RU2497030C1 - Циклоидная передача с телами качения - Google Patents
Циклоидная передача с телами качения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497030C1 RU2497030C1 RU2012116161/11A RU2012116161A RU2497030C1 RU 2497030 C1 RU2497030 C1 RU 2497030C1 RU 2012116161/11 A RU2012116161/11 A RU 2012116161/11A RU 2012116161 A RU2012116161 A RU 2012116161A RU 2497030 C1 RU2497030 C1 RU 2497030C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carrier
- elements
- center
- input shaft
- holes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Retarders (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в редукторах совместно с сервомоторами для привода роботов, станков с ЧПУ, радаров и т.д., где требуются большие передаточные отношения, высока точность движения исполнительного механизма и повторяемость запрограммированных перемещений. Циклоидная передача содержит корпус (1), составное водило, в центре одной части (4) которого закреплен выходной вал (5), а в центре другой части (6) выполнено отверстие, через которое проходит входной кривошипный вал (7). Обе части (4, 6) составного водила в сборе имеют соосные отверстия (8), равномерно расположенные по окружности. Тела качения (9) одновременно обкатываются по поверхностям отверстий (8) и находятся в контакте с элементом силового замыкания (10), закрепленным с помощью опорного подшипника (11) на кривошипном валу (7), и опорными элементами (2), расположенными на осях (3) корпуса с возможностью вращения. Элемент силового замыкания (10) размещен между частями (4, 6) составного водила. Изобретение позволяет расширить технологические возможности за счет большого числа передаточных отношений. 4 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в редукторах совместно с сервомоторами для привода роботов, станков с ЧПУ, радаров и т.д., где требуются большие передаточные отношения, высокая точность движения исполнительного механизма и повторяемость запрограммированных перемещений.
Современные научные разработки и технологии позволили довести до совершенства производство столь необходимых для этого волновых и циклоидных передач. Но изучение опыта использования этих устройств, а также влияния на экономические показатели оборудования с их применением подводит к необходимости дальнейших поисков в этом направлении.
Известны подшипниковые редукторы типа ТвинСпин с применением высокотехнологичных циклоидных передач (см. стр.1 каталога с реквизитами web: www.spinea.sk), где сателлит g и центральное колесо K близки по числу сцепляющихся элементов и водило и звено B связаны специальной муфтой с двумя осями подвижки (по принципу крестовой муфты). Схема перемещения в 5-ти фазах представлена на стр.2 упомянутого каталога.
В реальных редукторах циклоидная передача такого типа содержит сателлит с нарезкой зубьев трахоидного профиля, трудоемких и сложных в производстве, что приводит к непреодолимым сложностям при ремонтно-восстановительных работах и само по себе освоение производства таких передач является процессом весьма дорогостоящим.
Так как запрессованные ролики солнечного колеса не имеют прокрутки в момент сопряжения с сателлитом, то происходят потери КПД из-за трения хотя и при небольших относительных скоростях скольжения. Именно поэтому редукторы такого типа под нагрузкой заметно нагреваются, происходит износ самых сложных элементов редуктора и нарастание гистерезиса крутильной жесткости. Несмотря на имеющиеся технические решения по выборке зазоров в редукторах типа твинспин, производить такую операцию без специального оборудования не представляется возможным.
Многоэлементность редукторов этого типа, где число важных деталей с микронной точностью измеряется десятками штук, так же является существенным препятствием для более широкого их применения по экономическим причинам и не ремонтопригодности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой циклоидной передаче является планетарная передача по патенту РФ №2124661, МПК F16H 13/08, содержащая корпус, внутри которого установлено водило с радиально расположенными отверстиями, тела качения, выполненные в виде одинаковых колец, которые изнутри поджаты к кривошипу роликами, расположенными в радиально расположенных отверстиях водила и жестко закрепленными на несущем элементе, входной вал и выходной вал, жестко соединенный с водилом, кулачок, охватывающий тела качения и кривошип. Она работает по принципу планетарной передачи с телами качения без зубчатого зацепления, где источником движения является кривошип, фрикционно связанный с сателлитами-кольцами, свободно установленными внутри неподвижного кулачка специального профиля математически рассчитанного для частного случая, силовое замыкание в которой обеспечивается водилом с роликами, контролирующими угловое положение колец.
При высокой точности и отсутствии износа за счет кинематических связей без скольжения, можно отметить недостаточную жесткость передачи из-за упругости колец и невозможности получения больших значений передаточных чисел редукторов, выполненных по такой схеме.
Технической задачей, решаемой данным изобретением является улучшение механических характеристик передачи (повышение крутильной жесткости и передаваемого момента), а также расширение технологических возможностей за счет большого числа передаточных отношений, реализуемых передачей.
Поставленная цель достигается тем, что циклоидная передача с телами качения, содержащая корпус, внутри которого установлено водило с радиально расположенными отверстиями, тела качения, входной вал и выходной вал, жестко соединенный с водилом, снабжена опорными элементами, установленными с возможностью вращения на осях, радиально расположенных и жестко закрепленных в корпусе, подшипником, установленным на входном валу, и элементом силового замыкания в виде диска, закрепленного на упомянутом подшипнике. Входной вал выполнен в виде кривошипного вала, опорные элементы выполнены в виде роликов, а тела качения - в виде цилиндров, размещенных в радиальных отверстиях водила с возможностью обкатки по их внутренним поверхностям и одновременного контакта с наружной поверхностью элемента силового замыкания и с опорными элементами. Водило выполнено из двух жестко связанных между собой частей, в центре одной из которых закреплен выходной вал, а в центре другой выполнено отверстие, через который проходит входной вал, при этом элемент силового замыкания расположен между двумя частями водила, воспринимая реакции от всех тел качения.
На фиг.1 изображена циклоидная передача с телами качения, в разрезе; на фиг.2 - кинематическая схема по сечению A-A на фиг.1; на фиг.3 - план сил одной группы взаимодействующих тел; на фиг.4 - расчетная схема геометрических параметров.
Циклоидная передача состоит из корпуса 1, несущего опорные элементы 2, расположенные на осях 3 с возможностью вращения, составного водила, выполненного из двух жестко связанных между собой частей, в центре одной 4 из которых закреплен выходной вал 5, а в центре другой 6 выполнено отверстие, через которое проходит входной вал 7, выполненный в виде кривошипного вала. Обе части составного водила 4 и 6 в сборе, образуя одно целое, имеют соосные отверстия 8, равномерно расположенные по окружности, причем центры этих отверстий расположены по диаметру Dц, по поверхностям которых могут обкатываться тела качения 9, находящиеся одновременно в контакте с элементом силового замыкания 10, закрепленным с помощью опорного подшипника 11 на кривошипном валу 7, и опорными элементами 2. Элемент силового замыкания 10 размещен между частями 4 и 6 составного водила.
Основные параметры передачи выражаются следующим образом:
передаточное число определяется отношением:
i=ω2/0/ω3/0,
где i - передаточное число;
ω2/0 - угловая скорость кривошипного вала;
ω3/0 - угловая скорость системы тел качения, образующих сателлит,
или
i=nт.к./(nт.к.-no),
где i - передаточное число;
nт.к. - число тел качения,
no - число опорных элементов,
из чего следует, что передаточное число возрастает с увеличением числа опорных элементов.
Угловой ход выходного вала за один оборот кривошипного вала равен 360°/nт.к.
Связь диаметра тел качения и отверстия водила:
Dо.в.-dт.к.=2е,
где Do.в. - диаметр отверстия водила,
dт к. - диаметр тела качения,
е - эксцентриситет кривошипного вала.
Максимальное количество отверстий водила (фиг.1):
n=π×Dц/Do.в.,
где Dц - диаметр расположения центров отверстий водила,
Do.в. - диаметр расположения отверстий водила,
фактически меньше на 2÷3 отверстия для обеспечения несущей перемычки.
Радиус элемента силового замыкания 10 (фиг.4) определяется при заданном передаточном числе или угловом ходе, радиусах тел качения, опорных элементов:
Rз=ВО-R2-е,
где Rз - радиус замыкающего звена,
ВО - максимальное расстояние от центра передачи О для мгновенного центра тела качения (·)В определяется тригонометрическим методом,
R2 - радиус тел качения,
е - эксцентриситет кривошипного вала.
На фиг.4: R1 - радиус опорных элементов;
R4 - радиус расположения центров опорных элементов.
Циклоидная передача работает следующим образом.
При вращении кривошипного вала 7 элементу силового замыкания 10 передается через подшипник 11 плоскопараллельное перемещение, создающее силовое воздействие в радиальном направлении на группу тел 9 качения, кинематически связанных с составным водилом 4, 6 передающим вращение выходному валу 5. Так как элемент силового замыкания 10, не имея фрикционной связи с кривошипным валом 7, способен только повторять круговое вращение по радиусу, равному эксцентриситету, тела качения 9 соответственно воспринимают лишь радиальную составляющую сил, возникающих в точках контакта с элементом силового замыкания 10. В результате силового замыкания тел качения 9 с опорными элементами 2 корпуса 1 в местах сопряжения с отверстиями 8 составного водила 4, 6 возникает сила Fв, создающая вращающий момент, который складывается из отдельных составляющих сил, возникающих в каждой группе контактирующих элементов. Из схемы циклоидной передачи видно, что при вращении элемента силового замыкания 10 в любом направлении, в передаче момента задействованы не менее 50% тел качения 9. Остальные, находясь в силовом контакте, отслеживая вращение составного водила 4, 6, исключают появление зазоров и люфта и не допускают разрыва кинематической связи всех элементов системы. Линейная скорость любой точки контакта тел качения 9 строго одинакова за счет фрикционной связи с элементом силового замыкания 10, что обеспечивает плавность хода и отсутствие износа, а свободное вращение опорных элементов 2 на осях 3 корпуса 1 практически исключает потери на трение скольжения во всех кинематически связанных парах передачи.
Конструктивная простота всех узлов передачи гарантирует технологические преимущества при сохранении функциональных свойств подшипниковых циклоидных редукторов.
Claims (1)
- Циклоидная передача с телами качения, содержащая корпус, внутри которого установлено водило с радиально расположенными отверстиями, тела качения, входной вал и выходной вал, жестко соединенный с водилом, отличающаяся тем, что она снабжена опорными элементами, установленными с возможностью вращения на осях, радиально расположенных и жестко закрепленных в корпусе, подшипником, установленным на входном валу, и элементом силового замыкания в виде диска, который закреплен на упомянутом подшипнике, при этом входной вал выполнен в виде кривошипного вала, опорные элементы выполнены в виде роликов, а тела качения - в виде цилиндров, размещенных в радиальных отверстиях водила с возможностью обкатки по их внутренним поверхностям и одновременного контакта с наружной поверхностью элемента силового замыкания и с опорными элементами, причем водило выполнено из двух жестко связанных между собой частей, в центре одной из которых закреплен выходной вал, а в центре другой выполнено отверстие, через которое проходит входной вал, при этом элемент силового замыкания расположен между двумя частями водила, воспринимая реакции от всех тел качения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116161/11A RU2497030C1 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Циклоидная передача с телами качения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116161/11A RU2497030C1 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Циклоидная передача с телами качения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2497030C1 true RU2497030C1 (ru) | 2013-10-27 |
Family
ID=49446800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012116161/11A RU2497030C1 (ru) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Циклоидная передача с телами качения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2497030C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112105841A (zh) * | 2018-04-30 | 2020-12-18 | 聂克森集团公司 | 旋转变线性扭力传动装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE748250A (fr) * | 1970-03-31 | 1970-08-31 | Leeson Patrick G | Mecanisme de changement de vitesse, |
US5145468A (en) * | 1991-01-07 | 1992-09-08 | Compudrive Corporation | Adjustable cycloidal speed reducer |
RU2123627C1 (ru) * | 1995-09-12 | 1998-12-20 | Государственная ассоциация "Российский дом международного научно-технического сотрудничества" | Редуктор с циклоидальным зацеплением |
-
2012
- 2012-04-20 RU RU2012116161/11A patent/RU2497030C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE748250A (fr) * | 1970-03-31 | 1970-08-31 | Leeson Patrick G | Mecanisme de changement de vitesse, |
US5145468A (en) * | 1991-01-07 | 1992-09-08 | Compudrive Corporation | Adjustable cycloidal speed reducer |
RU2123627C1 (ru) * | 1995-09-12 | 1998-12-20 | Государственная ассоциация "Российский дом международного научно-технического сотрудничества" | Редуктор с циклоидальным зацеплением |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112105841A (zh) * | 2018-04-30 | 2020-12-18 | 聂克森集团公司 | 旋转变线性扭力传动装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8852048B2 (en) | Planetary harmonic differential transmission | |
JP5726372B2 (ja) | 動力伝達装置 | |
US10948048B2 (en) | Thickness-variable transmission structure for robot joint | |
WO2015156705A2 (en) | Transmission gear, roller reducer comprising the transmission gear, and method of assembly thereof | |
CN203939933U (zh) | 中空轴精密2k-v型减速机 | |
RU2497030C1 (ru) | Циклоидная передача с телами качения | |
RU164459U1 (ru) | Роликовинтовой редуктор | |
CN203686042U (zh) | 一种中空套式2k-v型精密减速机 | |
CN101225876A (zh) | 双矩作用轮系的方法及其装置 | |
EA016184B1 (ru) | Двухступенчатый планетарно-цевочный редуктор | |
RU2518136C2 (ru) | Способ преобразования возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах поршневого ротора во вращательное движение ротора и передаточный механизм | |
WO2020000303A1 (en) | Planetary gearbox and associated robot joint and robot | |
US20070042857A1 (en) | Geared-neutral bidirectional positively infinitely variable rotary motion transmission | |
RU2733447C1 (ru) | Двухступенчатый циклоидальный редуктор | |
CN110953308B (zh) | 齿圈偏心旋转无级变速法 | |
RU2674915C1 (ru) | Планетарная передача | |
RU2571313C1 (ru) | Редукторный электродвигатель | |
CN109185398B (zh) | 少齿差渐开线减速机构 | |
RU2153613C1 (ru) | Планетарный циклоидальный редуктор | |
RU2009138288A (ru) | Широкодиапазонный бесступенчатый привод (супервариатор) | |
RU2683128C1 (ru) | Редуктор трехступенчатый | |
EP1527290B1 (en) | Eccentric gearbox | |
WO2020238816A1 (zh) | 同位差动减速器 | |
JP3220154U6 (ja) | マルチクランクシャフトサイクロイドピン歯車減速機 | |
US2883882A (en) | Variable speed transmission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150421 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160420 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161101 |