ПЛУНЖЕРНЫЙ РЕДУКТОР
PLUNGER-TYPE REDUCTION GEAR

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в качестве силового редуцирующего механизма в приводах систем управления.
Эффективность управления приводами определяется эксплуатационными характеристиками применяемых технических средств. Силовые приводы, оснащенные волновыми передачами, в частности волновые передачи с гибкими зубчатыми колесами (ГЗК), содержащие в качестве звена редуцирования волновую зубчатую передачу, имеют высокое передаточное число. Поэтому часто приходится применять мультипликаторные системы трансмиссий для увеличения угловых перемещений выходного вала привода, которые усложняют конструкцию привода. Также редукторы с волновой зубчатой передачей имеют малую долговечность из-за наличия в гибком зубчатом колесе концентраторов напряжений в виде впадин между зубьями. Поэтому актуальной задачей является разработка таких конструкций редукторов, которые не требуют установки мультипликаторов, обладают высокой нагрузочной способностью, необходимой долговечностью и имеют возможность работы в сложных климатических условиях.
Известен шаговый двигатель [А.с. №530961, СССР, F15B 11/12, Шаговый двигатель, опубл. 05.10.1976, Бюллетень №37], содержащий равномерно расположенные по окружности в блоке автономно управляемые цилиндры, поршни которых взаимодействуют с ведущим колесом зубчатой передачи.
Недостатком такого привода являются большие осевые размеры и высокое передаточное число, оптимальное значение которого лежит в интервале от 80 до 300. Наличие большого количества цилиндров уменьшает ресурс механизмов такого типа.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является редуцирующий узел плунжерного газогидравлического двигателя, описанный в патенте RU №2278979 «Плунжерный газогидравлический двигатель», опубл. бюл. №18. Двигатель содержит подвижное жесткое зубчатое колесо и взаимодействующее с ним колесо, генератор волн с равномерно расположенными по окружности цилиндрами и радиальными каналами, соединяющими каждый цилиндр с центральным отверстием, в котором установлен с возможностью вращения распределитель в виде вала с полостями подачи и слива рабочего тела. Колесо выполнено в виде кольца-сепаратора, в пазах которого размещены с возможностью радиального перемещения призматические плунжеры, а в симметричные пазы плунжеров установлен нерастяжимый гибкий элемент с одинаковым поперечным сечением.
Недостатком такого редуцирующего узла является его узкая область применения, которая ограничивается областями, в которых имеется возможность использования потенциальной энергии сжатого газа или жидкости высокого давления. Но в машиностроении встречается множество задач, связанных с преобразованием кинетической энергии вращательного движения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение ресурса механизмов такого типа.
Поставленная задача решается тем, что в плунжерном редукторе, содержащем неподвижное жесткое зубчатое колесо, взаимодействующее с ним колесо, выполненное в виде кольца-сепаратора, в пазах которого размещены с возможностью радиального перемещения призматические плунжеры, а в пазы плунжеров установлено недеформируемое кольцо, генератор волн выполнен в виде вала с эксцентрично установленным на нем диском.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено поперечное сечение плунжерного редуктора; на фиг.2 - показано осевое сечение плунжерного редуктора.
Плунжерный редуктор содержит неподвижное жесткое зубчатое колесо 1. Плунжеры 2 равномерно расположены по окружности и фиксируются от угловых перемещений друг относительно друга кольцом-сепаратором 3, а от осевых перемещений выходным валом 4. В пазы плунжеров 2 установлены недеформируемые кольца 5. В центральное отверстие кольца-сепаратора 3 установлен входной вал 6, зафиксированный от радиальных и осевых перемещений подшипниками 7, размещенными в крышках полукорпуса 8. На валу 6 размещен и зафиксирован от осевых перемещений с помощью гайки 9 диск-эксцентрик 10. Выходной вал 4 закреплен к кольцу-сепаратору 3 и фиксируется от радиальных и осевых перемещений подшипниками 11, установленными в полукорпус 12.
Плунжерный редуктор работает следующим образом. Вращение вала 6 вместе с закрепленными на нем диском-эксцентриком 10 вызывает движение недеформируемых колец 5, а плунжеры 2 заставляет совершать возвратно-поступательное движение в пазах сепаратора 3. Плунжеры 2 под действием диска-эксцентрика 10 вступают в контакт с неподвижным зубчатым колесом 1, создавая зону зацепления, и сепаратор 3 с закрепленным к нему выходным валом 4 начинает совершать вращательное движение. Плунжеры 2, оказавшиеся в свободной зоне зацепления, выводятся из контакта с зубом колеса с помощью недеформируемых колец 5.
Оптимальное передаточное число плунжерного редуктора лежит в интервале от 20 до 120.
В настоящий момент разработка плунжерного редуктора находится в стадии экспериментальных испытаний.