ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА С ВИБРОДЕМПФИРОВАНИЕМ

Полезная модель относится к зубчатым передачам с демпфирующим устройством, использующим жидкость как поглощающую среду, и может найти применение в передачах, от которых требуется высокая точность перемещений выходного звена и высокие динамические качества.
Известна зубчатая передача (патент, №2128305, F16H 55/14 С1, опубл. в 1999 г.), содержащая, по меньшей мере, у одного из зубчатых колес зубья, соединенные связями, выполненными с возможностью восприятия изгибающих и/или динамических нагрузок, как упругие муфты. Упомянутые связи могут быть выполнены заодно целое с зубьями или с зубьями и корпусом зубчатого колеса. Связи могут представлять собой накладки кольцевые или сегментные, соединенные с зубьями или с зубьями и корпусом зубчатого колеса жестко или с возможностью перемещений.
Недостаток зубчатой передачи заключается в том, что оно работает в небольшом диапазоне частот колебаний, которые должны гаситься, т.к. эффективность демпфирования определяется жесткостью связей, а регулировка этого параметра возможна в малых пределах, что обусловлено их прочностью, необходимой для передачи крутящего момента.
Известно также упругое зубчатое колесо (патент №2309312, F16H 55/14, В61С 9/06, опубл. в 2007 г.), содержащее упругое зубчатое колесо, состоящее из ступицы, зубчатого венца с диском, соединяющим его со ступицей с возможностью поворота центрирующего звена, выполненного в виде двухстороннего шарикоподшипника, фланцев, охватывающих диск, резинометалические блоки, установленные в эксцентрично расположенных отверстиях диска зубчатого венца и фланцев и содержащие каждый сегменты и амортизатор с центральным сквозным отверстием и размещенный между сегментами.
Недостатки упругого зубчатого колеса заключаются в том, что применение данного решения возможно только в небольшом диапазоне частот колебаний, которые должны гаситься, зависящими от характеристик резинометалических блоков и невысокой долговечностью резинометалических блоков, обусловленной старением резины.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является зубчатая передача с вибродемпфированием (заявка на изобретение №2005112206, F16H 55/14, опубл. в 2006 г.). Она принята за прототип полезной модели и содержит: обод, ступицу, несущий диск для соединения обода со ступицей и размещенный со стороны торца обода вибродемпфирующий элемент, выполненный в виде пакета чередующихся перфорированных дисков и эластичных колец. Перфорированные диски вибродемпфирущего элемента в виде, по крайней мере, двух плоских упругих коаксиально расположенных колец, внутреннего и внешнего, соединенных между собой посредством не менее трех упругих плоских пластин, которые выполнены в виде упругих стержней круглого или многоугольного профиля.
Недостаток указанной зубчатой передачи с вибродемпфированием заключается в том, что демпфирование происходит только за счет упругих свойств пластин, соединяющих коаксиально расположенные кольца, что снижает эффективность гашения колебаний. При этом жесткость упругих стержней достаточно высока т.к. она определяется механическими свойствами материалов, из которых они выполнены, и их размерами, выбираемых из условий прочности, поэтому диапазон частот колебаний, которые должны гаситься, будет небольшой.
Поставлена задача, расширить диапазон частот колебаний, которые должны гаситься, и повысить эффективность гашения колебаний.
Эта задача решена следующим образом. В соответствии с прототипом передача содержит: обод и ступицу и размещенный на торце обода вибродемпфирующий элемент. Обод и ступица соединены между собой с возможностью необходимых перемещений в заданных пределах. Согласно полезной модели вибродемпфирующий элемент состоит из корпуса и ротора, соответственно закрепленных на ободе и ступице, полость между которыми заполнена высоковязкой жидкостью. Для усиления эффективности демпфирования за счет повышения сопротивления перетеканию жидкости из одной части полости в другую на внешней поверхности втулки ротора выполнены кольцевые проточки, в которых размещены упругие кольца.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена конструкция зубчатой передачи с вибродемпфированием.
Зубчатая передача с вибродемпфированием содержит обод 1 и ступицу 2, которые соединены между собой с возможностью перемещений через дистанционные втулки 3, высота которых больше толщины обода на необходимую величину. На ободе крепится корпус 4, а на ступице ротор 5, состоящий из втулки 6, и вала 7. Полость между корпусом и ротором герметизируется с помощью прокладки 8 и заполняется высоковязкой жидкостью - 9. Для усиления эффективности демпфирования за счет повышения сопротивления перетеканию жидкости из одной части полости в другую на внешней поверхности втулки ротора выполнены кольцевые проточки, в которых размещены упругие кольца 10.
Зубчатая передача с вибродемпфированием работает следующим образом. При работе передачи в ее кинематической цепи возникают колебания, которые ухудшают точность перемещений выходного звена и исполнительного механизма. Обод 1 и ступица 2, начинают перемещаться в заданных пределах, определенных дистанционными втулками 3 Закрепленные на них корпус 4 и ротор 5 также перемещаются друг относительно друга и демпфирующая жидкость 9 перетекает из одной части полости между корпусом и ротором в другую. От вытекания жидкости из полости между корпусом и ротором установлена прокладка 8. Упругие кольца 10, установленные в кольцевых проточках втулки 6, усиливают сопротивление перетеканию жидкости из одной части полости в другую, что повышает эффективность демпфирования колебаний в кинематической цепи передачи. Таким образом, зубчатая передача с вибродемпфированием позволяет расширить диапазон частот колебаний, которые должны гаситься, и повысить эффективность гашения этих колебаний за счет внутреннего трения в жидкости, которое возникает при ее перетекании из одной части рабочей полости в другую при взаимных перемещениях корпуса и ротора вибродемпфирущего элемента и за счет установки в кольцевых проточках втулки ротора упругих колец, усиливающих сопротивление протеканию жидкости.
Технический результат полезной модели - расширение диапазона частот колебаний в кинематической цепи передачи, которые должны гаситься, и повышение эффективности их гашения.