RU2253777C2

RU2253777C2 - Planetary ball drive

Info

Publication number: RU2253777C2
Application number: RU2003119802/11A
Authority: RU
Inventors: В.В. Становской (RU); В.В. Становской; вичюс С.М. Казак (RU); С.М. Казакявичюс; А.Г. Петракович (RU); А.Г. Петракович
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Томские трансмиссионные системы"
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-06-10

Abstract

FIELD: general engineering.

SUBSTANCE: invention relates to means of conversion of speed of rotation without use of gear wheels. It can be used in drives of machines and mechanism. Proposed ball drive contains two central disks 1 and 2 with floating plate 9 freely on eccentric 6 placed in between. Holes 10 and 11 are made on surfaces of disks 1 and 2 pointed to floating plate 9 in which balls 12 and 13 are fitted with clearance providing free rotation of balls. Closed periodical raceways 14 and 15 are made on both end faces of floating plate 9 which interact with holes 10 and 11 by means of two chains of balls 12 and 13.

EFFECT: decreased unbalance, improved manufacturability of drive.

4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области общего машиностроения, а именно к средствам для преобразования скорости вращения без использования зубчатых колес, а более конкретно к передачам момента вращения посредством цепочки шариков. Оно может быть использовано в приводах машин и механизмов самого широкого назначения.The invention relates to the field of general engineering, and in particular to means for converting rotation speed without the use of gears, and more particularly to transmitting torque through a chain of balls. It can be used in drives of machines and mechanisms of the broadest purpose.

Известны торцевые шариковые передачи, состоящие из трех дисковых звеньев. Любой из дисков может служить ведущим, ведомым, или опорным, связанным с корпусом, звеном (см. Пашкевич М.Ф. Торцовые шариковые редукторы и их применение “Вестник машиностроения”, №7, 1985, с.23-26). Один из дисков - сепаратор имеет радиальные прорези, на торцевых поверхностях двух других дисков выполнены замкнутые периодические по азимуту канавки. Момент вращения передается посредством цепочки шариков, расположенных в прорезях сепаратора и взаимодействующих с периодическими канавками двух других дисков. Долговечность передачи определяется прочностными характеристиками наиболее слабого звена-сепаратора с прорезями.Known mechanical ball gears, consisting of three disk links. Any of the disks can serve as a leading, follower, or support link associated with the housing (see Pashkevich MF End-face ball reducers and their application, Vestnik Mashinostroeniya, No. 7, 1985, pp. 23-26). One of the disks - the separator has radial slots, on the end surfaces of two other disks closed grooves are made that are periodic in azimuth. The torque is transmitted through a chain of balls located in the slots of the separator and interacting with the periodic grooves of two other disks. The durability of the transmission is determined by the strength characteristics of the weakest link-separator with slots.

Несколько увеличена прочность сепаратора в синусошариковой передаче SU 1260604, в которой ведущим диском является плавающая шайба, посаженная на эксцентрик ведущего вала. Беговая канавка для шариков расположена на боковой поверхности плавающей шайбы. Дисковый сепаратор имеет не сквозные прорези, как в предыдущей передаче, а радиальные канавки на торцевой поверхности. Благодаря этому увеличивается прочность сепаратора, однако остается еще износ краев радиальных канавок, который существенно снижает долговечность. Ту же цель увеличения прочности передачи преследуют конструкции, описанные в SU 1321965 и SU 1663227. Во всех вышеописанных механизмах каждый шарик одновременно взаимодействует с дорожками качения трех звеньев, поэтому глубина дорожек качения не может быть больше 1/3 части диаметра шарика, что очень плохо влияет на распределение сил при передаче моментов.The separator strength in the SU 1260604 sinus ball transmission is slightly increased, in which the driving disk is a floating washer, mounted on the cam shaft eccentric. The running ball groove is located on the side of the floating washer. The disk separator has not through slots, as in the previous gear, but radial grooves on the end surface. This increases the strength of the separator, but there is still wear on the edges of the radial grooves, which significantly reduces durability. The constructions described in SU 1321965 and SU 1663227 have the same goal of increasing transmission strength. In all the above mechanisms, each ball simultaneously interacts with the raceways of three links, so the depth of the raceways cannot be more than 1/3 of the diameter of the ball, which is very bad for on the distribution of forces in the transmission of moments.

Эта проблема решена в патенте US 3439562. В этом передающем механизме плавающим звеном является сепаратор, имеющий два ряда сквозных отверстий, расположенных по окружностям разного радиуса. В каждом отверстии обоих рядов расположено по два шарика, выступающих из отверстий сепаратора с обеих сторон от него. Шарики, выступающие с одной стороны сепаратора на одной окружности, взаимодействуют с периодической дорожкой качения на одном из дисков, а противоположные шарики служат опорными. Шарики другой окружности взаимодействуют с дорожкой качения на другом диске. Такая конструкция позволяет увеличить глубину дорожек качения до радиуса шарика, но при этом усложняется конструкция передачи, увеличивается в четыре раза число шариков.This problem is solved in US Pat. No. 3,439,562. In this transmitting mechanism, the floating link is a separator having two rows of through holes arranged around circles of different radii. Each hole in both rows has two balls protruding from the holes of the separator on both sides of it. Balls protruding on one side of the separator on the same circle interact with the periodic raceway on one of the disks, and the opposite balls serve as support. Balls of a different circle interact with a race track on another disk. This design allows you to increase the depth of the raceways to the radius of the ball, but this complicates the design of the transmission, increases four times the number of balls.

Известны передачи, в которых каждый шарик взаимодействует только с двумя звеньями, одно из которых является плавающей шайбой (ЕР 0107485, US 4829851). В этом случае плавающая шайба снабжена дополнительным механизмом, приводящим вращение плавающей шайбы вокруг собственной оси к общей оси передачи. Таким механизмом на фиг.5 патента US 4829851 является механизм параллельных кривошипов, а на фиг.1 того же патента и в патенте ЕР 0107485 - шариковый механизм параллельных кривошипов.There are known transmissions in which each ball interacts with only two links, one of which is a floating washer (EP 0107485, US 4829851). In this case, the floating washer is equipped with an additional mechanism that rotates the floating washer around its own axis to the common axis of the transmission. Such a mechanism in FIG. 5 of US Pat. No. 4,829,851 is a parallel crank mechanism, and in FIG. 1 of the same patent and in EP 0107485, a ball mechanism of parallel cranks.

Расширяет диапазон передаточных отношений передача, в которой функцию параллельного кривошипа выполняет второй передающий узел со второй цепочкой шариков, реализованный на одной плавающей шайбе (см. US 4643047 и фиг.8 патента US 4829851). Последний механизм принимаем за прототип. Он содержит два центральных диска, между которыми на эксцентрике входного вала с возможностью свободного вращения на нем посажена плавающая шайба. На торцах плавающей шайбы и на обращенных к ней поверхностях дисков выполнены замкнутые периодические дорожки качения. В каждой паре дорожек качения между плавающей шайбой и дисками размещена цепочка шариков, образующая с дорожками качения два передающих узла. Число периодов в дорожках качения каждой пары отличается на 2 и на 1. Один из дисков связан с корпусом, а другой - с выходным валом. Для надежной работы шарики в каждой цепочке должны находиться на равных расстояниях друг от друга и это положение должно соблюдаться с высокой точностью. Поэтому шарики каждой цепочки снабжены сепаратором, в отверстиях которого они расположены. Сепаратор не участвует в передаче момента, а только фиксирует угловое положение шариков. Эксцентриситет передачи достаточно большой, т.к. он определяется суммой амплитуд периодических дорожек качения на плавающей шайбе и на центральных дисках, а амплитуды определяют силовые характеристики передачи. Этими обстоятельствами обусловлены основные недостатки передачи. Необходимость в сепараторе, причем изготовленном с высокой точностью, усложняет конструкцию, уменьшает ее технологичность. Большой эксцентриситет при передаче высоких моментов увеличивает дисбаланс масс передачи, что вызывает ее повышенный шум, биения и износ. Применение различных методов балансировки усложняет конструкцию. Изготовление четырех замкнутых периодических дорожек качения, сопрягающихся друг с другом с высокой точностью, является сложной технологической задачей.The transmission in which the function of a parallel crank is performed by a second transmission unit with a second chain of balls implemented on a single floating washer extends the range of gear ratios (see US 4643047 and FIG. 8 of US Pat. No. 4,829,851). The last mechanism is taken as a prototype. It contains two central discs, between which a floating washer is mounted on it with an eccentric of the input shaft with the possibility of free rotation. At the ends of the floating washer and on the surfaces of the disks facing it, closed periodic raceways are made. In each pair of raceways, a chain of balls is placed between the floating washer and the disks, forming two transmitting nodes with the raceways. The number of periods in the raceways of each pair differs by 2 and by 1. One of the disks is connected to the housing, and the other to the output shaft. For reliable operation, the balls in each chain must be at equal distances from each other and this position must be observed with high accuracy. Therefore, the balls of each chain are equipped with a separator, in the holes of which they are located. The separator does not participate in the transmission of moment, but only fixes the angular position of the balls. The eccentricity of the transmission is quite large, because it is determined by the sum of the amplitudes of the periodic raceways on the floating washer and on the central disks, and the amplitudes determine the transmission power characteristics. These circumstances are the main disadvantages of the transfer. The need for a separator, and manufactured with high accuracy, complicates the design, reduces its manufacturability. The large eccentricity in the transmission of high moments increases the imbalance of the masses of the transmission, which causes its increased noise, runout and wear. The use of various balancing methods complicates the design. The manufacture of four closed periodic raceways, mating with each other with high accuracy, is a complex technological task.

Таким образом, задачей изобретения является разработка простой, малогабаритной и надежной механической передачи. Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в уменьшении дисбаланса передачи при прочих равных условиях и в повышении технологичности изготовления передачи. Дополнительный результат, достигаемый отдельными вариантами, заключается в улучшении распределения сил, действующих со стороны шарика на дорожки качения, и в смещении точек приложения этих сил от краев дорожек.Thus, the object of the invention is to develop a simple, small-sized and reliable mechanical transmission. The technical result achieved by the invention is to reduce the imbalance of the transmission, ceteris paribus, and to increase the manufacturability of the manufacture of the transmission. An additional result achieved by individual options is to improve the distribution of forces acting from the side of the ball on the raceways, and to shift the points of application of these forces from the edges of the tracks.

Поставленная задача решается тем, что планетарная шариковая передача, как и прототип, содержит два центральных диска и расположенную между ними плавающую шайбу, свободно посаженную на эксцентрик. На обоих торцах плавающей шайбы выполнены замкнутые периодические дорожки качения, взаимодействующие посредством двух цепочек шариков с периодическими элементами на обращенных к плавающей шайбе поверхностях дисков.The problem is solved in that the planetary ball gear, like the prototype, contains two central discs and a floating washer located between them, freely mounted on an eccentric. At both ends of the floating washer, closed periodic raceways are made, interacting by means of two chains of balls with periodic elements on the surfaces of the disks facing the floating washer.

В отличие от прототипа периодические элементы на центральных дисках выполнены в виде лунок, размеры которых соответствуют размерам шариков с зазором, обеспечивающим свободное вращение шариков в них. Такое выполнение периодических элементов на дисках значительно уменьшает дисбаланс передачи, особенно передачи, рассчитанной на высокие силовые характеристики, в которой используют шарики большого размера. Действительно, в прототипе обе цепочки шариков совершают орбитальное движение и увеличивают тем самым дисбалансную массу. В предлагаемом изобретении в орбитальном движении участвует только плавающая шайба, цепочки шариков совершают лишь вращение, не участвуя в орбитальном перемещении.In contrast to the prototype, the periodic elements on the central disks are made in the form of holes, the sizes of which correspond to the sizes of the balls with a gap providing free rotation of the balls in them. This embodiment of the periodic elements on the discs significantly reduces the imbalance of the transmission, especially transmission, designed for high power characteristics, which use large balls. Indeed, in the prototype, both chains of balls make orbital motion and thereby increase the unbalanced mass. In the present invention, only a floating washer is involved in orbital motion, the chains of balls perform only rotation, without participating in orbital motion.

Кроме того, для увеличения долговечности передающего узла и силовых характеристик, в каждой замкнутой периодической дорожке качения на плавающей шайбе высота стенки с большей крутизной фронта выполнена превышающей радиус шарика, и, соответственно, высота другой стенки замкнутой канавки уменьшена на такую же величину, а оба диска в областях, сопрягающихся с пониженными стенками замкнутой канавки, выполнены с выступом, поверхность которого сопрягается с соответствующей замкнутой периодической дорожкой.In addition, to increase the durability of the transmitting unit and power characteristics, in each closed periodic raceway on a floating washer, the height of the wall with a greater steepness of the front is greater than the radius of the ball, and, accordingly, the height of the other wall of the closed groove is reduced by the same amount, and both disks in areas mating with the lowered walls of the closed groove, made with a protrusion, the surface of which is mated with the corresponding closed periodic track.

Еще большему уменьшению дисбаланса способствуют элементы балансировки, выполненные на эксцентрике. Это может быть набор отверстий, выборок в теле эксцентрика, а может быть дополнительная балансирующая масса, смещающие общий центр тяжести системы эксцентрик - плавающая шайба к оси передающего узла. Т.е., расположение и размеры элементов балансировки учитывают комбинацию дисбалансных масс эксцентрика и плавающей шайбы.An even greater reduction in imbalance is facilitated by balancing elements made on an eccentric. This can be a set of holes, samples in the body of the eccentric, or there can be an additional balancing mass that displaces the common center of gravity of the eccentric system - the floating washer to the axis of the transmitting unit. That is, the location and size of the balancing elements take into account the combination of unbalanced masses of the eccentric and the floating washer.

Для улучшения распределения нагрузки по шарикам, а также для компенсации неточностей изготовления деталей передающего узла лунки выполнены во вставках из упругого материала.To improve the load distribution over the balls, as well as to compensate for inaccuracies in the manufacture of parts of the transmitting unit, the holes are made in inserts of elastic material.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг.1 представлен продольный разрез передающего узла, а на фиг.2, 3 и 4 - в увеличенном масштабе представлены различные варианты выполнения узла взаимодействия шариков с дорожками и лунками.The invention is illustrated in graphic materials, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a transmitting unit, and Figs. 2, 3 and 4 show, on an enlarged scale, various embodiments of a unit for interacting balls with paths and holes.

На фиг.5 и фиг.6 - вид на плавающую шайбу с разными вариантами выполнения замкнутой периодической дорожки.In Fig.5 and Fig.6 is a view of a floating washer with different options for performing a closed periodic track.

Фиг.7 - схема, поясняющая взаимодействие шарика с лункой.7 is a diagram illustrating the interaction of the ball with the hole.

Планетарная шариковая передача содержит два соосных центральных диска 1 и 2. Диск 1 в варианте конструкции, изображенной на фиг.1, является опорным диском и соединен с корпусом 4 посредством винтов 5. Диск 2 является выходным, соединенным с выходным валом 3. Между центральными дисками 1 и 2 на эксцентрике 6 входного вала 7 на подшипниках 8 установлена плавающая шайба 9. На обращенных друг к другу поверхностях дисков 1 и 2 выполнены размещенные по окружности лунки 10 и 11. В лунках 10 и 11 размещены две цепочки шариков 12 и 13. Размеры лунок соответствуют размерам шариков так, что каждый шарик плотно сидит в лунке без возможности его смещения, но с возможностью вращения в лунке. На противоположных торцах плавающей шайбы 9 выполнены замкнутые периодически изогнутые дорожки качения 14 и 15, контактирующие с шариками 12 и 13 в лунках 10 и 11. Глубина каждой лунки 10 или 11 вместе с глубиной противолежащей ей периодической дорожки качения 14 или 15, с учетом зазора между плавающей шайбой 9 и соответствующим диском 1 или 2, равна диаметру шарика. При этом целесообразно глубину периодических дорожек 14 и 15 выбирать не меньшей радиуса шарика. Тогда глубина лунок будет меньше радиуса шарика, по меньшей мере, на величину зазора между соответствующим диском и плавающей шайбой 9. Входной вал 7 посажен в корпусе 4 на подшипнике 16, а выходной вал 3 - на подшипнике 17. Для облегчения сборки и более точного позиционирования относительно оси конец эксцентричного вала 6 на подшипнике 18 закреплен в посадочном отверстии 19, выполненном в диске 2. В данной конструкции подшипником 18 служит антифрикционная втулка. Эксцентрик снабжен противовесом 20, смещающим центр тяжести системы эксцентрик 6 - плавающая шайба 9 к оси передачи. Вместо противовеса можно выполнить выборки в теле эксцентрика.The planetary ball gear contains two coaxial central disks 1 and 2. The disk 1 in the design shown in Fig. 1 is a support disk and is connected to the housing 4 by screws 5. The disk 2 is an output connected to the output shaft 3. Between the central disks 1 and 2, on the eccentric 6 of the input shaft 7, a floating washer 9 is installed on the bearings 8. On the surfaces of the disks 1 and 2 facing each other, holes 10 and 11 are arranged around the circumference. Two chains of balls 12 and 13 are placed in the holes 10 and 11 holes correspond times EPAM balls so that each ball sits firmly in the hole without the possibility of his bias, but with the possibility of rotation in the hole. At the opposite ends of the floating washer 9, closed periodically curved raceways 14 and 15 are made, contacting the balls 12 and 13 in the holes 10 and 11. The depth of each hole 10 or 11 together with the depth of the opposite periodic raceway 14 or 15, taking into account the gap between floating washer 9 and the corresponding disk 1 or 2, equal to the diameter of the ball. In this case, it is advisable to choose the depth of the periodic tracks 14 and 15 of at least the radius of the ball. Then the depth of the holes will be less than the radius of the ball, at least by the size of the gap between the corresponding disk and the floating washer 9. The input shaft 7 is seated in the housing 4 on the bearing 16, and the output shaft 3 is on the bearing 17. To facilitate assembly and more accurate positioning relative to the axis, the end of the eccentric shaft 6 on the bearing 18 is fixed in the bore hole 19 made in the disk 2. In this design, the bearing 18 is an antifriction sleeve. The eccentric is equipped with a counterweight 20, shifting the center of gravity of the eccentric 6 system - the floating washer 9 to the transmission axis. Instead of a counterweight, you can make samples in the body of the eccentric.

Варианты выполнения замкнутых канавок 14 и 15 показаны на фиг.5 и 6. Каждая замкнутая канавка имеет две стенки 21 и 22, причем основная нагрузка от шариков приходится на стенку с большей приведенной кривизной (на фиг.5 - стенка 21), противоположная ей стенка (22 на фиг.5) является нерабочей и может быть срезана. В данном варианте она сохранена для придания жесткости детали 9. Расположение стенки с большей кривизной зависит от выполнения передающего узла. Когда число периодов дорожки качения больше числа шариков, замкнутая дорожка качения будет иметь форму, показанную на фиг.5, где показано 15 шариков и 16 периодов дорожки качения. В этом случае наружная стенка 21 имеет большую приведенную кривизну. Если число периодов дорожки качения выбрано меньше числа шариков, то дорожка качения будет иметь вид, показанный на фиг.6, где показано 15 шариков и 14 периодов дорожки качения. В этом случае внешняя стенка 21 имеет меньшую приведенную кривизну, чем внутренняя стенка 22. Таким образом, в дорожке на фиг.5 основную нагрузку несет стенка 21. В дорожке на фиг 6 стенка 22 имеет большую приведенную кривизну и несет основную нагрузку. Для того чтобы нагруженные стенки дорожек качения подвергались меньшему износу, в следующем варианте изобретения их высота выполнена большей радиуса шарика на величину L (см. фиг.2). Тогда точка А контакта шарика 12 со стенкой замкнутой дорожки качения 14 или 15 смещена от края стенки. При этом у силы F (см. фиг.7), проходящей через центр шарика, появится момент М относительно точки В контакта шарика с лункой с плечом, равным L. Под действием этого момента шарик может выкатиться из лунки. Чтобы это предотвратить, часть стенки лунки 23, противолежащая пониженной стенке замкнутой дорожки качения, выполнена превышающей радиус шарика. На фиг.7 эта часть стенки лунки 11 показана пунктиром. Увеличить описанным образом высоту стенок лунок 10 и 11 можно, выполнив диски 1 и 2 с выступами 23, расположенными в указанных областях. Причем эти выступы имеют форму поверхности, сопрягающуюся с соответствующими областями замкнутых дорожек 14 и 15. Теперь точка контакта шарика 12 со стенкой лунки 11 смещается в положение В1, плечо L становится равным нулю, и момент М, выкатывающий шарик из лунки, устраняется. Такое выполнение передающего узла позволяет снизить износ шариков и дорожек, а также повысить силовые характеристики передающего узла.Embodiments of closed grooves 14 and 15 are shown in FIGS. 5 and 6. Each closed groove has two walls 21 and 22, and the main load from the balls is on the wall with a greater curvature (in figure 5 - wall 21), the opposite wall (22 in FIG. 5) is inoperative and may be cut off. In this embodiment, it is saved to give rigidity to the part 9. The location of the wall with greater curvature depends on the implementation of the transmitting node. When the number of periods of the raceway is greater than the number of balls, the closed raceway will have the shape shown in FIG. 5, which shows 15 balls and 16 periods of the raceway. In this case, the outer wall 21 has a large reduced curvature. If the number of periods of the raceway is selected less than the number of balls, then the raceway will have the form shown in Fig.6, which shows 15 balls and 14 periods of the raceway. In this case, the outer wall 21 has a lower reduced curvature than the inner wall 22. Thus, in the track in Fig. 5, the main load is borne by the wall 21. In the track in Fig. 6, the wall 22 has a large reduced curvature and carries the main load. In order that the loaded walls of the raceways undergo less wear, in a further embodiment of the invention, their height is made greater than the radius of the ball by the amount L (see figure 2). Then the contact point A of the ball 12 with the wall of the closed raceway 14 or 15 is offset from the edge of the wall. In this case, the force F (see Fig. 7) passing through the center of the ball will have a moment M relative to the point B of the contact of the ball with the hole with a shoulder equal to L. Under the influence of this moment, the ball can roll out of the hole. To prevent this, the part of the wall of the hole 23, opposite the lower wall of the closed raceway, is made larger than the radius of the ball. 7, this part of the wall of the hole 11 is shown by a dotted line. It is possible to increase the height of the walls of the holes 10 and 11 in the described manner by performing discs 1 and 2 with the protrusions 23 located in the indicated areas. Moreover, these protrusions have a surface shape that mates with the corresponding regions of the closed paths 14 and 15. Now, the point of contact of the ball 12 with the wall of the hole 11 is shifted to position B1, the shoulder L becomes zero, and the moment M rolling the ball out of the hole is eliminated. This embodiment of the transmitting node can reduce the wear of balls and tracks, as well as improve the power characteristics of the transmitting node.

Вариант замкнутой периодической дорожки, показанный на фиг.6, кроме всего прочего позволяет уменьшить дисбаланс передающего узла за счет снижения веса плавающей шайбы и ее диаметральных размеров посредством срезания внутренней ненагруженной части дорожки. Такой вариант со срезанными нерабочими частями замкнутых дорожек качения 14 и 15 на плавающей шайбе 9 показан на фиг.3. Здесь замкнутые периодические дорожки 14 и 15 имеют только увеличенную по высоте нагруженную стенку 22, а области ненагруженных стенок 21 срезаны. За счет выступов 23 на дисках 1 и 2 шарики 12 и 13 не выходят из зацепления с лунками и дорожками, но при этом снижен диаметральный размер плавающей шайбы 9 и ее масса, снижая дисбаланс.The closed periodic track variant shown in FIG. 6, among other things, allows to reduce the imbalance of the transmitting unit by reducing the weight of the floating washer and its diametrical dimensions by cutting off the inner unloaded part of the track. This option with the cut non-working parts of the closed raceways 14 and 15 on the floating washer 9 is shown in Fig.3. Here, the closed periodic tracks 14 and 15 have only a height-increased loaded wall 22, and the areas of unloaded walls 21 are cut off. Due to the protrusions 23 on the disks 1 and 2, the balls 12 and 13 do not disengage from the holes and paths, but the diametrical size of the floating washer 9 and its mass are reduced, reducing the imbalance.

В варианте на фиг.4 для компенсации погрешностей изготовления и выравнивания нагрузки по шарикам 12 и 13 лунки 10 и 11 выполнены во вставках из упругого материала 24. Этот вариант может быть использован и при выполнении варианта на фиг.2.In the embodiment of FIG. 4, in order to compensate for manufacturing errors and load balancing with balls 12 and 13, the holes 10 and 11 are made in inserts of elastic material 24. This option can also be used when performing the embodiment in FIG. 2.

Поверхности пары трения шарик - лунка целесообразно выполнять из материалов, имеющих минимальный коэффициент трения относительно друг друга.The surface of the ball-hole friction pair is advisable to be made of materials having a minimum coefficient of friction relative to each other.

Работает передача следующим образом. Вращение входного вала 7 с эксцентриком б преобразуется в планетарное движение плавающей шайбы 9. Взаимодействие периодической дорожки 15 с неподвижной цепочкой шариков 13, сидящих в лунках 11 корпусного диска 1, вызовет поворот плавающей шайбы 9 вокруг ее собственной оси на угол, равный периоду замкнутой дорожки 15 за один оборот входного вала. Поворот плавающей шайбы 9 цепочкой шариков 12, взаимодействующих с периодической дорожкой 14 и сидящих в лунках 10 выходного диска 2, преобразуется в поворот этого диска относительно плавающей шайбы 9 на угол, равный периоду замкнутой дорожки 14. Соответственно общий поворот выходного вала 3 относительно входного вала 7 составит сумму или разницу этих углов. Таким образом, передаточное отношение планетарной шариковой передачи определяется соотношением:The transmission works as follows. The rotation of the input shaft 7 with the eccentric b is converted to the planetary motion of the floating washer 9. The interaction of the periodic track 15 with a fixed chain of balls 13 sitting in the holes 11 of the housing disk 1 will cause the floating washer 9 to rotate around its own axis by an angle equal to the period of the closed track 15 for one revolution of the input shaft. The rotation of the floating washer 9 by a chain of balls 12, interacting with the periodic track 14 and sitting in the holes 10 of the output disk 2, is converted to the rotation of this disk relative to the floating washer 9 by an angle equal to the period of the closed track 14. Accordingly, the total rotation of the output shaft 3 relative to the input shaft 7 make up the sum or difference of these angles. Thus, the gear ratio of the planetary ball gear is determined by the ratio:

где р=±Z₁, g=±Z₂.where p = ± Z ₁ , g = ± Z ₂ .

При этом Z₁ и Z₂ - числа периодов дорожек 14 и 15, соответственно.Moreover, Z ₁ and Z ₂ are the number of periods of tracks 14 and 15, respectively.

Предположим, что обе дорожки качения 14 и 15 выполнены в форме дорожки, показанной на фиг.5, т.е. внешняя стенка дорожки 21 имеет большую приведенную кривизну, чем внутренняя стенка 22. Тогда шарик оказывает основное воздействие на стенку 21. Когда высота этой стенки выполнена увеличенной и превышающей радиус шарика на величину L, усилие шарика будет приложено не на край этой стенки, а на некоторую область, смещенную от края стенки. Это позволяет существенно снизить износ области контакта шарика и дорожки. На фиг.2 видно, что при этом снижается толщина дисков 1 и 2 на такую же величину, что может снизить их прочность. Чтобы этого не произошло, и чтобы шарики не выскочили из лунок под влиянием сил, действующих на них со стороны дорожек качения 14 и 15, диски 1 и 2 выполнены с выступами 23, форма поверхности которых сопрягается с формой периодических дорожек 14 и 15 в данной области. Теперь и на стенки лунок 10 и 11 воздействие шариков 12 и 13 происходит в области, смещенной от краев лунок, таким образом, увеличивая надежность работы узла и снижая износ контактных областей шариков и лунок. Таким образом, без введения дополнительных средств можно повысить нагрузочную способность узла и снизить износ контактирующих элементов.Suppose that both raceways 14 and 15 are in the form of a track shown in FIG. 5, i.e. the outer wall of the track 21 has a greater reduced curvature than the inner wall 22. Then the ball has a major effect on the wall 21. When the height of this wall is increased and exceeds the radius of the ball by L, the force of the ball will be applied not to the edge of this wall, but to some an area offset from the edge of the wall. This can significantly reduce the wear of the contact area of the ball and track. Figure 2 shows that this reduces the thickness of the disks 1 and 2 by the same amount, which can reduce their strength. To prevent this, and to prevent the balls from popping out of the holes under the influence of forces acting on them from the raceways 14 and 15, the disks 1 and 2 are made with protrusions 23, the surface shape of which is mated with the shape of the periodic tracks 14 and 15 in this area . Now, on the walls of the holes 10 and 11, the action of the balls 12 and 13 occurs in the area offset from the edges of the holes, thereby increasing the reliability of the node and reducing the wear of the contact areas of the balls and holes. Thus, without introducing additional funds, it is possible to increase the load capacity of the assembly and reduce wear of the contacting elements.

Общий дисбаланс передачи определяется эксцентриком 6 и плавающей шайбой 9. Форма и размеры противовеса 20 были выбраны с учетом уравновешивания этой системы. В варианте на фиг.3, где срезаны ненагруженные части замкнутых периодических дорожек 14 и 15, размеры этого противовеса значительно снижаются, а в некоторых случаях можно обойтись и без него, если требования сниженных размеров узла предпочтительнее.The overall transmission imbalance is determined by the eccentric 6 and the floating washer 9. The shape and dimensions of the counterweight 20 were chosen taking into account the balancing of this system. In the embodiment of FIG. 3, where the unloaded parts of the closed periodic paths 14 and 15 are cut, the dimensions of this counterweight are significantly reduced, and in some cases it can be dispensed with if the requirements of a reduced unit size are preferable.

Следует отметить, что приведенными примерами конкретной реализации не ограничиваются все возможные варианты предлагаемой передачи. Так, в частности, входным, выходным или корпусным звеном может быть любой из дисков 1, или 2, или плавающая шайба 9.It should be noted that the examples of specific implementation are not limited to all possible options for the proposed transmission. So, in particular, the input, output or case link can be any of the disks 1, or 2, or a floating washer 9.

Наиболее сложной в технологическом отношении является операция изготовления дорожек качения 14 и 15 на плавающей шайбе 9. После изготовления эти дорожки требуют закалки. Очевидно, что проводить закалку одной детали 9 гораздо проще, чем закаливать поверхности на разных деталях.The most technologically challenging is the operation of manufacturing raceways 14 and 15 on the floating washer 9. After manufacturing, these tracks require hardening. Obviously, it is much easier to harden one part 9 than to harden surfaces on different parts.

За счет того, что шарики совершают только вращение в лунках, передача работает практически бесшумно, снижены биения и дисбаланс.Due to the fact that the balls only rotate in the holes, the transmission works almost silently, the beating and imbalance are reduced.

Таким образом, представленная передача, как и прототип, обладает простой конструкцией, широким диапазоном передаточных отношений, но по сравнению с прототипом является гораздо более технологичной в изготовлении и лучше сбалансированной.Thus, the presented transmission, like the prototype, has a simple design, a wide range of gear ratios, but compared with the prototype it is much more technological in manufacturing and better balanced.

Claims

1. A planetary ball gear containing two central disks with a floating washer located between them, freely mounted on an eccentric, closed periodic raceways are made at both ends of the floating washer, interacting by means of two chains of balls with periodic elements on the surfaces of the disks facing the floating washer, characterized the fact that the periodic elements on the central disks are made in the form of holes in which balls with gaps are set, providing free rotation of the ball.

2. The planetary ball gear according to claim 1, characterized in that in each closed periodic raceway on a floating washer, the height of the wall with a greater steepness of the front is greater than the radius of the ball and, accordingly, the height of the other wall of the closed groove is reduced, and both discs are in areas closed grooves mating with lowered walls are made with protrusions, the surface of which is mated with the corresponding closed periodic track.

3. The planetary ball gear according to claim 1 or 2, characterized in that the holes are made in inserts of elastic material.

4. The planetary ball gear according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the eccentric is made with balancing elements that compensate for the imbalance of the eccentric - floating washer system.