RU96202U1

RU96202U1 - FREE WAVE TRANSMISSION

Info

Publication number: RU96202U1
Application number: RU2010112379/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Ромашев; Антон Сергеевич Виртц
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-07-20

Abstract

Волновая передача со свободными телами качения, содержащая три соосных звена - входное, промежуточное, являющееся заторможенным, и выходное, связанное с выходным валом, в передаче звенья взаимодействуют между собой посредством цепочки шариков, расположенных в отверстиях промежуточного звена, шарики контактируют с торцом входного и дорожкой качения выходного звеньев, отличающаяся тем, что входное звено имеет специальный торцевой профиль, а выходное - периодическую дорожку качения, выполненную на его торцевой поверхности в виде конических выемок. A wave transmission with free rolling bodies, containing three coaxial links - the input, intermediate, which is inhibited, and the output associated with the output shaft, in the transmission the links interact with each other through a chain of balls located in the holes of the intermediate link, the balls are in contact with the end face of the input and track rolling element of the output links, characterized in that the input link has a special end profile, and the output - a periodic raceway, made on its end surface in the form of a conical x recesses.

Description

Предлагаемое техническое решение - полезная модель относится к области машиностроения и служит для изменения скорости вращения с помощью периодических дорожек качения и промежуточных тел качения (шариков). Может быть использовано в различных силовых и грузоподъемных механизмах.The proposed technical solution - a utility model relates to the field of engineering and is used to change the speed of rotation using periodic raceways and intermediate rolling elements (balls). It can be used in various power and lifting mechanisms.

Существует планетарная передача [1], 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 помещен 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.There is a planetary gear [1], 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. A ball is placed in each groove 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.

Наличие эксцентриситета является источником дисбаланса, что может привести к возникновению вибраций. К тому же изготовление такой передачи затруднено.The presence of eccentricity is a source of imbalance, which can lead to vibrations. Moreover, the manufacture of such a transfer is difficult.

Наиболее близкой по конструкции передачей является передача [2 - прототип], содержащая два центральных диска с расположенной между ними плавающей шайбой, свободно посаженной на эксцентрике. На обращенных к плавающей шайбе поверхностях дисков выполнены по окружности лунки, в которые посажены шарики с зазорами, обеспечивающими свободное вращение шариков. На обоих торцах плавающей шайбы выполнены замкнутые периодические дорожки качения, взаимодействующие посредством двух цепочек шариков с лунками.The closest transmission in design is the transmission [2 - prototype], containing two central discs with a floating washer located between them, freely mounted on an eccentric. On the surfaces of the disks facing the floating washer, holes are made around the circumference of the hole, into which balls with gaps are set, providing free rotation of the balls. At both ends of the floating washer, closed periodic raceways are made, interacting through two chains of balls with holes.

Эксцентрик и плавающая шайба определяют общий дисбаланс, что отрицательно влияет на сбалансированность передачи. Наиболее сложной в технологическом отношении является операция изготовления дорожек качения на плавающей шайбе. В связи с тем, что шарики совершают только вращение в лунках, повышается их износ и как следствие снижение срока службы. В предлагаемом техническом решении снижение дисбаланса и повышение сбалансированности передачи достигается выполнением на торцевой поверхности входного звена специального профиля. Представленная передача обладает простой конструкцией и является более технологичной в изготовлении.The eccentric and the floating washer determine the overall imbalance, which negatively affects the balance of the transmission. The most technologically challenging is the operation of manufacturing raceways on a floating washer. Due to the fact that the balls only rotate in the wells, their wear increases and, as a result, the service life is reduced. In the proposed technical solution, reducing imbalance and improving the balance of the transmission is achieved by performing on the end surface of the input link of a special profile. The presented transmission has a simple design and is more technologically advanced to manufacture.

Предлагаемое техническое решение представлено на фигурах 1, 2, 3, 4.The proposed technical solution is presented in figures 1, 2, 3, 4.

Волновая передача со свободными телами качения содержит ведущий кулачок 1, имеющий специальный профиль 5 на торцевой поверхности. Ведомый кулачок 2, на торцевой поверхности которого имеется периодическая дорожка качения 6, состоящая из равномерно расположенных по окружности выемок конической формы. Ведомый кулачок через шпонку установлен на выходной вал. Жестко закрепленный сепаратор 3, служащий для позиционирования углового положения тел качений 4, одновременно может служить корпусом передачи. В каждом отверстии 7 сепаратора 3 помещен шарик 4, который взаимодействует с торцевым профилем 5 ведущего и дорожкой качения 6 ведомого кулачков и, тем самым, обеспечивает их кинематическую связь, причем число шариков 4 должно быть на один меньше числа выемок конической формы. Наличие конической поверхности ограничивает радиальное перемещение шариков в пределах зазора отверстия сепаратора. На фигуре 3 представлена развертка профиля ведущего кулачка 1. Развертка профиля ведущего кулачка 1 строится по траектории движения центра шарика при обкатывании по конической выемке. Эта траектория показана на фигуре 4 и представляет собой сопряжение двух дуг окружностей, радиус нижней дуги равен радиусу шарика 4, а радиус верхней дуги зависит от числа конических выемок и радиуса шарика 4. Следует отметить, что в приведенном в описании варианте, заторможенным звеном является сепаратор 3. Однако и звено 2 может выступать в качестве заторможенного, тогда ведомым будет звено 3 и результат передачи останется прежним. Отсутствие плавающей шайбы так же упрощает конструкцию передачи.The wave transmission with free rolling bodies contains a leading cam 1 having a special profile 5 on the end surface. The driven cam 2, on the end surface of which there is a periodic raceway 6, consisting of conically shaped recesses evenly spaced around the circumference. The driven cam through the key is mounted on the output shaft. A rigidly fixed separator 3, which serves to position the angular position of the rolling elements 4, can simultaneously serve as a transmission housing. A ball 4 is placed in each hole 7 of the separator 3, which interacts with the end profile 5 of the master and the raceway 6 of the driven cams and, thus, ensures their kinematic connection, and the number of balls 4 must be one less than the number of recesses of the conical shape. The presence of a conical surface limits the radial movement of the balls within the gap of the separator opening. The figure 3 shows the sweep of the profile of the leading cam 1. The sweep of the profile of the leading cam 1 is built along the path of the center of the ball during rolling along a conical recess. This trajectory is shown in figure 4 and represents the conjugation of two arcs of circles, the radius of the lower arc is equal to the radius of the ball 4, and the radius of the upper arc depends on the number of conical recesses and the radius of the ball 4. It should be noted that in the description given in the description, the separator is inhibited 3. However, link 2 can also act as inhibited, then link 3 will be slave and the result of the transfer will remain the same. The absence of a floating washer also simplifies the transmission design.

Устройство работает следующим образом. При вращении ведущего кулачка 1 он своей торцевой поверхностью 5 воздействует на тела качения 4 и вызывает их осевое перемещение в отверстиях 7 сепаратора. Создается эффект «волны» и взаимодействие тел качения 4 с дорожкой качения 6 ведомого кулачка приводит его во вращательное движение. При этом вся цепочка шариков совершает плоскопараллельное планетарное движение, т.е. отсутствует радиальная пульсация шариков. Отсутствие пульсаций уменьшает биения шариков и износ дорожки качения, увеличивая срок службы передачи.The device operates as follows. When the drive cam 1 rotates, it acts on the rolling elements 4 with its end surface 5 and causes their axial movement in the holes 7 of the separator. The effect of the "wave" is created and the interaction of the rolling elements 4 with the race track 6 of the driven cam causes it to rotate. Moreover, the entire chain of balls performs plane-parallel planetary motion, i.e. no radial pulsation of the balls. The lack of ripple reduces ball runout and raceway wear, increasing transmission life.

Предлагаемое техническое решение - волновая передача со свободными телами качения - обеспечивает снижение дисбаланса масс передачи и увеличивает ее сбалансированность. Кроме того, упрощено изготовление такой передачи, поскольку выполнить конусообразные выемки проще, чем лунки сферической формы. Данное техническое решение применяется в Бийском технологическом институте (филиале) АлтГТУ на кафедре металлорежущих станков и инструментов при проведении конструктивной модернизации автомобильной лебедки.The proposed technical solution - wave transmission with free rolling bodies - reduces the mass imbalance of the transmission and increases its balance. In addition, the manufacture of such a transfer is simplified, since it is easier to make conical recesses than spherical dimples. This technical solution is used at the Biysk Technological Institute (branch) of Altai State Technical University at the Department of Metal-Cutting Machines and Tools during the constructive modernization of a car winch.

Источники информации:Information sources:

1. Патент RU, 2253776, 2003 г.1. Patent RU, 2253776, 2003

2. Патент RU, 2253777, 2003 г.2. Patent RU, 2253777, 2003.

Claims

A wave transmission with free rolling bodies, containing three coaxial links - the input, intermediate, which is inhibited, and the output associated with the output shaft, in the transmission the links interact with each other through a chain of balls located in the holes of the intermediate link, the balls are in contact with the end face of the input and track rolling element of the output links, characterized in that the input link has a special end profile, and the output - a periodic raceway, made on its end surface in the form of a conical x recesses.