ШАРОВО-ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА
BALL GEAR

Изобретение относится к механическим передачам, а более конкретно к механическим передачам с гибкой связью.
Известна механическая передача с гибкой связью, включающая в себя ведущую и ведомую звездочки, расположенные на параллельных валах и охватываемые совместно бесконечной втулочно-роликовой цепью (см. книгу А.Т. Батурина и др. «Детали машин». М.: Машиностроение, М.: 1971 г., стр.169, табл.0.2).
В известной передаче в результате износа шарниров происходит вытягивание цепи и, как следствие, - нарушение зацепления, ведущее к поломке пластин и шарниров, причем при локальной поломке бракуется зачастую вся цепь. Указанный недостаток устранен в механических передачах с гибкой связью с применением зубчатых цепей, имеющих многопластинчатую конструкцию.
Известная механическая передача с гибкой связью включает в себя ведущую и ведомую звездочки, расположенные на параллельных валах и охватываемые совместно бесконечной зубчатой многопластинчатой цепью (см. там же, стр.333, рис 11.1).
В известной передаче наличие зубчатой многопластинчатой цепи повышает надежность передачи, однако зависимость составных частей такой цепи одной части от другой требует высокой точности изготовления и монтажа. Имеет ограниченное применение.
Целью настоящего изобретения является создание механической передачи с гибкой связью с независимыми составными частями бесконечной цепи, что повысит технологичность и долговечность передачи в целом.
Указанная цель достигается тем, что ведущая и ведомая звездочки, расположенные на параллельных валах, заключены в односторонне открытый корпус передачи, имеющий с открытой стороны в стенке каналы, соединяющие полости зубчатых венцов ведущей и ведомой звездочек, размещенных в корпусе передачи, заполненные, как и межзубные впадины названных звездочек, рабочими шарами в количестве, необходимом для образования бесконечного шарового эшелона, причем рабочие шары находятся в соприкосновении по соседству друг с другом и контактируют со смонтированной внутри корпуса с открытой стороны фасонной звездочкой зазорокомпенсирующего устройства, при этом открытой стороне корпуса принадлежит присоединяемая к нему торцовая крышка, а с глухой стороны корпус снабжен окнами для соединения ступиц ведущей и ведомой звездочек с параллельными валами.
Конструкция устройства поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображена шарово-зубчатая передача со входящими в нее составными частями;
- на фиг.2 изображено сечение устройства по А-А, поясняющее взаимное расположение ведущей звездочки, корпуса передачи, рабочих шаров и торцовой крышки;
- на фиг.3 показано расположение одного из шаров в канале корпуса;
- на фиг.4 показано то же самое, что и на фиг.2, только применительно к ведомой звездочке;
- на фиг.5 показан вариант канала непрямолинейной формы, применение которого в названной передаче допустимо при несоосном расположении ведущей и ведомой звездочек;
- на фиг.6 показано расположение зазорокомпенсирующего устройства с фасонной звездочкой;
- на фиг.7 изображен схематично характер действия фасонной звездочки зазарокомпенсирующего устройства.
1
2
Предлагаемое устройство «Шарово-зубчатая передача» состоит из ведущей 1 и ведомой 2 звездочек, закрепленных на параллельных валах: вал I и вал II, расположенных в корпусе 3, открытом с одной стороны. В корпусе 3 с его открытой стороны выполнены каналы 4, соединяющие полости зубчатых венцов ведущей 1 и ведомой 2 звездочек. Каналы 4 и межзубные полости звездочек 1 и 2 заполнены рабочими шарами 5 в количестве, необходимом для создания бесконечного шарового эшелона, с учетом того, что каждый рабочий шар 5 находится в соприкосновении с соседними рабочими шарами, для чего геометрически рассчитывается траектория движения центров масс рабочих шаров 5 и их размер. Но так как во многих случаях по технологическим причинам изготовления передачи не удастся достичь вышеназванного условия, то в бесконечном шаровом эшелоне будет образовываться зазор "е" ("е", "е") в одном из мест, например, при сборке передачи или по истечении определенного ресурса работы вследствие износа, скажем, рабочих шаров 5. Для устранения зазоров между рабочими шарами 5 в корпусе 3 передачи смонтирована фасонная звездочка 7 в совокупе с зазорокомпенсирующим устройством б. Фасонная звездочка 7 имеет возможность хода в корпус 3.
Открытой стороне корпуса 3 принадлежит торцовая крышка 8, скрепляемая с корпусом 3 винта 9, для чего в корпусе 3 имеются соответствующие гнезда 10.
Сборка передачи осуществляется следующим образом. При снятой торцовой крышке 8 корпус 3 передачи устанавливается на опорную поверхность, не показанной на фигурах, устанавливается так, чтобы концы валов ведущей и ведомой звездочек 1 и 2, будучи заведенными через окна глухой стороны корпуса 3, расположились бы внутри него. Затем на концы указанных валов устанавливаются звездочки 1 и 2. Чтобы звездочки 1 и 2 заняли бы определенное положение в корпусе 3, в последнем имеются с глухой стороны установочные винты 11, которые после занятия звездочками 1 и 2 своих положений удаляются, а звездочки закрепляются. Устанавливается зазорокомпенсирующее устройство 6 в положении, при котором фасонная звездочка 7 не мешала бы заполнению канала 4 рабочими шарами 5. Первоначально заполняется межзубное пространство звездочек 1 и 2 и канал 4, не принадлежащий фасонной звездочке 7 и зазорокомпенсирующему устройству 6. При наличии зазоров "е" между рабочими шарами 5 зазоры эти могут быть ликвидированы посредством кратковременных пусков в движение одного из валов звездочек 1 или 2. При заполнении канала 4, принадлежащего фасонной звездочке 7 и зазорокомпенсирующему устройству 6, в частном случае сборки передачи, зазоры "е" между рабочими шарами 5 могут отсутствовать.
Условием работоспособности предлагаемой передачи является надежность заполнения каждым рабочим шаром 5 каждого межзубного пространства зубчатых венцов звездочек 1 и 2, что, в свою очередь, вытекает из условия беззазорности расположения рабочих шаров 5 в бесконечном шаровом эшелоне. Однако, если суммарная величина зазоров между рабочими шарами 5 в любом из каналов 4 не превышает величины смещения центров дуг впадин межзубного пространства в звездочках 1 и 2, то такая передача останется работоспособной, в другом случае - устанавливается дополнительный рабочий шар. Торцовая крышка 8 закрепляется с открытой стороны корпуса 3, завершая сборку передачи. Аналогичный процесс осуществляется при замене изношенных рабочих шаров 5. Нивелирование расположения рабочих шаров 5 в предлагаемой передаче не требуется, более того, передача способна выполнять свои функции, когда каналы 4 являют собой непрямолинейную форму и звездочки 1 и 2 смещены на параллельных валах.
Преимущества шарово-зубчатой передачи:
- независимость составных частей бесконечного шарового эшелона одной от другой;
- возможность работы при смещениях ведущей и ведомой звездочек на параллельных валах;
- возможность применения при вертикальном расположении валов;
- возможность реверсирования передачи;
- локальная поломка не вызывает необходимости браковать всю гибкую связь;
- требования по технологичности невысокие;
- безопасность работы полностью соблюдается, так как все подвижные части передачи надежно скрыты в корпусе передачи.