RU2265765C2 - Face gear-roller drive - Google Patents

Face gear-roller drive Download PDF

Info

Publication number
RU2265765C2
RU2265765C2 RU2003100970/11A RU2003100970A RU2265765C2 RU 2265765 C2 RU2265765 C2 RU 2265765C2 RU 2003100970/11 A RU2003100970/11 A RU 2003100970/11A RU 2003100970 A RU2003100970 A RU 2003100970A RU 2265765 C2 RU2265765 C2 RU 2265765C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tooth
rollers
wheel
gear
roller
Prior art date
Application number
RU2003100970/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003100970A (en
Inventor
А.А. Тупицын (RU)
А.А. Тупицын
Original Assignee
Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС)
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 Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) filed Critical Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС)
Priority to RU2003100970/11A priority Critical patent/RU2265765C2/en
Publication of RU2003100970A publication Critical patent/RU2003100970A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2265765C2 publication Critical patent/RU2265765C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to engineering industry and refers to construction of mechanic drives.
SUBSTANCE: movement transmission in a face gear-roller drive from the tooth of a driving-wheel 2 to the tooth of the driven wheel 4 is fulfilled through a pair of rollers 5 and 7. The rollers 5,7 are positioned in a fixed ring 8 and placed on the axle in such a manner that interior roller 5 contacts with the tooth of the driving wheel 2 and the exterior 7 - with the tooth of the driven wheel 4.
EFFECT: expansion of possibilities of using, simplification of a construction.
8 dwg

Description

Предлагаемое изобретение касается конструкции механических передач и направлено на повышение их нагрузочной способности и увеличение передаточного отношения в одной ступени.The present invention relates to the design of mechanical gears and is aimed at increasing their load capacity and increasing the gear ratio in one stage.

В настоящее время наибольшее распространение получили зубчатые передачи с эвольвентным профилем зубьев.Currently, gears with an involute tooth profile are most common.

Одним из существенных недостатков подобных передач является малое передаточное отношение в одной ступениOne of the significant drawbacks of such gears is a low gear ratio in one stage

Figure 00000002
Figure 00000002

где zк - число зубьев колеса;where z to - the number of teeth of the wheel;

zш - число зубьев шестерни.z W - the number of gear teeth.

Увеличение значения i возможно за счет уменьшения числа зубьев шестерни zш. Однако у эвольвентных передач это практически невозможно, т.к. при zш<16 начинается подрез ножки зуба.An increase in i is possible by reducing the number of gear teeth z w However, in involute gears this is almost impossible, because when z w <16, undercutting of the tooth leg begins.

На практике для одноступенчатой зубчатой передачи используется ограничение i≤6, т.к. при i>6 возрастают габариты передачи, что приводит к применению многоступенчатых вариантов и, как следствие, к увеличению металлоемкости приводов.In practice, for a single-stage gear, the limitation i≤6 is used, because at i> 6, the dimensions of the transmission increase, which leads to the use of multi-stage options and, as a result, to an increase in the metal consumption of the drives.

Известна планетарная передача [1], состоящая из корпуса, ведущего диска с торцовым кулачком, ведомого диска, имеющего торцовые зубья, неподвижно связанный с корпусом сепаратор и размещенные в прорезях сепаратора ролики. При вращении ведущего диска его торцовый кулачок воздействует на ролики и перемещает их поочередно во впадины ведомого диска, заставляя его вращаться.Known planetary gear [1], consisting of a housing, a leading disk with an end cam, a driven disk having end teeth, a separator fixedly connected to the housing and rollers placed in the slots of the separator. When the drive disk rotates, its end cam acts on the rollers and moves them alternately into the hollows of the driven disk, causing it to rotate.

Данная передача может реализовать значительные передаточные отношения, но имеет существенный недостаток. Ролик одновременно контактирует с рабочими поверхностями ведущего и ведомого дисков (колес), вращающихся с разными угловыми скоростями, т.е. во время работы передачи ролики не перекатываются, а скользят по поверхности одного из колес. Время скольжения пропорционально передаточному отношению.This transmission can implement significant gear ratios, but has a significant drawback. The roller is in contact with the working surfaces of the drive and driven discs (wheels) rotating at different angular speeds, i.e. during transmission, the rollers do not roll, but slide over the surface of one of the wheels. The slip time is proportional to the gear ratio.

Предлагаемая конструкция торцовой зубчато-роликовой передачи исключает подобный недостаток за счет применения пары роликов, помещенных на одной оси.The proposed design of the mechanical gear-roller transmission eliminates a similar disadvantage due to the use of a pair of rollers placed on the same axis.

На фиг.1 представлена конструктивная схема торцовой зубчато-роликовой передачи. На валу 1 расположено ведущее колесо 2, имеющее два зуба с винтовым профилем. На ведомом валу 3 находится ведомое колесо 4, имеющее четырнадцать зубьев винтового профиля. При вращении колеса 2 под действием винтовой поверхности зуба внутренние ролики 5, свободно сидящие на осях 6, двигаются в осевом направлении передачи. Через оси 6 это движение передается на ролики 7, которые, контактируя с винтовой поверхностью зубьев колеса 4, заставляет его вращаться. Возвратно-поступательное движение роликов вдоль оси передачи обеспечивается расположением осей роликов в продольных пазах промежуточного неподвижного кольца 8. Таким образом, вращательное движение шестерни с винтовым профилем зубьев преобразуется в поступательное движение роликов, которое, в свою очередь, преобразуется во вращательное движение ведомого колеса.Figure 1 presents a structural diagram of the mechanical gear-roller transmission. On the shaft 1 is the drive wheel 2, which has two teeth with a helical profile. On the driven shaft 3 is a driven wheel 4 having fourteen teeth of a helical profile. When the rotation of the wheel 2 under the action of the helical surface of the tooth, the inner rollers 5, freely sitting on the axles 6, move in the axial direction of the transmission. Through the axis 6, this movement is transmitted to the rollers 7, which, in contact with the helical surface of the teeth of the wheel 4, makes it rotate. The reciprocating movement of the rollers along the transmission axis is ensured by the location of the axes of the rollers in the longitudinal grooves of the intermediate stationary ring 8. Thus, the rotational movement of the gear with a helical tooth profile is converted into the translational motion of the rollers, which, in turn, is converted into rotational motion of the driven wheel.

Схема работы передачи представлена на фиг.2. Развертки ведущего 2 и ведомого 4 колес условно приведены к одному диаметру, хотя на схеме (фиг.1) диаметр шестерни 2 меньше диаметра колеса 4.The transmission operation scheme is shown in FIG. 2. The scans of the driving 2 and driven 4 wheels are conventionally reduced to the same diameter, although in the diagram (Fig. 1) the diameter of the gear 2 is less than the diameter of the wheel 4.

При числе зубьев шестерни, равном двум, необходимо иметь четыре ролика (ролики 5 и 7 на схеме проецируются в один).With the number of gear teeth equal to two, it is necessary to have four rollers (rollers 5 and 7 on the diagram are projected into one).

При перемещении развертки 2 вправо, что соответствует вращению шестерни по часовой стрелке, и при неподвижной развертке 4 ролики будут перемещаться в том же направлении, но с траекторией движения, соответствующей профилю зубьев колеса 4.When the reamer 2 moves to the right, which corresponds to a clockwise rotation of the gear, and when the reamer 4 is stationary, the rollers will move in the same direction, but with a path corresponding to the profile of the teeth of the wheel 4.

В случае ограничения движения ролика вдоль разверток и возможности его движения в перпендикулярном направлении (вдоль оси передачи) развертка 4 будет двигаться в обратном направлении.In the case of restricting the movement of the roller along the reamers and the possibility of its movement in the perpendicular direction (along the transmission axis), the reamer 4 will move in the opposite direction.

На фиг.3 показана схема взаимодействия звеньев передачи.Figure 3 shows a diagram of the interaction of transmission links.

При движении развертки шестерни вправо (по стрелке) рабочая поверхность зуба шестерни АшВш заставит двигаться ролик 5 в перпендикулярном направлении. Ролик 7, расположенный на одной оси с роликом 5, действуя на рабочую поверхность зуба колеса АкВк, выполняет рабочий ход и перемещает развертку колеса влево.When the reamer gear moves to the right (in the direction of the arrow), the working surface of the gear tooth A w H w will cause the roller 5 to move in the perpendicular direction. The roller 7, located on the same axis as the roller 5, acting on the working surface of the tooth of the wheel A to B to , performs a stroke and moves the sweep of the wheel to the left.

Одновременно вторая пара роликов 5, 7 под действием нерабочей поверхности зуба колеса aкbк совершает холостой ход, возвращаясь в исходное положение. Во время движения по горизонтальному участку К вершина зуба ак пройдет над роликом 7 и он коснется рабочей поверхности зуба колеса. Последующее движение развертки шестерни заставит эту пару роликов совершить рабочий ход.At the same time, the second pair of rollers 5, 7 under the influence of the idle tooth surface of the wheel a to b k idles, returning to its original position. While moving along the horizontal section K, the apex of the tooth a k passes over the roller 7 and it touches the working surface of the tooth of the wheel. The subsequent movement of the reamer gear will make this pair of rollers make a working stroke.

Зубья колеса и шестерни должны быть несимметричными (как показано на схеме фиг.3) и изготовлены с учетом перекрытия для обеспечения непрерывности работы передачи. Следовательно, передача не может быть реверсивной.The teeth of the wheel and gears should be asymmetric (as shown in the diagram of figure 3) and made taking into account the overlap to ensure the continuity of the transmission. Therefore, the transmission cannot be reversible.

Число зубьев шестерни может быть равным 1, 2, 3. При одном зубе необходимы два поочередно нагружаемых ролика, однако тогда нагрузка на колеса будет несимметрична. При трех зубьях и шести роликах увеличиваются габариты передачи. Оптимальным будет число зубьев, равное двум при четырех роликах (фиг.2).The number of gear teeth can be 1, 2, 3. With one tooth, two alternately loaded rollers are needed, but then the load on the wheels will be asymmetric. With three teeth and six rollers, the dimensions of the transmission increase. The optimal number of teeth will be equal to two with four rollers (figure 2).

На фиг.4 показано соотношение сил, действующих на звенья передачи. При вращении шестерни движущим моментом Тш на ролик в точке контакта будет действовать окружная силаFigure 4 shows the ratio of forces acting on the transmission links. When the gear rotates with a driving moment T w , a circumferential force will act on the roller at the contact point

Figure 00000003
Figure 00000003

где dш - средний диаметр зубьев шестерни.where d W - the average diameter of the gear teeth.

Осевая сила, движущая роликAxial force driving roller

Figure 00000004
Figure 00000004

где αш - угол наклона винтовой линии зуба шестерни.where α W - the angle of inclination of the helix of the gear tooth.

Окружное усилие, действующее на зуб колеса, определитсяThe circumferential force acting on the tooth of the wheel is determined

Figure 00000005
Figure 00000005

где αк - угол наклона винтовой линии зуба колеса.where α to - the angle of inclination of the helix of the tooth of the wheel.

В рассмотренном соотношении профилей шестерни и колеса их направления движения обратны. Возможно реализовать движение в одном направлении (фиг.5).In the considered ratio of gear and wheel profiles, their directions of movement are inverse. It is possible to realize movement in one direction (Fig. 5).

В конструкции на фиг.1 в местах контакта зубьев и роликов, а также осей роликов и направляющих пазов неподвижного кольца реализуется трение качения. Однако в местах контакта роликов и неподвижного кольца действует трение скольжения при их вращательном и возвратно-поступательном движении. Поэтому контакт следует выполнить плоским с помощью лысок на кольце (фиг.6, где 5 - ролик шестерни; 7 - ролик колеса; 6 - ось роликов; 2 - неподвижное кольцо).In the design of FIG. 1, rolling friction is realized at the contact points of the teeth and rollers, as well as the axes of the rollers and the guide grooves of the fixed ring. However, in the places of contact of the rollers and the stationary ring, sliding friction acts during their rotational and reciprocal motion. Therefore, the contact should be made flat using the flats on the ring (6, where 5 is the gear wheel; 7 is the wheel roller; 6 is the axis of the rollers; 2 is the stationary ring).

Конструкция узла, обеспечивающего возвратно-поступательное движение, может быть различной.The design of the node providing reciprocating motion may be different.

Для силовых передач более применима схема, представленная на фиг.7, где 5 - ролик шестерни; 7 - ролик колеса; 6 - ось роликов, закрепленная на втулке 9, скользящей по цилиндрической направляющей 10; 11 - направляющая шпонка.For power transmissions, the scheme shown in FIG. 7 is more applicable, where 5 is a gear roller; 7 - wheel roller; 6 - the axis of the rollers, mounted on a sleeve 9, sliding along a cylindrical guide 10; 11 - guide key.

Для конструкции передачи с подобным роликовым узлом необходимо реализовать схему совпадающего направления движения шестерни и колеса (фиг.5).For the design of the transmission with a similar roller unit, it is necessary to implement a scheme of the coincident direction of movement of the gear and wheel (figure 5).

Принцип работы передачи исследовался с помощью геометрических построений, разверток зубчатых колес, а также на макете (фиг.8), изготовленном в соответствии с конструктивной схемой (фиг.1). Передаточное отношение определяется по аналогии с торцовой передачей:The principle of operation of the transmission was investigated using geometric constructions, reamers of gears, as well as on the layout (Fig. 8), made in accordance with the structural scheme (Fig. 1). The gear ratio is determined by analogy with the mechanical transmission:

Figure 00000006
Figure 00000006

Анализ результатов исследований показал, что данная конструкция может реализовывать передаточные отношения i=5; 7; 9; 11; 13; 15...Analysis of the research results showed that this design can implement the gear ratio i = 5; 7; 9; eleven; thirteen; fifteen...

Соответственно число зубьев ведомого колеса должно быть равным 10; 14; 18; 22; 26; 30...Accordingly, the number of teeth of the driven wheel should be equal to 10; 14; 18; 22; 26; thirty...

Источники информацииSources of information

1. SU 1587271 А1. Планетарная передача. 23.08.19901. SU 1587271 A1. Planetary gear. 08/23/1990

2. SU 1364792 A1. Планетарная зубчато-винтовая передача. 07.01.1988.2.SU 1364792 A1. Planetary gearing. 01/07/1988.

Claims (1)

Торцовая зубчатая передача, содержащая два соосных зубчатых колеса, контактирующие с зубьями колес ролики, размещенные в неподвижном кольце с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси передачи, отличающаяся тем, что передача движения от зуба ведущего колеса на зуб ведомого колеса осуществляется через пару роликов, помещенных на оси так, что внутренний ролик контактирует с зубом ведущего колеса, а наружный - с зубом ведомого.End gear containing two coaxial gears, rollers in contact with the teeth of the wheels, placed in a fixed ring with the possibility of reciprocating motion along the transmission axis, characterized in that the movement from the tooth of the driving wheel to the tooth of the driven wheel is transmitted through a pair of rollers placed on the axis so that the inner roller is in contact with the tooth of the drive wheel, and the outer one is in contact with the tooth of the follower.
RU2003100970/11A 2003-01-13 2003-01-13 Face gear-roller drive RU2265765C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003100970/11A RU2265765C2 (en) 2003-01-13 2003-01-13 Face gear-roller drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003100970/11A RU2265765C2 (en) 2003-01-13 2003-01-13 Face gear-roller drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003100970A RU2003100970A (en) 2004-07-10
RU2265765C2 true RU2265765C2 (en) 2005-12-10

Family

ID=35868843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003100970/11A RU2265765C2 (en) 2003-01-13 2003-01-13 Face gear-roller drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2265765C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4909322B2 (en) transmission
US10865853B2 (en) Multi-crankshaft cycloidal pin wheel reducer
JPH1089435A (en) Continuously variable transmission
US4271726A (en) Planetary transmission
CN204200984U (en) A kind of novel energy-conserving double reduction gear
CN113374852B (en) Movable tooth harmonic speed reducer
RU2265765C2 (en) Face gear-roller drive
RU2528493C2 (en) Toothed converter of rotation motion to rotation and reciprocating motion
KR20080080979A (en) Ball-wedge type speed reducer
JP4409750B2 (en) Speed increaser / decelerator with internal mesh planetary gear structure
JPH0510400A (en) Reduction gear
RU2107204C1 (en) Axial mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion of piston machine
JP2574367B2 (en) Dental handpiece
RU2283447C2 (en) Gear train with engagement through &#34;third body&#34;
RU2271486C2 (en) Roller-screw gearing
KR870000764B1 (en) A linear drive device
RU2177090C2 (en) Gear hinged-roller drive
CN214788839U (en) 3D RWW type ball worm
JP2002188705A (en) Ball screw
RU2752356C1 (en) Screw pair and planetary transmession based on it
CN2142901Y (en) Speed-changing drive bearing with two grooves
RU2124661C1 (en) Planetary gear (design versions)
JPH0694093A (en) Automatic turnover transmission gear
SU1733776A1 (en) Rotary-to-complex motion converter
RU2002132166A (en) DRIVE (ITS OPTIONS)