RU2293232C1

RU2293232C1 - Wave gear

Info

Publication number: RU2293232C1
Application number: RU2005116800/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко (RU); Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2007-02-10
Also published as: RU2005116800A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: wave gear comprises wave generator provided with the drive and made of spring-loaded cone (8) that cooperates with cams (9) set in radially movable races (10). The outer members of the generator and planks that carry the spacing members are secured to the races.

EFFECT: expanded functional capabilities and enhanced efficiency.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а точнее к волновым передачам как зубчатым, так и фрикционным, и может найти применение в приводах мотор-колес электрифицированных агрегатов, приводах манипуляторов и иных многодвигательных установках.The invention relates to the field of engineering, and more specifically to wave transmissions, both gear and friction, and can find application in drives of motor-wheels of electrified aggregates, drives of manipulators and other multi-engine installations.

Известны волновые передачи, описанные в [1], [2]. Передачи содержат корпус, входной и выходной валы, генератор, гибкие колеса, венец, жесткие венцы часто выполняются двухступенчатыми.The wave transmissions described in [1], [2] are known. Transmissions include a housing, input and output shafts, a generator, flexible wheels, a crown, hard crowns are often performed in two stages.

Наиболее близкой к заявленному по совокупности существенных признаков является волновая фрикционная соосная передача с роликовым генератором, описанная в [3].Closest to the claimed combination of essential features is the coaxial wave friction coaxial transmission with a roller generator described in [3].

В этой передаче генератор выполнен в виде роликов (шариков), установленных с возможностью радиального перемещения, на ведущем валу закреплены кулачки, взаимодействующие с роликами во время работы передачи и фиксирующие гибкое колесо, ролики. Передача включается автоматически при повороте кулачков.In this transmission, the generator is made in the form of rollers (balls) mounted with the possibility of radial movement, cams are fixed on the drive shaft, interacting with the rollers during transmission operation and fixing the flexible wheel, rollers. The transmission is automatically engaged when turning the cams.

Недостатками данной передачи являются:The disadvantages of this transmission are:

1. Узкие функциональные возможности, поскольку передача не может использоваться в качестве управляемой муфты сцепления.1. Narrow functionality because the gear cannot be used as a controlled clutch.

2. Большие механические потери и низкий КПД при вращении за счет выходного вала и повороте кулачка, поскольку в этом случае получает вращение весь привод. Между тем, в целом ряде устройств, например в электротрансмиссиях подвижных объектов, необходимо отключать повреждение или резервные приводы от кинематической цепи двигателей. В то же время, применение специальных муфт сцепления нежелательно из-за габаритных ограничений при конструировании мотор-колес.2. Large mechanical losses and low efficiency during rotation due to the output shaft and rotation of the cam, since in this case the entire drive receives rotation. Meanwhile, in a number of devices, for example, in electric transmissions of moving objects, it is necessary to disconnect damage or backup drives from the kinematic chain of engines. At the same time, the use of special clutches is undesirable due to overall limitations in the design of motor wheels.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей, уменьшение механических потерь, повышение КПД.The invention is aimed at expanding functionality, reducing mechanical losses, increasing efficiency.

Это достигается тем, что генератор волн волновой передачи снабжен дополнительным внешним приводом, выполненным в виде фиксирующего подпружиненного конуса, связанного с кулачками, установленными в обоймах, а к обоймам прикреплены планки, симметрично соединенные с помощью шарниров, причем в местах шарнирных соединений планок установлены распорные элементы с пружинами.This is achieved by the fact that the wave transmission wave generator is equipped with an additional external drive made in the form of a spring-loaded clamping cone connected with cams mounted in cages, and strips symmetrically connected by hinges are attached to the cages, with spacer elements installed at the joints with springs.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами. На фиг.1 и 2 показано схематично устройство заявленной волновой передачи, в частности на фиг.1 изображена передача в основном, рабочем режиме, на фиг.2 - та же передача в отключенном состоянии (режим муфты). На фиг.3 изображено конкретное конструктивное исполнение передачи, в частности генератора волн с переменным диаметральным размером, вид сбоку, на фиг.4 показан тот же генератор, вид спереди. Для упрощения входной вал и шлицевое соединение его обоймы с роликами на фиг.4 не показаны.The invention is illustrated by drawings. Figures 1 and 2 schematically show the device of the declared wave transmission, in particular figure 1 shows the transmission in the main operating mode, figure 2 shows the same transmission in the off state (clutch mode). Figure 3 shows a specific design of the transmission, in particular a wave generator with a variable diametrical size, side view, figure 4 shows the same generator, front view. To simplify the input shaft and the spline connection of its cage with the rollers in figure 4 are not shown.

Волновая передача состоит из венца 1, прикрепленного к корпусу, гибкого колеса 2, генератора волн, состоящего из роликов 3 и механизма фиксированного изменения расстояния между роликами 4. Генератор волн соединен с входным валом, гибкое колесо - с выходным валом. На фиг.1 показана передача с раздвинутыми роликами и зафиксированными на максимальном расстоянии один от другого. На фиг.2 ролики сдвинуты на минимально возможное расстояние. Гибкая лента (гибкое колесо) 2 имеет на фиг.1 эллипсообразную и на фиг.2 цилиндрическую форму.The wave transmission consists of a crown 1 attached to the body, a flexible wheel 2, a wave generator consisting of rollers 3 and a mechanism for fixedly changing the distance between the rollers 4. The wave generator is connected to the input shaft, the flexible wheel to the output shaft. Figure 1 shows the transmission with the rollers apart and fixed at a maximum distance from one another. In figure 2, the rollers are shifted by the smallest possible distance. The flexible tape (flexible wheel) 2 has an elliptical and cylindrical shape in FIG. 1.

Конкретная конструкция механизма генератора включает в себя привод осевого перемещения 5, фиксатор 6, вал 7 с коническим барабаном взаимодействует с кулачками 9, соединенными с обоймами 10. В обоймах закреплены ролики 3. Обоймы стянуты пружинами 11. Сам барабан подпружинен пружиной 12. К обоймам прикреплены с помощью шарниров планки 13, 14, 15 и 16. Один конец планок соединен с обоймой, другой - с шарниром противоположной планки. К этому же шарниру 17 присоединен распорный элемент 18 - колодки или также ролики. Эти элементы связаны с помощью пружин 19. Входным валом является водило 20 со шлицевыми соединениями 21 с осями роликов 3.A specific design of the generator mechanism includes an axial displacement drive 5, a retainer 6, a shaft 7 with a conical drum interacting with cams 9 connected to the clips 10. The clips are fixed in the clips 3. The clips are tightened by the springs 11. The drum itself is spring-loaded 12. The clips are attached to the clips using the hinges of the straps 13, 14, 15 and 16. One end of the straps is connected to the holder, the other to the hinge of the opposite strap. To the same hinge 17 is attached a spacer element 18 - pads or also rollers. These elements are connected by means of springs 19. The input shaft is a carrier 20 with spline connections 21 with the axes of the rollers 3.

Работа передачи происходит следующим образом.The transmission operation is as follows.

В исходном положении (фиг.1) ролики 3 раздвинуты. При вращении генератора создаются волны деформации, которые вызывают поворот гибкого колеса в соответствии с передаточным отношением передачи. В этом случае передача работает как преобразователь механических параметров, диаметральный размер генератора (по большой полуоси - вертикальной на фиг.1, 2, 3, 4). При переходе в режим муфты ролики 3 выходят из контакта с гибким колесом 2 (зубчатым или фрикционным), которое принимает круглую форму и разрывает кинематическую цепь. Выходной вал отсоединяется от входного, который получает возможность свободно вращаться. На фиг.3 показан генератор в раздвинутом положении. Конус 8 закреплен на вращающемся валу 7, в исходном состоянии кулачки 9 максимально раздвинуты. При необходимости размыкания кинематической цепи конус 8 сдвигается приводом 5 влево и фиксируется фиксатором 6, кулачки 9 сдвигаются под действием пружин 11 к центру, поскольку диаметр конуса, взаимодействующего с кулачками, уменьшается. При этом соединение роликов с входным валом не теряется вследствие наличия шлицов 21, присоединенных к водилу 20.In the initial position (figure 1), the rollers 3 are apart. When the generator rotates, deformation waves are generated that cause the flexible wheel to rotate in accordance with the gear ratio. In this case, the transmission works as a converter of mechanical parameters, the diametrical size of the generator (along the semi-major axis - vertical in FIGS. 1, 2, 3, 4). When switching to clutch mode, the rollers 3 come out of contact with the flexible wheel 2 (gear or friction), which takes a round shape and breaks the kinematic chain. The output shaft is disconnected from the input, which gets the opportunity to rotate freely. Figure 3 shows the generator in the extended position. The cone 8 is mounted on a rotating shaft 7, in the initial state, the cams 9 are maximally apart. If it is necessary to open the kinematic chain, the cone 8 is shifted by the actuator 5 to the left and fixed by the latch 6, the cams 9 are shifted under the action of the springs 11 to the center, since the diameter of the cone interacting with the cams decreases. Moreover, the connection of the rollers with the input shaft is not lost due to the presence of splines 21 connected to the carrier 20.

Одновременно с сближением обоймы с роликами происходит раздвижение распорных элементов 18, под действием которых гибкое колесо принимает положение, показанное на фиг.4 пунктиром. При необходимости включения передачи ролики снова раздвигаются, гибкое колесо деформируется, его сечение из круглого превращается в овальное, появляется контакт между гибким колесом и венцом, передача производит преобразование движения.Simultaneously with the rapprochement of the cage with the rollers, the expansion elements 18 move apart, under the action of which the flexible wheel assumes the position shown in dashed line in Fig. 4. If it is necessary to engage the transmission, the rollers are moved apart again, the flexible wheel is deformed, its cross-section changes from oval to oval, contact between the flexible wheel and the crown appears, the transmission transforms the movement.

Данная передача имеет следующее технико-экономическое преимущество:This transmission has the following technical and economic advantage:

1) расширяются функциональные возможности передачи, она может быть использована в качестве муфты, отключающей входной вал от выходного.1) the transmission functionality is expanded, it can be used as a clutch that disconnects the input shaft from the output.

2) вследствие отключения входного вала с редуктором и двигателем (в трансмиссиях мотор-колес) потери на трение вращения и на разворот ротора сведены к нулю, т.е. механические потери при вращении выходного вала минимальны.2) due to disconnection of the input shaft with the gearbox and the engine (in the transmissions of the motor wheels), the friction loss of rotation and the rotation of the rotor are reduced to zero, i.e. mechanical losses during rotation of the output shaft are minimal.

3) уменьшение механических потерь приводит к увеличению КПД, в частности, в электротрансмиссиях потери мощности на вращение незадействованных мотор-колес минимальны, что позволяет изменять мощность движения в зависимости от внешних условий. Для трехступенчатой передачи в режиме вращения за входной вал КПД увеличивается с 70% до 90% по сравнению с передачей без разъединения кинематической цепи.3) a decrease in mechanical losses leads to an increase in efficiency, in particular, in electric transmissions, the power losses due to the rotation of idle motor wheels are minimal, which makes it possible to change the power of movement depending on external conditions. For a three-stage transmission in rotation over the input shaft, the efficiency increases from 70% to 90% compared to a transmission without disconnecting the kinematic chain.

Источники информацииInformation sources

1. М.Н.Иванов. Волновые зубчатые передачи - М.: высшая школа, 1981, - 184 с., ил.1. M.N. Ivanov. Wave gears - M .: higher school, 1981, - 184 p., Ill.

2. А.с. СССР №185652 - Волновая двухступенчатая зубчатая передача. \ Г.Е.Белоусов и др. - Опубл. БИ, 1966, №17.2. A.S. USSR No. 185652 - Wave two-stage gear transmission. \ G.E.Belousov et al. - Publ. BI, 1966, No. 17.

3. А.с. СССР №381825 - Волновая фрикционная передача. \ Л.Г.Бочкова, В.П.Демиденко и И.И.Ермаков. - Опубл. БИ, 1973, №22.3. A.S. USSR No. 381825 - Wave friction transmission. \ L.G. Bochkova, V.P. Demidenko and I.I. Ermakov. - Publ. BI, 1973, No. 22.

Claims

Shifted wave transmission comprising a housing, input and output shafts, roll generators of deformation waves, a flexible wheel, a ring engaging with a flexible wheel, generator rollers mounted in cages with the possibility of radial movement, characterized in that the wave transmission wave generator is equipped with an additional external drive, made in the form of a spring-loaded fixing cone connected with cams mounted in cages, and strips symmetrically connected by means of hinges are attached to the cages, and in places Articulation straps fitted with spacers springs.