RU22691U1

RU22691U1 - FRICTIONAL TRANSMISSION

Info

Publication number: RU22691U1
Application number: RU2001119382/20U
Authority: RU
Inventors: Владимир Леонидович Басинюк (BY); Владимир Леонидович Басинюк; Елена Ивановна Мардосевич (BY); Елена Ивановна Мардосевич; Ярослав Владимирович Басинюк (BY); Ярослав Владимирович Басинюк; Михаил Александрович Леванцевич (BY); Михаил Александрович Леванцевич
Original assignee: Институт надежности машин Национальной Академии Наук Беларуси
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2002-04-20

Description

20011193822001119382

11eleven

Фрикционная передачаFriction gear

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использовано в приводных сервисных устройствах мобильной техники, приводах бытовой техники, станков и технологического оборудования.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in drive service devices of mobile equipment, drives of household appliances, machine tools and technological equipment.

Известна передача с гибкой связью, содержащая входной вал, установленное с возможностью вращения колесо, имеющее наружную рабочую поверхность, неподвижное колесо, гибкий деформируемый обод с внутренней и наружной рабочими поверхностями, установленными с возможностью взаимодействия с соответствующими рабочими поверхностям вращающегося и неподвижного колес на диаметрально противоположных участках обода, и устройство для деформации обода, выполненного во виде двух нажимных роликов (авт.свид. СССР № 1280245 кл. F 16 Н 7/02,1986).A transmission with a flexible coupling is known, comprising an input shaft, a rotatably mounted wheel having an external working surface, a fixed wheel, a flexible deformable rim with internal and external working surfaces mounted to interact with corresponding working surfaces of the rotating and fixed wheels in diametrically opposite sections the rim, and a device for deforming the rim made in the form of two pressure rollers (ed. certificate of the USSR No. 1280245 class. F 16 N 7 / 02.1986).

К наиболее существенному недостатку передачи можно отнести значительные радиальные габаритные размеры при больших передаточных отношениях, связанных с необходимостью использования устройство для деформации обода, выполненного во виде двух нажимных роликов.The most significant drawback of the transmission can be attributed to significant radial overall dimensions with large gear ratios associated with the need to use a device for deformation of the rim, made in the form of two pressure rollers.

Из известных наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является фрикционная передача (Н.А.Бакаев, О.Н. Волошина. Основы проектирования фрикционных передач. Стр.8,9,рис. 1.1), содержащая корпус, входной вал, центральное колесо, жестко связанное с входным валом и имеющее фрикционную наружную рабочую поверхность, гибкое солнечное колесо, жестко связанное с корпусом и имеющее фрикционную внутреннюю рабочую поверхность, три сателлита, каиодый из которых имеет фрикционную наружную рабочую поверхность и установлен между упомянутыми колесами с возможностью взаимодействия с последними диаМПК Р16Н 7/02,37/02Of the known closest technical solution to the proposed utility model is a friction gear (N.A. Bakaev, ON Voloshina. Basics of the design of friction gears. Pages 8, 9, Fig. 1.1), comprising a housing, an input shaft, a central wheel rigidly connected to the input shaft and having a friction external working surface, a flexible solar wheel rigidly connected to the housing and having a friction internal working surface, three satellites, each of which has a friction external working surface and is installed between the said wheels with the possibility of interaction with the latest diaMPK R16N 7 / 02.37 / 02

метрально противоположными участками наружной поверхности, выходной вал, водило, связанное с осями сателлитов и выходным валом.metrically opposite sections of the outer surface, the output shaft, carrier connected with the axes of the satellites and the output shaft.

Прижатие сателлитов, центрального и солнечных колес осуществляется за счет их изготовление с соответствующими допусками и последующей сборки с натягом.The pressing of the satellites, central and solar wheels is carried out due to their manufacture with appropriate tolerances and subsequent assembly with interference.

К наиболее существенному недостатку передачи при необходимости реализации больших передаточных отношений можно отнести значительные габаритные размеры при больших передаточных отношениях, связанные с наличием центрального колеса, а также необходимости использования в осевом направлении гибкого элемента, жестко связывающего солнечное колесо с корпусом.Significant overall dimensions with large gear ratios associated with the presence of a central wheel, as well as the need to use in the axial direction a flexible element rigidly connecting the sun wheel to the casing, can be attributed to the most significant drawback of transmission when it is necessary to realize large gear ratios.

Задачей полезной модели является уменьшение габаритных размеров фрикционной передачи при больших передаточных отношениях.The objective of the utility model is to reduce the overall dimensions of the friction gear with large gear ratios.

Для достижения поставленной задачи фрикционная передача, содержащая корпус, входной вал, гибкое солнечное колесо, жестко связанное с корпусом и имеющее фрикционную внутреннюю рабочую поверхность, три сателлита, каждый из которых имеет фрикционную наружную рабочую поверхность и установлен с возможностью взаимодействия этой поверхностью с внутренней рабочей поверхностью солнечного колеса, выходной вал, водило, установленное с возможностью взаимодействия с сателлитами и связанное с выходным валом, согласно техническому решению, снабжена тремя размещенными последовательно с одинаковым эксцентриситетом вдоль оси входного вала кулачками с цилиндрическими наружными рабочими поверхностями, а солнечное колесо состоит из трех коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой кольцевых элементов, внутренний из которых выполнен из фрикционной металлокерамики, средний - из металлического сплава, а наружный - из упруго-эластичного материала, при этом эксцентриситеты кулачков расположены под )тлом 120° друг к другу. В передаче каждый из сателлитов установлен с возможностью взаимодействия с одним из кулачков, причем между средним кулачком соответствующим емуTo achieve the task, a friction gear comprising a housing, an input shaft, a flexible sun wheel rigidly connected to the housing and having a friction internal working surface, three satellites, each of which has a frictional external working surface and is installed with the possibility of interaction of this surface with the internal working surface solar wheel, output shaft, carrier, installed with the possibility of interaction with satellites and connected with the output shaft, according to the technical solution, supply on three cams placed in series with the same eccentricity along the axis of the input shaft with cylindrical outer working surfaces, and the sun wheel consists of three annular elements coaxially located and inseparably interconnected, the inner of which is made of friction cermet, the middle is of a metal alloy, and the outer - from an elastic material, while the cam eccentricities are located under the rear of 120 ° to each other. In the transmission, each of the satellites is installed with the possibility of interaction with one of the cams, and between the middle cam corresponding to it

сателлитом установлен кольцевой элемент, наружный диаметр которого выбирают из следующего соотношения:the satellite has an annular element, the outer diameter of which is selected from the following ratio:

0,8. DCH (u-l) D d + 2е0.8. DCH (u-l) D d + 2e

где DCH - диаметр рабочей поверхности гибкого солнечного колеса, мм;where DCH is the diameter of the working surface of the flexible solar wheel, mm;

U - нередаточное число передачи;U is the gear transfer ratio;

D - наружный диаметр разрезного кольцевого элемента,мм;D is the outer diameter of the split ring element, mm;

d - диаметр цилиндрической наружной поверхности кулачка, совпадающий с внутренним диаметром разрезного кольцевого элемента, мм;d is the diameter of the cylindrical outer surface of the cam, which coincides with the inner diameter of the split annular element, mm;

е - эксцентриситет цилиндрической наружной поверхности кулачка, мм, а толщины среднего и внутреннего кольцевых элементов солнечного колеса выбирают из соотношений:e - the eccentricity of the cylindrical outer surface of the cam, mm, and the thickness of the middle and inner annular elements of the solar wheel is selected from the ratios:

0,5.Всн.(Суд.Всн/Ес) 5с 0,2.Всн.(Суд.Всн/Ес) SB-0,03... 0,05. 5с0.5.Vsn. (Court. Vsn / Eu) 5s 0.2.Vsn. (Court. Vsn / Eu) SB-0.03 ... 0.05. 5s

где 5в - толщина внутреннего кольцевого элемента, мм, 5с - толщина среднего кольцевого элемента, мм, ЕС -модуль упругости материала среднего кольцевого элемента, Суд - удельная жесткость наружного кольцевого элемента, Н/мм. Уменьшение габаритных размеров фрикционной передачи при больших передаточных отношениях достигается за счет исюпочения из конструкции:where 5c is the thickness of the inner ring element, mm, 5s is the thickness of the middle ring element, mm, EC is the elastic modulus of the material of the middle ring element, Court is the specific stiffness of the outer ring element, N / mm. The reduction in the overall dimensions of the friction gear with large gear ratios is achieved by removing from the design:

в радиальном направлении - центрального колеса;in the radial direction, the central wheel;

в осевом направлении- гибкого элемента, жестко связывающего солнечное колесо с корпусом.in the axial direction, a flexible element that rigidly connects the sun wheel to the housing.

На фиг. 1,2 показана схема фрикционной передачи. Фрикционная передача состоит (фиг. 1,2) из входного вала 1, связанного с электродвигателем 2, на котором размещены последовательно расположенные вдоль оси входного вала три кулачка 3,4,5 с цилиндрическими наружными поверхностями, имеющими эксцентриситет «е относительно оси входного вана 1, сателлитов 6,7,8, солнечного колеса, состоящего из трех коаксианьно расположенных и неразъемно соединенных между собой кольцевых элементов - внутреннего 9 из фрикционной оксидокерамики, среднего 10 из металлического сплава и наружного 11 из упруго-эластичного материала, и корпуса 12, жестко связанного с кольцевым элементом 11. Между средним кулачком 4 и соответствующим ему сателлитом 7 размещен кольцевой элемент 13, состоящих из двух полуколец 14,15, разделенных осевой плоскостью 16, что обеспечивает возможность сборки фрикционной передачи. Эксцентриситеты кулачков 6,7,8 расноложены под углом 120° друг к другу. Кулачки 3,4 (через кольцевой элемент 13) и 5 установлены с возможностью взаимодействия с соответствующими сателлитами 6,7 и 8 в радиальном направлении. При этом сателлиты 6,7,8 установлены с возможностью свободного вращения вокруг оси кулачков 3,4,5.In FIG. 1.2 shows a friction transmission scheme. The friction gear (Fig. 1,2) consists of an input shaft 1 connected to an electric motor 2, on which three cams 3,4,5 are arranged sequentially along the axis of the input shaft with cylindrical outer surfaces having an eccentricity "e relative to the axis of the input van 1 , satellites 6,7,8, a solar wheel, consisting of three ring elements coaxially arranged and inseparably interconnected - internal 9 made of friction oxide ceramic, middle 10 made of metal alloy and external 11 made of elastic material, and the housing 12, rigidly connected with the annular element 11. Between the middle cam 4 and its corresponding satellite 7 is placed an annular element 13, consisting of two half rings 14.15, separated by an axial plane 16, which makes it possible to assemble the friction gear. The cam eccentricities 6,7,8 are located at an angle of 120 ° to each other. Cams 3.4 (through the annular element 13) and 5 are installed with the possibility of interaction with the respective satellites 6.7 and 8 in the radial direction. In this case, the satellites 6,7,8 are installed with the possibility of free rotation around the axis of the cams 3,4,5.

Сателлиты 6,7,8 имеют в дисках отверстия 17,18,19 (фиг.2), в которые входят оси 20,21, жестко связанные с фланцем 22 выходного вала 23.Satellites 6,7,8 have holes 17,18,19 in the disks (Fig. 2), which include the axis 20,21, rigidly connected to the flange 22 of the output shaft 23.

Наружный диаметр разрезного кольцевого элемента 14 выбирается из соотношенияThe outer diameter of the split annular element 14 is selected from the ratio

0,8. DCH (u-l) D d + 2е исходя из того, что выполнение условия0.8. DCH (u-l) D d + 2е based on the fact that the condition

гаврантирует сборку передачи, а при выполнении условияguarantees the assembly of the gear, and if the condition is met

D d + 2еD d + 2e

обеспечивается повышенная жесткость сателлитов 6,7,8, представляющих собой кольца. При этом исключается их упругая деформация как колец в процессе передачи крутящих моментов, что способствует повышению к.п.д. передачи.provides increased rigidity of the satellites 6,7,8, which are rings. This eliminates their elastic deformation as rings during the transmission of torques, which contributes to an increase in efficiency transmission.

Толщины внутреннего и среднего кольцевых элементов выбраны из соотношений:The thicknesses of the inner and middle ring elements are selected from the ratios:

0,5.Всн.(Суд„. DCH /ЕС) 5с 0,2. Всн-ССуда. Dcn/Ecf 8в 0,03...0,05. 8с0.5.Vsn. (Court „. DCH / EU) 5s 0.2. All-Court. Dcn / Ecf 8c 0.03 ... 0.05. 8s

Приведенные выще соотнощения обеспечивают приемлемый с позиций долговечности колец уровень напряжений при их деформации в процессе работы.The above ratios provide a stress level acceptable from the standpoint of ring durability when they are deformed during operation.

При сборке передачи сначала устанавливается один из крайних сателлитов 6 или 8, затем кольцевой элемент 13, на который размещается средний сателлит 7 и после этого третий сателлит соответственно 8 или 6.When assembling the transmission, one of the extreme satellites 6 or 8 is installed first, then the annular element 13, on which the middle satellite 7 is placed, and after that the third satellite is 8 or 6, respectively.

Передача работает следующим образом.The transfer works as follows.

Вращающийся входной вал 1, связанный с электродвигателем 2, через кулачки 3,4,5 с цилиндрическими наружными поверхностями, имеющими эксцентриситет «е по отнощению к оси входного вала 1, взаимодействует в радиальном направлении с сателлитами 6,7,8, которые в свою очередь деформируют кольцевой элемент 9 и обкатываются без проскальзывания по его внутренней рабочей поверхности. При этом кольцевой элемент 9, выполненный из фрикционной оксидокерамики, обеспечивает передачу повышенных моментов и отсутствие проскальзывания при взаимодействии рабочих поверхностей сателлитов 6,7,8 с рабочей поверхностью кольцевого элемента 9. Радиальные силы, возникающие при деформации среднего 10 и наружного 11 кольцевых элементов обеспечивают без использования допусков повыщенной точности требуемый гарантированный натяг в контакте рабочих поверхностей сателлитов 6,7,8 и рабочей поверхности кольцевого элемента 9.The rotating input shaft 1, connected to the electric motor 2, through cams 3,4,5 with cylindrical outer surfaces having an eccentricity "e relative to the axis of the input shaft 1, interacts in the radial direction with the satellites 6,7,8, which in turn deform the annular element 9 and run in without slipping on its inner working surface. At the same time, the annular element 9 made of frictional oxide ceramics ensures the transmission of increased moments and the absence of slippage during the interaction of the working surfaces of the satellites 6,7,8 with the working surface of the annular element 9. The radial forces arising from the deformation of the middle 10 and the outer 11 of the annular elements the use of tolerances of increased accuracy required guaranteed interference in contact of the working surfaces of the satellites 6,7,8 and the working surface of the annular element 9.

Кроме того, жесткое неразъемное соединение наружного кольцевого элемента 10 с корпусом 12 позволяет передавать значительные крутяпще моменты на выходной вал 1, а высокие упруго-податливые свойства кольцевого элемента 10 способствз от значительному улучшению виброакустических характеристик передачи и снижению неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий, что обеспечивает повышенный ресурс работоспособности передачи.In addition, the rigid permanent connection of the outer ring element 10 with the housing 12 allows you to transfer significant torque to the output shaft 1, and the high elastic-flexible properties of the ring element 10 contribute to a significant improvement in the vibration-acoustic transmission characteristics and to reduce the uneven load distribution along the length of the contact lines, which provides an increased resource transmission health.

При вращении в окружном направлении осей сателлитов 6,7,8 они посредством отверстий 17,18,19, взаимодействующих с осями 20,21 жестко связанными с фланцем 22, передают на него вращение и через фланец 22 - на выходной вал 23.When the axes of the satellites 6,7,8 rotate in the circumferential direction, they through holes 17,18,19 interacting with the axes 20,21 rigidly connected to the flange 22 transmit rotation to it and through the flange 22 to the output shaft 23.

Использование предлагаемого технического решения в приводных сервисных устройствах мобильной техники, приводах бытовой техники, станков и технологического оборудования позволяет обеспечить значительное улучшение их служебных характеристик за счет уменьшения габаритных размеров фрикционной передачи при больших передаточных отношениях. Зам. директора институэЕ Й JL s--j Э.Ф.КапанецThe use of the proposed technical solution in drive service devices of mobile equipment, drives of household appliances, machine tools and technological equipment allows us to significantly improve their performance by reducing the overall dimensions of the friction gear with large gear ratios. Deputy Director of the Institute J JL s - j E.F. Kapanets

Claims

1. Friction gear comprising a housing, an input shaft, a flexible sun wheel rigidly connected to the housing and having a friction internal working surface, three satellites, each of which has a frictional external working surface and is installed with the possibility of interaction of this surface with the internal working surface of the solar wheel , output shaft, carrier, installed with the possibility of interaction with satellites and connected with the output shaft, characterized in that it is equipped with three placed in series with the same eccentricity along the axis of the input shaft with cams with cylindrical outer working surfaces, and the solar wheel consists of three annular elements coaxially located and inseparably interconnected, the inner of which is made of friction cermet, the middle one is made of a metal alloy, and the outer one is made of elastic material, while the eccentricities of the cams are located at an angle of 120 ^{o to} each other.

2. The friction transmission according to claim 1, characterized in that each of the satellites is mounted to interact with one of the cams, and an annular element is installed between the middle cam of its corresponding satellite, the outer diameter of which is selected from the following ratio
0.8 • D _CH / [u / (u-1)] ≥D≥d + 2e,
where D _CH is the diameter of the working surface of the flexible solar wheel, mm;
u is the gear ratio;
D is the outer diameter of the split ring element, mm;
d is the diameter of the cylindrical outer surface of the cam, coinciding with the inner diameter of the split annular element, mm;
e - eccentricity of the cylindrical outer surface of the cam, mm

3. The friction gear according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the middle and inner annular elements of the solar wheel is selected from the ratios

δ _B = 0.03 ... 0.05 • δ _C ,
where δ _B is the thickness of the inner annular element, mm;
δ _C is the thickness of the middle annular element, mm;
Е _С - elastic modulus of the material of the middle annular element, N / mm ² ;
With _beats - the specific stiffness of the outer annular element, N / mm ³ .