RU74180U1

RU74180U1 - BALL PLANETARY TRANSMISSION

Info

Publication number: RU74180U1
Application number: RU2008100799/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Ромашев; Александр Анатольевич Баськов; Владимир Валерьевич Беломыцев
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2008-06-20

Abstract

Предлагаемое техническое решение - полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к передачам для вращательного движения с изменением его скорости посредством цепочки шариков и специальных дорожек качения и может быть использовано в приводах машин и механизмов самого широкого назначения.Предлагаемая передача состоит из входного элемента, расположенного на подшипнике качения и выполненного в виде наружного эксцентрика. Входной и выходной диски являются корпусом передачи. Входной диск выполнен с замкнутыми канавками, равномерно расположенными по окружности на его торцевой поверхности, обращенной к выходному диску. В свою очередь выходной диск имеет на своей торцевой поверхности периодическую дорожку, число периодов которой отличается от числа канавок. В каждой канавке помещен шарик, взаимодействующий с дорожкой качения на входном диске и с боковой поверхностью эксцентрика. Каждая из канавок на входном диске выполнена замкнутой в виде кольца и имеет клинообразную форму поперечного сечения. Аналогичную форму поперечного сечения имеет и дорожка качения на выходном диске.Технический результат - обеспечение равномерного движения шариков и снижение контактных напряжений в передаче, а также упрощено изготовление такой передачи.The proposed technical solution - a utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, to gears for rotational motion with a change in its speed through a chain of balls and special raceways and can be used in drives of machines and mechanisms of the broadest purpose. The proposed gear consists of an input element, located on the rolling bearing and made in the form of an external eccentric. The input and output disks are the transmission housing. The input disk is made with closed grooves evenly spaced around the circumference on its end surface facing the output disk. In turn, the output disk has a periodic track on its end surface, the number of periods of which differs from the number of grooves. A ball is placed in each groove interacting with the raceway on the input disk and with the side surface of the cam. Each of the grooves on the input disk is made closed in the form of a ring and has a wedge-shaped cross-sectional shape. The raceway on the output disk has a similar cross-sectional shape. The technical result is to ensure uniform movement of the balls and reduce contact stresses in the transmission, and the manufacture of such a transmission is simplified.

Description

Предлагаемое техническое решение - полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к передачам для вращательного движения с изменением его скорости посредством цепочки шариков и специальных дорожек качения и может быть использовано в приводах машин и механизмов самого широкого назначения.The proposed technical solution - a utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, to gears for rotational movement with a change in its speed through a chain of balls and special raceways and can be used in drives of machines and mechanisms of the most widespread use.

Существует планетарная передача [1], содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, тела качения и трехзвенный передающий узел. Каждое из звеньев имеет замкнутую периодическую канавку, взаимодействующую с телами качения.There is a planetary gear [1], comprising a housing, drive and driven shafts, rolling elements and a three-link transmitting unit. Each of the links has a closed periodic groove interacting with rolling bodies.

Недостатком таких передач является то, что шарики при движении в канавках подвергают их повышенному износу из-за неточности формы канавок и, как следствие, больших контактных напряжений. Под неточностью формы канавок имеется в виду то, что размеры профиля канавки не могут идеально соответствовать размерам тел качения, причем последние, всегда меньше.The disadvantage of such gears is that the balls, when moving in grooves, subject them to increased wear due to inaccurate groove shapes and, as a result, large contact stresses. By inaccuracy in the shape of the grooves, it is meant that the dimensions of the groove profile cannot ideally match the dimensions of the rolling bodies, the latter being always smaller.

Известна синусношариковая передача [2], содержащая цилиндрический корпус с замкнутой синусоидальной канавкой на внутренней поверхности, ведущий вал с замкнутой синусоидальной канавкой на наружной поверхности, ведомый вал в виде втулки с продольными сквозными прорезями и размещенные в последних шарики. Синусоидальные канавки корпуса и ведущего вала имеют в нормальном сечении форму равнобочной трапеции.Known sine-ball transmission [2], containing a cylindrical body with a closed sinusoidal groove on the inner surface, a drive shaft with a closed sinusoidal groove on the outer surface, a driven shaft in the form of a sleeve with longitudinal through slots and placed in the last balls. The sinusoidal grooves of the housing and the drive shaft are in the normal section in the form of an isosceles trapezoid.

Трапециидальная форма канавок указанной передачи не может обеспечить равномерность движения шариков из-за постоянного перекатывания шарика между стенками канавок, вследствие чего меняется площадь контакта и величина контактных напряжений.The trapezoidal shape of the grooves of the specified gear cannot ensure uniform movement of the balls due to the constant rolling of the ball between the walls of the grooves, as a result of which the contact area and the magnitude of the contact stresses change.

Наиболее близкой по конструкции передачей является передача [3 - прототип], состоящая из дискового входного элемента, расположенного на эксцентрике входного вала с возможностью свободного вращения. Входной элемент выполнен в виде плавающей шайбы. Один из дисков является корпусом передачи и выполнен с замкнутыми тороидальными канавками, равномерно расположенными по окружности на его торцевой поверхности, обращенной к выходному диску. В свою очередь выходной диск имеет на своей торцевой поверхности периодическую дорожку, число периодов которой отличается от числа канавок. В каждой канавке размещен шарик, взаимодействующий с дорожкой качения на выходном диске и с боковой поверхностью плавающей шайбы. Каждая из канавок на диске образована вращением окружности, радиус которой равен радиусу шарика, вокруг оси, расположенной на расстоянии, равном эксцентриситету е передачи.The closest transmission in design is the transmission [3 - prototype], consisting of a disk input element located on the cam of the input shaft with the possibility of free rotation. The input element is made in the form of a floating washer. One of the disks is a transmission housing and is made with closed toroidal grooves evenly spaced around a circle on its end surface facing the output disk. In turn, the output disk has a periodic track on its end surface, the number of periods of which differs from the number of grooves. In each groove there is a ball interacting with the raceway on the output disk and with the side surface of the floating washer. Each of the grooves on the disk is formed by the rotation of a circle whose radius is equal to the radius of the ball around an axis located at a distance equal to the eccentricity e of the transmission.

Шарики, взаимодействующие с дорожками качения, всегда имеют размеры меньшие, чем размеры профиля этих дорожек, иначе шарики туда просто не поместятся. В таком случае каждый шарик катится в дорожке по одной линии и контакт шарика и дисков осуществляется практически в точке. При малой площади контакта наличие больших контактных напряжений обычная ситуация. Для передач рассматриваемого вида данная проблема решается увеличением числа тел качения. В предлагаемом техническом решении снижение и стабилизация величины контактных напряжений обеспечивается изменением формы поперечного сечения дорожек качения.Balls interacting with raceways always have dimensions smaller than the profile dimensions of these tracks, otherwise the balls simply will not fit there. In this case, each ball rolls in the track along one line and the contact of the ball and disks is carried out almost at a point. With a small contact area, the presence of large contact stresses is a common situation. For gears of the type under consideration, this problem is solved by increasing the number of rolling bodies. In the proposed technical solution, the reduction and stabilization of the magnitude of contact stresses is provided by changing the shape of the cross section of the raceways.

Предлагаемое техническое решение представлено на фиг.1, 2, 3.The proposed technical solution is presented in figure 1, 2, 3.

Предлагаемая передача состоит из входного элемента 1, расположенного на подшипнике качения 4. Элемент 1 выполнен в виде наружного эксцентрика. Такая конструкция входного элемента обеспечивает возможность организации непосредственно на нем рабочей поверхности для восприятия передаваемого The proposed transmission consists of an input element 1 located on the rolling bearing 4. Element 1 is made in the form of an external eccentric. This design of the input element provides the ability to organize directly on it a working surface for the perception of the transmitted

крутящего момента, например, в виде зубчатого венца или ручьев шкива. Диски 5 и 7 являются корпусом передачи. Диск 7 выполнен с замкнутыми канавками 6, равномерно расположенными по окружности на его торцевой поверхности, обращенной к выходному диску 5. В свою очередь выходной диск 5 имеет на своей торцевой поверхности периодическую дорожку 8, число периодов которой отличается от числа канавок 6. В каждой канавке 6 помещен шарик 9, взаимодействующий с дорожкой качения 8 на диске 5 и с боковой поверхностью 10 эксцентрика 1. Каждая из канавок 6 на диске 7 выполнена замкнутой в виде кольца и имеет клинообразную форму поперечного сечения. Аналогичную форму поперечного сечения имеет и дорожка качения 8 на диске 5. На фиг.3 представлена форма канавки 6 в сечении. Следует отметить, что в приведенном в описании варианте - прерывистые, разнесенные по окружности канавки 6 выполнены в корпусном диске 7, но с одинаковым результатом они могут быть выполнены и на выходном диске 5, т.е. опорный и выходной диски можно менять местами.torque, for example, in the form of a ring gear or pulley streams. Drives 5 and 7 are the transmission housing. The disk 7 is made with closed grooves 6, evenly spaced around the circumference on its end surface facing the output disk 5. In turn, the output disk 5 has a periodic track 8 on its end surface, the number of periods of which differs from the number of grooves 6. In each groove 6, a ball 9 is placed, interacting with the raceway 8 on the disk 5 and with the side surface 10 of the eccentric 1. Each of the grooves 6 on the disk 7 is made closed in the form of a ring and has a wedge-shaped cross section. The raceway 8 on the disk 5 has a similar cross-sectional shape. Figure 3 shows the shape of the groove 6 in cross section. It should be noted that in the embodiment described in the description, intermittent grooves 6 spaced around the circumference are made in the housing disk 7, but with the same result, they can also be performed on the output disk 5, i.e. reference and output disks can be interchanged.

Устройство работает следующим образом. При вращении наружного эксцентрика 1 он своей боковой поверхностью 10 воздействует на шарики 9, помещенные в канавки 6, вызывая их качение в этих канавках 6. Шарики, обкатываясь по замкнутым канавкам 6, воздействуют на стенки дорожки 8, приводя в движение диск 5. При этом вся цепочка шариков совершает плоскопараллельное планетарное движение, т.е. отсутствует радиальная пульсация шариков. Отсутствие пульсаций уменьшает биения шариков и износ дорожек, увеличивая срок службы передачи. В дорожках с клинообразной формой поперечного сечения каждый шарик катится в дорожке не по одной линии, а по двум и постоянный контакт шарика и дисков осуществляется как минимум в двух точках.The device operates as follows. When the outer eccentric 1 rotates, it acts on the balls 9 placed in the grooves 6 with its lateral surface 10, causing them to roll in these grooves 6. The balls, rolling around the closed grooves 6, act on the walls of the track 8, setting the disk 5 in motion. the entire chain of balls performs plane-parallel planetary motion, i.e. no radial pulsation of the balls. Lack of ripple reduces ball runout and track wear, increasing transmission life. In tracks with a wedge-shaped cross-sectional shape, each ball rolls in the track not in one line, but in two, and the constant contact of the ball and disks is carried out at least at two points.

Предлагаемое техническое решение - шариковая планетарная передача - обеспечивает снижение и стабилизацию контактных напряжений. Кроме того, The proposed technical solution - ball planetary gear - provides reduction and stabilization of contact stresses. Besides,

упрощено изготовление такой передачи, поскольку выполнить клинообразную форму замкнутых канавок проще, чем их тороидальную форму, а также отсутствует плавающая шайба. Данное техническое решение применяется в Бийском технологическом институте (филиале) АлтГТУ на кафедре металлорежущих станков и инструментов при проведении конструктивной модернизации трансмиссии переднеприводного автомобиля (на примере автомобилей ВАЗ десятого семейства).the manufacture of such a transfer is simplified, since it is easier to make a wedge-shaped shape of closed grooves than their toroidal shape, and there is also no floating washer. This technical solution is applied at the Biysk Technological Institute (branch) of Altai State Technical University at the Department of Metal-cutting Machine Tools and Instruments during the constructive modernization of the front-wheel drive vehicle transmission (using the example of VAZ cars of the tenth family).

Источники информации:Information sources:

1. Авторское свидетельство SU, 1276869, 1985 г.1. Copyright certificate SU, 1276869, 1985

2. Авторское свидетельство SU, 1350417, 1985 г.2. Copyright certificate SU, 1350417, 1985

3. Патент RU, 2253776, 2003 г.3. Patent RU, 2253776, 2003.

Claims

A ball planetary gear comprising an input link and two coaxial links: a support link associated with the housing and an output link associated with the output shaft, in which the links interact with each other via a chain of balls located in the periodic raceways on the respective surfaces of the coaxial links facing each other moreover, one of the tracks is closed, and the other is discontinuous, consisting of grooves uniformly spaced around the circumference, characterized in that the input link is made in the form of an external eccentric ka, and each of the closed uniformly spaced grooves and the periodic track are made with a wedge-shaped cross-sectional shape, as well as the absence of a floating washer.