RU85962U1

RU85962U1 - WORM-GEAR

Info

Publication number: RU85962U1
Application number: RU2009115153/22U
Authority: RU
Inventors: Герман Николаевич Гладышев; Юрий Германович Гладышев; Дмитрий Владимирович Ермаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс"
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2009-08-20

Abstract

Червячная передача, включающая червяк и червячное колесо, отличающаяся тем, что червяк выполнен в виде цилиндра с винтовой ребордой на его наружной поверхности, и червячное колесо, содержащее два соосных диска, один из которых основной, жестко связан с выходным валом передачи, а другой вспомогательный с возможностью вращения вокруг оси основного диска с закрепленными на боковых поверхностях обоих дисков роликами сферического профиля, установленными на шарикоподшипниках, причем диски стянуты между собой упругими элементами, за счет усилий которых соседние ролики обоих дисков прижимаются к противоположным сторонам винтовой реборды, обеспечивая отсутствие люфтов выходного вала передачи.A worm gear, including a worm and a worm wheel, characterized in that the worm is made in the form of a cylinder with a screw flange on its outer surface, and a worm wheel containing two coaxial disks, one of which is the main one, is rigidly connected to the output shaft of the transmission, and the other is auxiliary with the possibility of rotation around the axis of the main disk with spherical rollers mounted on ball bearings mounted on the lateral surfaces of both disks, the disks being pulled together by elastic elements, due to which adjacent rollers of both disks are pressed against the opposite sides of the screw flange, ensuring the absence of backlash of the output shaft of the transmission.

Description

Полезная модель относится к червячным передачам и может быть использована в редукторных приводах, применяемых в авиационной, космической технике, приборостроении и общем машиностроении.The utility model relates to worm gears and can be used in gear drives used in aviation, space technology, instrument engineering and general engineering.

В приводах вращения рамки подвеса гиростабилизаторов, применяемых в системах ориентации и стабилизации космических аппаратов, используются прецизионно-силовые редукторы, к которым предъявляются жесткие требования по обеспечению самоторможения, отсутствию люфта и обеспечению длительного ресурса работы (не менее 1,5·10⁵ часов). Создание самоторможения в редукторе можно достичь применением червячной передачи. Но классическая червячная передача не может быть использована в связи с тем, что в соотвествии с нормами стандарта [1] она имеет люфт и не обеспечивает требуемый ресурс работы из-за износа зубьев, поскольку в контактной зоне имеется трение скольжения.The gyro stabilizer suspension rotation drives used in spacecraft orientation and stabilization systems use precision power reducers, which are subject to stringent requirements to ensure self-braking, no backlash and long life (at least 1.5 · 10 ⁵ hours). Creating self-braking in the gearbox can be achieved by using a worm gear. But the classic worm gear cannot be used due to the fact that in accordance with the norms of the standard [1] it has a backlash and does not provide the required service life due to wear of the teeth, since there is sliding friction in the contact zone.

Для увеличения ресурса и исключения трения скольжения предлагаются конструктивные модификации червячной передачи с трением качения в контактной зоне червяк - червячное колесо.To increase the resource and eliminate sliding friction, structural modifications of the worm gear with rolling friction in the contact area of the worm - worm wheel are proposed.

Известна червячная передача [2], включающая червяк и червячное колесо, отличающееся тем, что червячное колесо имеет зубья, выполненные в виде вращающихся роликов с эвольвентным профилем, с осью, которая посажена в шарикоподшипники, находящиеся в корпусе червяного колеса.A worm gear [2] is known, including a worm and a worm wheel, characterized in that the worm wheel has teeth made in the form of rotating rollers with an involute profile, with an axis that is seated in ball bearings located in the worm wheel housing.

Недостатком такой передачи является наличие боковых зазоров между роликами червячного колеса и червяком, так как для вращения ролика необходимо, чтобы он имел силовое взаимодействие одной стороной с зубом червяка, а другой, диаметрально противоположной, не касался соседнего зуба, то есть имелся зазор между роликом и зубом, называемым боковым зазором. Наличие бокового зазора приводит к люфту червячной передачи, что недопустимо в прецизионных редукторных приводах, в частности, приводах вращения рамки гиростабилизатора.The disadvantage of this transmission is the presence of lateral gaps between the rollers of the worm wheel and the worm, since for the rotation of the roller it is necessary that it has a force interaction on one side with the worm tooth and the other, diametrically opposite, not touch the adjacent tooth, i.e. there is a gap between the roller and tooth called lateral clearance. The presence of a lateral gap leads to a worm gear play, which is unacceptable in precision gear drives, in particular, gyro stabilizer rotation drives.

Предлагается червячная передача с отсутствием люфта выходного вала. На фигурах 1 и 2 схематично изображена конструкция этой передачи.A worm gear with no backlash of the output shaft is offered. In figures 1 and 2 schematically shows the design of this gear.

Передача содержит червяк 1, выполненный в виде цилиндра с винтовой ребордой на его наружной поверхности, червячное колесо, содержащее два соосных диска: основной 2, жестко связанный с выходным валом передачи и вспомогательный 3, установленный на основном и имеющий возможность вращаться относительно оси основного диска. Диски 2 и 3 стянуты между собой упругими элементами, например, цилиндрическими пружинами 4.The transmission contains a worm 1 made in the form of a cylinder with a screw flange on its outer surface, a worm wheel containing two coaxial disks: the main 2, rigidly connected to the output shaft of the transmission and the auxiliary 3, mounted on the main one and able to rotate relative to the axis of the main disk. The disks 2 and 3 are pulled together by elastic elements, for example, coil springs 4.

На боковой поверхности диска 2 установлены стойки 5, равномерно расположенные по окружности диаметром Д, и несущие ролики 6 со сферическим профилем на наружной поверхности, установленные на шарикоподшипниках 7. На боковой поверхности диска 3 установлены равномерно расположенные стойки 8, проходящие через пазы в диске 2, несущие ролики 6 со сферическим профилем на наружной поверхности, и установленные на шарикоподшипниках 7.On the side surface of the disk 2, there are racks 5, evenly spaced around the circumference with a diameter D, and bearing rollers 6 with a spherical profile on the outer surface, mounted on ball bearings 7. On the side surface of the disk 3 there are evenly spaced racks 8 passing through the grooves in the disk 2, bearing rollers 6 with a spherical profile on the outer surface, and mounted on ball bearings 7.

Под действием пружины 4 соседние ролики 6 дисков 2 и 3 прижимаются к противоположным сторонам винтовой реборды червяка.Under the action of the spring 4, the adjacent rollers 6 of the disks 2 and 3 are pressed against the opposite sides of the screw flange of the worm.

На фигуре 3 представлена 3D-модель предлагаемой червячной передачи.The figure 3 presents a 3D model of the proposed worm gear.

Передача работает следующим образом. При вращении червяка 1, его реборда продвигаясь между парой роликов 6 дисков 2 и 3, заставляет вращаться эти диски. При повороте на один оборот червяка его реборда плавно выходя из одной пары роликов и входя в другую пару роликов, тем самым создавая равномерное движение дисков и. следовательно, выходного вала передачи.The transfer works as follows. When the worm 1, its flange rotates, moving between a pair of rollers 6 of disks 2 and 3, makes these disks rotate. When turning one flange of the worm of its flange, smoothly leaving one pair of rollers and entering another pair of rollers, thereby creating a uniform movement of the disks and. therefore, the output shaft of the transmission.

Передаточное число предлагаемой передачи определяется по формуле:The gear ratio of the proposed transmission is determined by the formula:

где Д - диаметр окружности расположения роликов на дисках 2 и 3,where D is the diameter of the circumference of the location of the rollers on the disks 2 and 3,

t - шаг винтовой реборды червяка.t is the pitch of the screw flange.

Предлагаемая червячная передача является реверсивной: при изменении направления вращения червяка 1 на противоположное диски 2 и 3 также изменяют свое вращение на противоположное. При смене направления вращения сохраняется силовое взаимодействие роликов 6 дисков 2 и 3 с ребордой червяка 1 и тем самым обеспечивается безлюфтовость передачи.The proposed worm gear is reverse: when changing the direction of rotation of the worm 1 to the opposite, the disks 2 and 3 also change their rotation to the opposite. When changing the direction of rotation, the force interaction of the rollers 6 of the disks 2 and 3 with the flange of the worm 1 is maintained and thereby the transmission is backlashless.

ЛитератураLiterature

1. ГОСТ 19036-81 Передачи червячные цилиндрические.1. GOST 19036-81 Cylindrical worm gears.

2. Патент РФ №21078 от 20.12.2001. Червячная передача. Чаевский М.И. Братчикова М.А.2. RF patent No. 21078 of 12.20.2001. Worm-gear. Chaevsky M.I. Bratchikova M.A.

Claims

A worm gear, including a worm and a worm wheel, characterized in that the worm is made in the form of a cylinder with a screw flange on its outer surface, and a worm wheel containing two coaxial disks, one of which is the main one, is rigidly connected to the output shaft of the transmission, and the other is auxiliary with the possibility of rotation around the axis of the main disk with spherical rollers mounted on ball bearings mounted on the lateral surfaces of both disks, the disks being pulled together by elastic elements, due to which adjacent rollers of both disks are pressed against the opposite sides of the screw flange, ensuring the absence of backlash of the output shaft of the transmission.