RU2659356C1 - Harmonic (gear) drive - Google Patents

Harmonic (gear) drive Download PDF

Info

Publication number
RU2659356C1
RU2659356C1 RU2017104396A RU2017104396A RU2659356C1 RU 2659356 C1 RU2659356 C1 RU 2659356C1 RU 2017104396 A RU2017104396 A RU 2017104396A RU 2017104396 A RU2017104396 A RU 2017104396A RU 2659356 C1 RU2659356 C1 RU 2659356C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sprocket
teeth
roller chain
rollers
housing
Prior art date
Application number
RU2017104396A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Викторович Барис
Владимир Павлович Гилета
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
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 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Priority to RU2017104396A priority Critical patent/RU2659356C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2659356C1 publication Critical patent/RU2659356C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/30—Chain-wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/06—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with chains

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to the field of machine building, and more particularly to gearboxes or multipliers. Harmonic gear drive contains input and output shafts, multi-row roller chain, housing with teeth, sprocket for engaging with the roller chain rollers, and the waves generator. Chain contains links with hinges, which include rollers. Number of the sprocket teeth is equal to the number of roller chain links. Waves generator is made with two cams, and the sprocket is made as the bilateral sprocket. Waves generator cams and the sprocket crowns are arranged symmetrically relative to the housing teeth. Sprocket crowns teeth are made identical and their vertices are rigidly connected by the bushing.
EFFECT: enabling increase in the loading capacity.
1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве редуктора или мультипликатора.The present invention relates to mechanical engineering and can be used as a gearbox or multiplier.

Известна цепная волновая передача (а.с. №1539431, «Волновая передача», МКИ F16H 1/00, опубл. 30.01.1990 г.), включающая корпус с колесом с внутренними зубьями, входной вал с генератором волн, выходной вал с диском и подвижное устройство, выполненное в виде пальцев, установленных в пазах диска и объединенных пластинами.Known chain wave transmission (AS No. 1539431, "Wave transmission", MKI F16H 1/00, publ. 01/30/1990), comprising a housing with a wheel with internal teeth, the input shaft with a wave generator, the output shaft with a disk and a movable device made in the form of fingers installed in the grooves of the disk and connected by plates.

В известной волновой передаче каждый палец передает нагрузку своим свободным концом одному из пазов диска выходного вала. В результате на палец действует момент, стремящийся повернуть его относительно оси передачи. Повороту препятствуют шайбы, взаимодействующие с торцами пальцев. Ввиду того что торцевые поверхности незначительны, при росте нагрузки будет происходить заклинивание пальцев между шайбами. Таким образом, основным недостатком известной волновой передачи является низкая нагрузочная способность.In the known wave transmission, each finger transfers the load with its free end to one of the grooves of the output shaft disk. As a result, a moment acts on the finger, tending to rotate it about the transmission axis. Turning is prevented by washers interacting with the ends of the fingers. Due to the fact that the end surfaces are insignificant, when the load increases, fingers will jam between the washers. Thus, the main disadvantage of the known wave transmission is the low load capacity.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению (прототип) является волновая передача (Сычев А.А. Создание и исследование волновых передач с гибким колесом в виде стандартной многорядной роликовой цепи. Автореферат. Пермь, ПЛИ. 1972, с. 41), включающая входной и выходной валы, многорядную роликовую цепь, содержащую звенья с шарнирами, в состав которых входят втулки и расположенные на них ролики, число которых в одном шарнире соответствует рядности роликовой цепи, корпус с зубьями для зацепления с роликами нескольких рядов роликовой цепи и подвижную звездочку для зацепления с крайним рядом роликов роликовой цепи, при этом число зубьев звездочки равно числу звеньев роликовой цепи, а также генератор волн в виде двух эксцентрично расположенных на входном валу дисков.Closest to the proposed technical solution (prototype) is wave transmission (Sychev A. A. Creation and study of wave transmissions with a flexible wheel in the form of a standard multi-row roller chain. Abstract. Perm, PLI. 1972, p. 41), including input and output shafts, a multi-row roller chain containing links with hinges, which include bushings and rollers located on them, the number of which in one hinge corresponds to the row of the roller chain, a housing with teeth for engagement with the rollers of several rows of the roller chain and a movable sprocket for engagement with the extreme row of rollers of the roller chain, while the number of teeth of the sprocket is equal to the number of links of the roller chain, as well as a wave generator in the form of two disks eccentrically located on the input shaft.

Это техническое решение имеет низкую нагрузочную способность, что объясняется следующим.This technical solution has a low load capacity, which is explained by the following.

Во-первых, звездочка взаимодействует с крайним рядом роликов многорядной роликовой цепи. Такая нагрузка на шарниры роликовой цепи является консольной, поэтому при обязательном наличии зазоров между подвижными элементами шарниров (роликами, втулками и валиками) возникает перекос роликовой цепи и уменьшение пятна контакта между роликами роликовой цепи и зубьями корпуса, а также зубьями звездочки, снижая нагрузочную способность волновой передачи.Firstly, the sprocket interacts with the extreme row of rollers of the multi-row roller chain. Such a load on the hinges of the roller chain is cantilever, therefore, if there are mandatory gaps between the movable elements of the hinges (rollers, bushings and rollers), the skew of the roller chain occurs and the contact spot between the rollers of the roller chain and the teeth of the housing, as well as the teeth of the sprocket, reduces the load capacity of the wave transmission.

Во-вторых, ролики роликовой цепи в известном техническом решении взаимодействуют одновременно с зубьями корпуса и дисками генератора волн. Следовательно, на ролики и шарниры роликовой цепи действует двойная нагрузка, снижая нагрузочную способность волновой передачи.Secondly, the rollers of the roller chain in a known technical solution interact simultaneously with the teeth of the housing and the disks of the wave generator. Therefore, double loading acts on the rollers and hinges of the roller chain, reducing the loading ability of the wave transmission.

В-третьих, смещенное по оси волновой передачи положение дисков генератора волн создает неодинаковые условия нагружения роликовой цепи в зонах зацепления и неуравновешенную нагрузку генератора волн, что увеличивает динамические нагрузки на роликовую цепь и генератор волн и тем самым снижает нагрузочную способность волновой передачи.Thirdly, the position of the wave generator disks displaced along the axis of the wave transmission creates unequal conditions for loading the roller chain in the engagement zones and the unbalanced load of the wave generator, which increases the dynamic loads on the roller chain and the wave generator and thereby reduces the load carrying capacity of the wave transmission.

Задачей (техническим результатом) является повышение нагрузочной способности волновой передачи.The objective (technical result) is to increase the load capacity of the wave transmission.

Поставленная задача достигается тем, что в волновой передаче, включающей входной и выходной валы, многорядную роликовую цепь, содержащую звенья с шарнирами, в состав которых входят ролики, корпус с зубьями и звездочку для зацепления с роликами роликовой цепи, при этом число зубьев звездочки равно числу звеньев роликовой цепи, а также генератор волн, в которой генератор волн выполнен двухкулачковым, а звездочка выполнена двухвенцовой, при этом кулачки генератора волн и венцы звездочки расположены симметрично относительно зубьев корпуса, причем зубья венцов звездочки выполнены одинаковыми и их вершины жестко соединены втулкой.The problem is achieved in that in the wave transmission, including the input and output shafts, a multi-row roller chain containing links with hinges, which include rollers, a housing with teeth and an asterisk for engagement with the rollers of the roller chain, while the number of teeth of the sprocket is equal to the number links of the roller chain, as well as a wave generator, in which the wave generator is made of two-cam, and the sprocket is made of two-crown, while the cams of the wave generator and the sprocket crowns are located symmetrically with respect to the teeth of the housing, Rich sprocket teeth rims are identical and their top sleeve are rigidly connected.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена волновая передача (продольный разрез), на фиг. 2 показано взаимное расположение роликов роликовой цепи и зубьев корпуса (сечение по А-А), на фиг. 3 иллюстрируется взаимное расположение роликов роликовой цепи и зубьев звездочки (сечение по Б-Б).The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a wave transmission (longitudinal section), in FIG. 2 shows the relative position of the rollers of the roller chain and the teeth of the housing (section AA), in FIG. 3 illustrates the relative position of the roller chain rollers and the sprocket teeth (BB section).

Волновая передача (фиг. 1) включает корпус 1 с зубьями. В корпусе 1 размещен входной вал 2 с установленным на нем генератором волн 3, выполненным двухкулачковым. Выходной вал 4 также размещен в корпусе 1 и снабжен звездочкой 5, имеющей два венца. Вершины зубьев обоих венцов звездочки 5 жестко соединены между собой втулкой 6 (фиг. 1, 2 и 3). Ролики роликовой цепи 7 взаимодействуют с двумя кулачками генератора волн 3 (фиг. 1) зубьями корпуса 1 (фиг. 2) и зубьями венцов звездочки 5 (фиг. 3).The wave transmission (Fig. 1) includes a housing 1 with teeth. In the housing 1 there is an input shaft 2 with a wave generator 3 mounted on it, made by a two-jaw. The output shaft 4 is also located in the housing 1 and is equipped with an asterisk 5 having two crowns. The tops of the teeth of both crowns of the sprocket 5 are rigidly interconnected by a sleeve 6 (Fig. 1, 2 and 3). The rollers of the roller chain 7 interact with the two cams of the wave generator 3 (Fig. 1) with the teeth of the housing 1 (Fig. 2) and the teeth of the crown of the sprocket 5 (Fig. 3).

Предлагаемая волновая передача работает следующим образом.The proposed wave transmission operates as follows.

Вращение установленного в неподвижном корпусе 1 (фиг. 1) входного вала 2 передается установленному на нем двухкулачковому генератору волн 3. Кулачки генератора волн 3 воздействуют на ролики крайних рядов роликовой цепи 7, заставляя звенья роликовой цепи 7 совершать перемещения в радиальном направлении относительно оси волновой передачи. Во время радиального перемещения звеньев роликовой цепи 7 ее ролики входят в зацепление с зубьями корпуса 1 (фиг. 2) и зубьями венцов звездочки 5 (фиг. 3). При этом происходит поворот зубьев звездочки 5 относительно зубьев неподвижного корпуса 1 (фиг. 1). Вращение звездочки 5 передается выходному валу 4, на котором она установлена.The rotation of the input shaft 2 installed in the stationary housing 1 (Fig. 1) is transmitted to the two-cam wave generator 3 installed on it. The cams of the wave generator 3 act on the rollers of the extreme rows of the roller chain 7, forcing the links of the roller chain 7 to move radially relative to the axis of the wave transmission . During the radial movement of the links of the roller chain 7, its rollers engage with the teeth of the housing 1 (Fig. 2) and the teeth of the crown of the sprocket 5 (Fig. 3). When this occurs, the rotation of the teeth of the sprocket 5 relative to the teeth of the stationary housing 1 (Fig. 1). The rotation of the sprocket 5 is transmitted to the output shaft 4 on which it is mounted.

Во время работы волновой передачи ролики роликовой цепи 7 (фиг. 3) совершают движения в замкнутых областях, ограниченных впадинами зубьев венцов звездочки 5 и внешней цилиндрической поверхностью втулки 6.During operation of the wave transmission, the rollers of the roller chain 7 (Fig. 3) make movements in closed areas bounded by the tooth cavities of the sprocket crown 5 and the outer cylindrical surface of the sleeve 6.

Выполнение в предлагаемой волновой передаче генератора волн 3 (фиг. 1) двухкулачковым и звездочки 5 двухвенцовой, кулачки и венцы которых расположены симметрично относительно зубьев корпуса 1, обеспечивают отсутствие консольности нагружения роликов и шарниров роликовой цепи 7 относительно зубьев корпуса 1. Указанные особенности выполнения генератора волн 3 и звездочки 5 служат предпосылкой работы роликовой цепи 7 без перекосов, что увеличивает пятно контакта в зоне взаимодействия зубьев корпуса 1 и звездочки 5 с роликами роликовой цепи 7 и повышает нагрузочную способность волновой передачи.The implementation in the proposed wave transmission of the wave generator 3 (Fig. 1) two-cam and sprockets 5 double-crowned, the cams and rims of which are located symmetrically with respect to the teeth of the housing 1, ensure that the rollers and hinges of the roller chain 7 are not cantilevered with respect to the teeth of the housing 1. These features of the wave generator 3 and sprockets 5 serve as a prerequisite for the work of the roller chain 7 without distortions, which increases the contact spot in the zone of interaction of the teeth of the housing 1 and the sprocket 5 with the rollers of the roller chain 7 and p Increases the load capacity of wave transmission.

При кулачковой форме генератора волн 3 (фиг. 1) имеет место постоянство контакта боковой поверхности кулачка с роликовой цепью 7, что снижает действующие на нее динамические нагрузки, повышая тем самым нагрузочную способность волновой передачи.When the cam shape of the wave generator 3 (Fig. 1) there is a constant contact of the side surface of the cam with the roller chain 7, which reduces the dynamic loads acting on it, thereby increasing the load capacity of the wave transmission.

Кроме этого выполнение звездочки 5 (фиг. 1) двухвенцовой исключает силовое замыкание роликов роликовой цепи 7 между зубьями венцов звездочки 5 и зубьями корпуса 1, что снижает нагрузку на ролики и перекос шарниров роликовой цепи 7 при работе волновой передачи и тем самым увеличивает ее нагрузочную способность.In addition, the execution of the sprocket 5 (Fig. 1) of the two-shaft eliminates the power short circuit of the rollers of the roller chain 7 between the teeth of the sprocket of the sprocket 5 and the teeth of the housing 1, which reduces the load on the rollers and the misalignment of the hinges of the roller chain 7 during operation of the wave transmission and thereby increase its load capacity .

Выполнение зубьев двух венцов звездочки 5 (фиг. 1) одинаковыми и жесткое соединение их вершин втулкой 6 (фиг. 1, 2 и 3) исключают неравномерность нагрузки роликовой цепи 7 и возможность поворота осей ее роликов и шарниров относительно продольной оси волновой передачи, что увеличивает нагрузочную способность волновой передачи.The teeth of the two crowns of the sprocket 5 (Fig. 1) are identical and the rigid connection of their vertices by the sleeve 6 (Figs. 1, 2 and 3) eliminates the uneven load of the roller chain 7 and the possibility of rotation of the axes of its rollers and hinges relative to the longitudinal axis of the wave transmission, which increases loading ability of wave transmission.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает повышение нагрузочной способности волновой передачи.Thus, the proposed technical solution provides an increase in the loading ability of the wave transmission.

Claims (1)

Волновая передача, включающая входной и выходной валы, многорядную роликовую цепь, содержащую звенья с шарнирами, в состав которых входят ролики, корпус с зубьями и звездочку для зацепления с роликами роликовой цепи, при этом число зубьев звездочки равно числу звеньев роликовой цепи, а также генератор волн, отличающаяся тем, что генератор волн выполнен двухкулачковым, а звездочка выполнена двухвенцовой, при этом кулачки генератора волн и венцы звездочки расположены симметрично относительно зубьев корпуса, причем зубья венцов звездочки выполнены одинаковыми и их вершины жестко соединены втулкой.A wave transmission, including input and output shafts, a multi-row roller chain containing links with hinges, which include rollers, a housing with teeth and an asterisk for engagement with roller chain rollers, while the number of teeth of the sprocket is equal to the number of links of the roller chain, as well as a generator waves, characterized in that the wave generator is made of two-cam, and the sprocket is made of two-crowned, while the cams of the wave generator and the sprocket crowns are located symmetrically relative to the teeth of the housing, and the teeth of the sprocket crowns in are identical and their vertices are rigidly connected by a sleeve.
RU2017104396A 2017-02-09 2017-02-09 Harmonic (gear) drive RU2659356C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104396A RU2659356C1 (en) 2017-02-09 2017-02-09 Harmonic (gear) drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104396A RU2659356C1 (en) 2017-02-09 2017-02-09 Harmonic (gear) drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2659356C1 true RU2659356C1 (en) 2018-06-29

Family

ID=62815350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104396A RU2659356C1 (en) 2017-02-09 2017-02-09 Harmonic (gear) drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2659356C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786902C1 (en) * 2022-10-14 2022-12-26 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Transmission

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4023440A (en) * 1974-08-02 1977-05-17 Precision Mechanical Developments Ltd. Motion transmitting devices
US4526064A (en) * 1980-04-02 1985-07-02 Quadrant Drive B.V. Motion transmitting devices
SU1173096A1 (en) * 1983-01-11 1985-08-15 МВТУ им.Н.Э.Баумана Wave gearing
RU2183294C1 (en) * 2000-11-23 2002-06-10 Южно-Уральский государственный университет Chain wavy transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4023440A (en) * 1974-08-02 1977-05-17 Precision Mechanical Developments Ltd. Motion transmitting devices
US4526064A (en) * 1980-04-02 1985-07-02 Quadrant Drive B.V. Motion transmitting devices
SU1173096A1 (en) * 1983-01-11 1985-08-15 МВТУ им.Н.Э.Баумана Wave gearing
RU2183294C1 (en) * 2000-11-23 2002-06-10 Южно-Уральский государственный университет Chain wavy transmission

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786902C1 (en) * 2022-10-14 2022-12-26 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Transmission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2460920C2 (en) Coaxial transmission, particularly, transmission with hollow shaft for industrial drives
US8313412B2 (en) Gear assembly with asymmetric flex pin
US3789700A (en) Positive drive roller planetary wave generator
US7086304B2 (en) Roller cam assembly
EP0037287A2 (en) Motion-transmitting devices and toothed wheels for use therein
RU2659356C1 (en) Harmonic (gear) drive
US3216273A (en) Power transmitting means
US20200166105A1 (en) Chain drive mechanism
JP2005330990A (en) Reduction gear
RU2688570C1 (en) Electric drive with planetary reduction gear
RU2491455C1 (en) Harmonic drive with sprags
EP3322917B1 (en) Rotational speed reducer
US12007023B2 (en) Belt for continuously variable transmission
RU2283975C1 (en) Redundant electric drive
RU2455542C1 (en) Chain transmission
RU2029167C1 (en) Transmission with intermediate links
RU2730293C1 (en) Transmission
RU2714990C1 (en) Planetary reduction gear
RU2708127C1 (en) Continuously variable mechanical transmission
RU2725435C1 (en) Planetary reduction gear
RU2725323C1 (en) Cycloidal gear reducer
US10428914B2 (en) Continuously variable transmission
RU2674915C1 (en) Planetary gear
RU156329U1 (en) DEVICE FOR CONVERTING ROTARY MOTION TO PURPOSE MOVEMENT
EP0014784B1 (en) Motion transmitting device