ПЕРЕДАЧА С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах машин.
Известна передача с промежуточными звеньями (описание к патенту РФ №1716227 А1, МКИ: F16H 57\12, 1\00) содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, кулачок, установленный на ведущем валу, центральное колесо с внутренними зубьями, неподвижно закрепленное в корпусе, обойму, жестко связанную с ведомым валом, и промежуточные звенья расположенные в пазах обоймы для взаимодействия с кулачком и центральным колесом. При этом передача снабжена элементом осевого регулирования, размещенным между корпусом и кулачком, последний имеет возможность осевого перемещения, а его рабочая поверхность выполнена конической.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является передача с промежуточными звеньями (описание к патенту РФ №1770650 А1, МКИ: F16H 57\12), содержащая корпус, ведущий и ведомый валы, кулачок, установленный на ведущем валу, центральное колесо с внутренними зубьями, выполненное в виде набора по меньшей мере из двух колец и обойму, жестко связанную с ведомым валом, размещенные в пазах последней рядами промежуточные звенья для взаимодействия с кулачком и центральным колесом причем передача снабжена устройством поворота, выполненным в виде тангенциально или радиально расположенных к центральному колесу резьбовых стержней, связанных с корпусом, одно из колец набора установлено в корпусе неподвижно, а другое - с возможностью поворота и имеет на наружной поверхности углубления для взаимодействия со стержнями.
Недостатком этой передачи является ее большой вес и высокая трудоемкость изготовления, обусловленная большим весом центрального колеса и высокой трудоемкостью обработки его внутренних зубьев, имеющих большую площадь. Несмотря на то, что в прототипе центральное колесо состоит из двух колец, оба они сделаны из материала одинаковой твердости, например, высоколегированной закаливаемой стали, оба они являются рабочими, и площадь внутренних зубьев на них имеет большую величину, т.к. это обусловлено геометрией конструкции передачи (расстояние между телами качения велико из-за необходимости достижения прочности обоймы).
Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание передачи с промежуточными звеньями с низкой трудоемкостью изготовления и меньшим весом.
Технический результат - снижение трудоемкости изготовления передачи с промежуточными звеньями и уменьшение веса.
Поставленная задача достигается тем, что в передаче с промежуточными звеньями, содержащей корпус, со смонтированным в нем центральным колесом с внутренними зубьями, ведущий вал, с неподвижно установленным на нем кулачком, и обойму, с размещенными в ее пазах рядами промежуточными звеньями для взаимодействия с кулачком и с внутренними зубьями центрального колеса, центральное колесо, выполнено в виде набора кольцеобразных элементов разной твердости, соединенных между собой, причем напротив промежуточных звеньев расположены кольцеобразные элементы большей твердости, которые имеют толщину, незначительно превышающую длину зоны контакта с промежуточными звеньями.
Оптимально выполнение кольцеобразных элементов большей твердости из высоколегированной стали.
Целесообразно выполнение кольцеобразных элементов меньшей твердости из легкого сплава, например алюминия.
Эта передача с промежуточными звеньями обладает следующими преимуществами.
В известных передачах с промежуточными телами качения силовое звено - центральное колесо с внутренними зубьями выполнено как одно целое. Оно изготавливается из высоколегированных закаливаемых до большой твердости сталей и имеет большую площадь внутренних зубьев. Такая длина обусловлена геометрией конструкции передачи, по которой расстояние между соседними рядами промежуточных звеньев достаточно велико для достижения прочности обоймы. Из-за этого большие участки внутренних зубьев не участвуют в работе, т.к. с ними не контактируют промежуточные тела качения. Зона контакта каждого внутреннего зуба с промежуточным звеном очень мала. Например, если это шарик, то зона контакта - точка, если это ролик, то зона контакта небольшая линия, равная длине образующей ролика. Длина внутренних зубьев центрального колеса значительно превышает суммарную длину зон контакта, и большие участки внутренних зубьев не участвуют в работе, т.е. являются нерабочими.
В настоящее время внутренние зубья центрального колеса обрабатываются на электроэрозионных станках, т.к. этот способ обеспечивает наибольшую производительность и точность. Из-за большой площади внутренних зубьев время резания измеряется десятками часов, поэтому трудоемкость изготовления центрального колеса с внутренними зубьями, в том числе и самой передачи, получается большой.
В предлагаемой конструкции центральное колесо, выполнено в виде набора кольцеобразных элементов разной твердости, неподвижно соединенных между собой. Напротив тел качения расположены кольцеобразные элементы большей твердости. Эти кольцеобразные элементы, контактирующие с промежуточными звеньями, которые передают усилия в передаче, являются рабочими и имеют толщину, незначительно превышающую зону контакта, а между ними установлены кольцеобразные элементы меньшей твердости и веса. Они имеют значительно большую толщину и служат для объединения всех кольцеобразных колец в центральное колесо и сохранения геометрии конструкции передачи, а также обеспечивают уменьшение веса, поскольку сделаны из легких сплавов. Кольцеобразные элементы большей твердости (рабочие) выполняются из специальных высоколегированных сталей с последующей закалкой. Они имеют малую толщину, незначительно превышающую длину зоны контакта, и для обработки их внутренних зубьев на электроэрозионных станках требуется мало времени из-за малой площади, подвергающейся резанию, т.е. трудоемкость изготовления значительно снижается. Кольцеобразные элементы меньшей твердости (нерабочие), не воспринимающие усилий в передаче, могут быть выполнены из легких и легко обрабатываемых металлов или материалов, например алюминия, Несмотря на то, что они имеют большую толщину, они легко и быстро обрабатываются, т.к. имеют значительно меньшую геометрическую точность и выполнены из легко обрабатываемых материалов. Суммарная трудоемкость обработки рабочих и нерабочих кольцеобразных элементов, собранных в цельное центральное колесо, значительно ниже, чем трудоемкость обработки цельного центрального колеса с внутренними зубьями.
Более того, кольцеобразные элементы меньшей твердости (нерабочие), выполненные из легких сплавов, например, алюминия, имеют значительно меньший вес, поэтому вес передачи снижается.
На фиг.1 представлена конструкция волновой передачи с промежуточными звеньями.
На фиг.2 - поперечный разрез волновой передачи с промежуточными звеньями.
Волновая передача с промежуточными звеньями (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором смонтировано центральное колесо 2 с внутренними зубьями. В корпусе 1 на подшипнике смонтирован вал 3, с неподвижно закрепленном на нем кулачком 4, например, в виде четырехрядного эксцентрика. Соосно центральному колесу 2 установлена обойма 5, с размещенными в ее пазах рядами промежуточными звеньями 6 (шариками или роликами), которые взаимодействуют с кулачком 4 и с внутренними зубьями центрального колеса 2. Центральное колесо 2 с внутренними зубьями состоит из кольцеобразных элементов 7 большой твердости и кольцеобразных элементов 8 меньшей твердости.
Передача с промежуточными звеньями работает следующим образом.
При вращении вала 3, он вращает кулачок 4, который своей рабочей поверхностью передает радиальное усилие на промежуточные звенья 6, которые, перемещаясь по радиальным пазам обоймы 5, воздействуют на наклонные поверхности внутренних зубьев кольцеобразных элементов 7 большой твердости. От этого воздействия возникают радиальные силы, которые заставляют вращаться обойму 5. Основные силовые нагрузки воспринимают только кольцеобразные элементы 7 большой твердости центрального колеса, которые и обеспечивают работу передачи. Кольцеобразные элементы 8 меньшей твердости в работе не участвуют, т.к. не взаимодействуют с промежуточными звеньями 6, а выполняют лишь роль проставок для сохранения геометрии конструкции передачи.
Предлагаемая конструкция передачи с промежуточными звеньями может быть использована приводах в любых машин.