RU2327068C1

RU2327068C1 - Transmission with free cage

Info

Publication number: RU2327068C1
Application number: RU2006136735/11A
Authority: RU
Inventors: Егор Алексеевич Ефременков (RU); Егор Алексеевич Ефременков; Константин Григорьевич Шибинский (RU); Константин Григорьевич Шибинский; Анатолий Кузьмич Мартынов (RU); Анатолий Кузьмич Мартынов; Сергей Васильевич Хлыст (RU); Сергей Васильевич Хлыст; Алексей Геннадьевич Иванов (RU); Алексей Геннадьевич Иванов
Original assignee: ООО Научно-производственное предприятие "Томская электронная компания"
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-06-20
Also published as: RU2006136735A

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention relates to precise machine making, in particular to gear transmissions to impart rotational motion and may be used in the drives decreasing and increasing the output shafts of high-precision machines and mechanisms. The transmission incorporates coaxial high-speed (1) and low-speed (2) shafts. High-speed shaft (1) incorporates eccentric (3) shifted relative to the central axis by value e. The eccentric has two rolling bearings (4, 5). Bearing outer race (5) carries cage (8) with intermediate roller links (7). Bearing (4) runs in contacts with intermediate roller links (7). The intermediate roller links are in simultaneous contact with the inner profile of central gear wheel (9), outer race of bearing (4) and the profile of cam (10) rigidly fitted onto low-speed shaft (2). Such an arrangement allows a higher reliability of transmission by ruling out the friction between the cage and the bearing outer race and the cage getting under the intermediate link.

EFFECT: higher reliability of gear transmission.

1 dwg

Description

Изобретение относится к точному машиностроению, а именно к зубчатым передачам для сообщения вращательного движения, и может быть использовано в приводах, понижающих и повышающих скорость выходного вала высокоточных машин и механизмов.The invention relates to precision engineering, in particular to gears for communicating rotational motion, and can be used in drives that lower and increase the output shaft speed of high-precision machines and mechanisms.

Известна передача с промежуточными звеньями, содержащая свободновращающиеся роликовые приводные элементы, включающая пару сопряженных эпициклических и гипоциклических поверхностей, расположенных на ведущем и ведомом дисках, с большим числом тел качения, расположенных между поверхностями, и передающих крутящий момент от ведущего колеса к ведомому. Тела качения выполнены в форме цилиндрических роликов, которые, вращаясь, передают крутящий момент, оставаясь в непрерывном контакте с противоположной трохоидальной поверхностью. Гипотрохоидальная и эпитрохоидальная поверхности имеют множество кулачков, причем число гипотрохоидальных кулачков на два больше числа эпитрохоидальных кулачков. Число роликов на один больше числа эпитрохоидальных кулачков (патент США №4584904, МПК: F16Н 1/28).A known transmission with intermediate links containing freely rotating roller drive elements, including a pair of conjugated epicyclic and hypocyclic surfaces located on the drive and driven disks, with a large number of rolling bodies located between the surfaces and transmitting torque from the drive wheel to the driven one. The rolling bodies are made in the form of cylindrical rollers, which, rotating, transmit torque, while remaining in continuous contact with the opposite trochoidal surface. The hypotrochoidal and epitrochoidal surfaces have many cams, and the number of hypotrochoidal cams is two more than the number of epitrochoidal cams. The number of rollers is one greater than the number of epitrochoidal cams (US Patent No. 4,584,904, IPC: F16H 1/28).

Недостатком этого устройства является несоосное движение выходного звена одноступенчатой передачи, из-за чего вводятся дополнительные колеса с эпитрохоидальным и гипотрохоидальным профилями, а также динамические балансиры для устранения значительного дисбаланса. Это увеличивает осевой размер и массу механизма.The disadvantage of this device is the misaligned movement of the output link of a single-stage transmission, which is why additional wheels with epitrochoidal and hyprochoidal profiles are introduced, as well as dynamic balancers to eliminate a significant imbalance. This increases the axial size and mass of the mechanism.

В качестве прототипа выбрана соосная передача с промежуточными роликовыми звеньями, содержащая соосные быстроходный и тихоходный валы. При этом на быстроходном валу выполнен эксцентрик, смещенный относительно центральной оси на величину е. Передача так же содержит неподвижное центральное колесо с внутренним фасонным профилем, обойму с радиальными пазами, в которых размещены роликовые промежуточные звенья, количество которых отличается от выступов профиля центрального колеса. На эксцентрике быстроходного вала установлен подшипник качения, находящийся в кинематическом контакте с роликовыми промежуточными звеньями, которые также контактируют с фасонным профилем, выполненным на наружной поверхности кулачка. Кулачок жестко закреплен на тихоходном валу (патент RU №2247882, МПК: F16Н 1/32, 25/0, БИ. №7, 2005 г.).As a prototype selected coaxial gear with intermediate roller links containing coaxial high-speed and low-speed shafts. At the same time, an eccentric is made on the high-speed shaft, offset by an amount e from the central axis. The transmission also contains a fixed central wheel with an internal shaped profile, a cage with radial grooves in which roller intermediate links are placed, the number of which differs from the protrusions of the central wheel profile. On the eccentric of the high-speed shaft, a rolling bearing is installed, which is in kinematic contact with the roller intermediate links, which also come in contact with the shaped profile made on the outer surface of the cam. The cam is rigidly fixed on a low-speed shaft (patent RU No. 2247882, IPC: F16H 1/32, 25/0, BI. No. 7, 2005).

Передача работает следующим образом.The transfer works as follows.

В процессе работы быстроходный вал с эксцентриком вращается с рабочей частотой электродвигателя. Благодаря эксцентрику, создающему набегающую волну, роликовые промежуточные звенья попадают в клин между профилем центрального колеса и наружным кольцом подшипника, установленного на эксцентрике быстроходного вала. Роликовые промежуточные звенья, находящиеся в обойме, стремясь выйти из клина, обкатываются по профилю неподвижного центрального колеса и, одновременно контактируя с профилем кулачка, заставляют его совершать вращательное движение. Кулачок передает вращательное движение на тихоходный вал посредством жесткого с ним соединения.During operation, a high-speed shaft with an eccentric rotates with the operating frequency of the electric motor. Thanks to the eccentric, which creates an oncoming wave, the roller intermediate links fall into the wedge between the profile of the central wheel and the outer ring of the bearing mounted on the eccentric of the high-speed shaft. Roller intermediate links located in the cage, trying to get out of the wedge, run around the profile of the fixed central wheel and, while in contact with the profile of the cam, force it to rotate. The cam transmits rotational motion to a low-speed shaft by means of a rigid connection with it.

Недостатком этого устройства является трение обоймы о наружное кольцо подшипника и отсутствие жесткой связи обоймы с эксцентриком быстроходного вала, из-за чего при передаче значительных нагрузок возможно заклинивание передачи от попадания обоймы под роликовое промежуточное звено.The disadvantage of this device is the friction of the cage on the outer ring of the bearing and the absence of a rigid connection of the cage with the clown of the high-speed shaft, due to which, when transferring significant loads, it is possible to jam the transmission from falling into the cage under the roller intermediate link.

Поставлена задача повышения надежности работы передачи путем исключения возможности попадания обоймы под промежуточное звено и уменьшения трения обоймы о наружное кольцо подшипника.The task is to increase the reliability of the transmission by eliminating the possibility of the cage getting under the intermediate link and reducing the friction of the cage against the outer ring of the bearing.

Эта задача решается благодаря передаче со свободной обоймой, содержащей соосные быстроходный и тихоходный валы. При этом на быстроходном валу выполнен эксцентрик, смещенный относительно центральной оси на величину е. Неподвижное центральное колесо с внутренним фасонным профилем кинематически взаимодействует с промежуточными роликовыми звеньями, размещенными в радиальных пазах обоймы, количество которых отличается от выступов профиля центрального колеса. Подшипник качения установлен на эксцентрике быстроходного вала и находится в кинематическом контакте с промежуточными роликовыми звеньями. Кулачок с выполненным на наружной поверхности фасонным профилем жестко закреплен на тихоходном валу и контактирует с промежуточными роликовыми звеньями. На эксцентрике также установлен дополнительный подшипник качения, на наружном кольце которого закреплена обойма, в которой находятся промежуточные роликовые звенья.This problem is solved thanks to the transmission with a free cage containing coaxial high-speed and low-speed shafts. At the same time, an eccentric is made on the high-speed shaft, offset by an amount e from the central axis. The fixed central wheel with an internal shaped profile kinematically interacts with intermediate roller links located in the radial grooves of the cage, the number of which differs from the protrusions of the central wheel profile. The rolling bearing is mounted on the cam of the high-speed shaft and is in kinematic contact with the intermediate roller links. A cam with a shaped profile formed on the outer surface is rigidly fixed to the low-speed shaft and is in contact with the intermediate roller links. The eccentric also has an additional rolling bearing, on the outer ring of which a cage is fixed in which the intermediate roller links are located.

При такой компоновке можно исключить трение обоймы о наружное кольцо подшипника и обеспечить фиксированное положение обоймы напротив центра промежуточного роликового звена, что исключит возможность заклинивания передачи из-за попадания обоймы под промежуточное звено.With this arrangement, it is possible to exclude the friction of the cage on the outer ring of the bearing and provide a fixed position of the cage opposite the center of the intermediate roller link, which eliminates the possibility of jamming of the gear due to the falling of the cage under the intermediate link.

На чертеже изображена передача с промежуточными роликовыми звеньями, продольный разрез.The drawing shows a transmission with intermediate roller links, a longitudinal section.

Передача с промежуточными роликовыми звеньями содержит соосные быстроходный 1 и тихоходный 2 валы, причем быстроходный вал 1 выполнен с эксцентриком 3, смещенным относительно центральной оси передачи на величину е. Подшипники качения 4 и 5 установлены на эксцентрике 3 быстроходного вала 1. Балансир 6, закрепленный на быстроходном валу 1, роликовые промежуточные звенья 7, размещенные в обойме 8, которая закреплена на наружном кольце подшипника 5, центральное профильное колесо 9, кулачок 10, жестко соединенный с тихоходным валом 2 и установленный на опорах 12 в корпусе 11. Кроме того, если количество выступов фасонного профиля кулачка 10 равняется Z, то количество роликовых промежуточных звеньев 7 равняется Z+1, а количество выступов фасонного профиля центрального колеса 9 равняется Z+2.The transmission with intermediate roller links contains coaxial high-speed 1 and low-speed 2 shafts, and high-speed shaft 1 is made with an eccentric 3 offset from the central axis of the gear by an amount of e. Rolling bearings 4 and 5 are mounted on an eccentric 3 of high-speed shaft 1. Balance 6 mounted on high-speed shaft 1, roller intermediate links 7 located in a cage 8, which is mounted on the outer ring of the bearing 5, the central profile wheel 9, cam 10, rigidly connected to the low-speed shaft 2 and installed on bearings 12 in the housing 11. In addition, if the number of projections of the profile of the cam 10 is equal to Z, then the number of intermediate roller members 7 equals Z + 1, and the number of projections of the profile central wheel 9 is equal to Z + 2.

В процессе работы быстроходный вал 1 с эксцентриком 3 вращается с рабочей частотой электродвигателя. Благодаря эксцентрику 3, создающему набегающую волну, роликовые промежуточные звенья 7 попадают в клин между профилем центрального колеса 8 и наружным кольцом подшипника 4, установленного на эксцентрике 3 быстроходного вала 1. Роликовые промежуточные звенья 7, находящиеся в обойме 8, закрепленной на подшипнике 5, стремясь выйти из клина, обкатываются по профилю неподвижного центрального колеса 9 и, одновременно контактируя с профилем кулачка 10, через перемычки обоймы 8 заставляют его совершать вращательное движение. Кулачок 10 передает вращательное движение на тихоходный вал 2 посредством жесткого с ним соединения.In the process, a high-speed shaft 1 with an eccentric 3 rotates with the operating frequency of the electric motor. Due to the eccentric 3, which creates an incident wave, the roller intermediate links 7 fall into the wedge between the profile of the central wheel 8 and the outer ring of the bearing 4 mounted on the eccentric 3 of the high-speed shaft 1. The roller intermediate links 7 located in the cage 8 mounted on the bearing 5, aiming exit the wedge, run along the profile of the stationary central wheel 9 and, while in contact with the profile of the cam 10, through the jumpers of the cage 8 make it rotate. Cam 10 transmits rotational motion to low-speed shaft 2 by means of a rigid connection with it.

Таким образом, предложенное решение позволяет повысить надежность работы передачи путем исключения трение обоймы о наружное кольцо подшипника и возможности попадания обоймы под промежуточное звено.Thus, the proposed solution allows to increase the reliability of the transmission by eliminating the friction of the cage on the outer ring of the bearing and the possibility of getting the cage under the intermediate link.

Claims

A gear with a free cage, containing coaxial high-speed and low-speed shafts, and the high-speed shaft is made with an eccentric shifted relative to the central axis by an amount e, a fixed central wheel with an internal shaped profile, a cage with radial grooves in which intermediate roller links are placed, the number of which differs from the protrusions of the central wheel profile, a rolling bearing mounted on the cam of the high-speed shaft and in kinematic contact with the intermediate roller bearings in shades, a cam with a shaped profile made on the outer surface, rigidly fixed on a low-speed shaft, characterized in that an additional rolling bearing is mounted on the eccentric, on the outer ring of which a cage with intermediate roller links is fixed.