder and mounted on an eccentric of the drive shaft, a driven shaft with a gear wheel bent on it, and a flexible element covering the generator waves and gears, characterized in that the flexible element is made in the form of two multi-row chains, for example sleeve-roller, and the first chain encompasses one gear next to it mounted on the housing, and the others m next to the first wheel of the wave generator, the second chain in one row covers the second gear wheel of the wave generator, and the other - the driven wheel, made in the form of a gear wheel, while the transmission is equipped with balancers that are located in the bores between the gears meshed with one and the same flexible element.

2. The transmission according to claim 1, characterized in that the number of chain links of the flexible element is selected by at least one more than that required to cover the gears, while at least one link of the flexible element is located out of engagement, ensuring the creation of an inoperative section of the chain and forming a break in the working section of the chain, a block is rotatable on one axis of the chain link at the break point, and the other axis of the chain link at the break point of the working section is supported by springs bent on the opposite side in the holes of the block intami.