СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО МЕЖДУ ВЕДУЩИМ ВАЛОМ ДВИГАТЕЛЯ И ВЕДОМЫМ ВАЛОМ ВЕДОМОГО АППАРАТА
CONNECTING DEVICE BETWEEN DRIVE MOTOR SHAFT AND DRIVEN SHAFT OF DRIVEN DEVICE

Настоящее изобретение относится к соединительному устройству между ведущим валом двигателя и ведомым валом ведомого аппарата.
Более конкретно, не сводясь к этому, настоящее изобретение относится к такому соединительному устройству между ведущим валом двигателя и ведомым валом ведомого аппарата, в котором валы продолжаются вдоль осевой линии на определенном поперечном расстоянии друг от друга, причем соединительное устройство реализовано посредством ведущего зубчатого колеса на ведущем валу и ведомого зубчатого колеса на ведомом валу, ведущее зубчатое колесо и ведомое зубчатое колесо находятся в непосредственном зацеплении между собой и эти зубчатые колеса закреплены в корпусе, который соединен с корпусом двигателя, с одной стороны, и с корпусом ведомого аппарата, с другой стороны.
Такое соединительное устройство, к которому относится изобретение, просто с точки зрения своей конструкции и имеет ограниченные компактные габариты, поскольку ведущее зубчатое колесо на ведущем валу находится в непосредственном зацеплении с ведомым зубчатым колесом на ведомом валу при отсутствии дополнительных зубчатых колес.
Двигатель может представлять собой, к примеру, электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания или аналогичные им двигатели.
Ведомый аппарат в общем случае может представлять собой, к примеру, элемент компрессора.
Из уровня техники уже известны такие соединительные устройства между ведущим валом и ведомым валом, но известные соединительные устройства имеют ряд недостатков.
Более конкретно, зубчатые колеса, посредством которых образовано соединительное устройство, служат для реализации определенного передаточного отношения, при этом частота вращения ведущего вала преобразуется в отличную от нее частоту вращения ведомого вала.
Для этой цели в известных соединительных устройствах на ведущем валу и ведомом валу предусмотрено зубчатое колесо с внешним зубчатым зацеплением, при этом на ведущем валу расположено большое зубчатое колесо, которое находится в зацеплении с малым зубчатым колесом на ведомом валу.
Компрессоры, к примеру, для нагнетания достаточного давления должны работать на очень больших оборотах, при этом частота вращения ведущего вала обычно должна быть увеличена посредством зубчатой передачи.
Таким образом, если речь идет о зубчатой передаче, то передаточное отношение соответствует отношению диаметров зубчатых колес, и реализуемое передаточное отношение зачастую должно быть очень большим.
Однако на практике передаточное отношение невозможно повышать безгранично.
При использовании зубчатых колес обычного качества, к примеру, косозубых колес, удовлетворяющих стандарту DIN 3961 - класс 16, максимальный предел для передаточного отношения оказывается равным 3, поскольку выше этого предела контакт между зубьями зубчатых колес ведет к повышенному шуму.
Это можно устранить, к примеру, использованием зубчатых колес высокого качества, что обуславливает, однако, огромные дополнительные издержки и должно быть максимально ограничено применительно к рассматриваемой прикладной задаче.
Конечно, справедливо и то, что передаточное отношение можно повысить использованием определенного количества зубчатых колес и дополнительных валов, но это будет происходить за счет компактности и простоты соединительного устройства, что в контексте настоящего изобретения является нежелательной альтернативой.
Огромным недостатком известных соединительных устройств, к которым относится настоящее изобретение, является то, что передаточное отношение может быть реализовано лишь в ограниченных пределах, как правило - это отношение равно 3-м, по крайне мере, без ущерба простоте и габаритам соединительного устройства, а также качеству зубчатых колес, которое привязано к издержкам.
Другим недостатком известных соединительных устройств, к которым относится настоящее изобретение, является то, что изменение передаточного отношения между зубчатыми колесами требует множества модификаций.
В известных соединительных устройствах, к которым относится настоящее изобретение, ведущий вал и ведомый вал расположены на определенном фиксированном поперечном расстоянии друг от друга, так что и ведущее колесо, и ведомое колесо необходимо заменять в случае изменения передаточного отношения.
Это значит, что, во-первых, необходимо предусмотреть множество различных зубчатых колес, а во-вторых - такое изменение передаточного отношения потребует трудоемких работ по монтажу.
Кроме того, фиксированное поперечное расстояние между ведущим валом и ведомым валом налагает жесткие ограничения на выбор комбинации зубчатой пары, с помощью которой может быть получено желаемое передаточное отношение.
Трудность заключается еще и в необходимости жесткой стандартизации известных соединительных устройств, к которым относится изобретение.
Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении решения для устранения одного или более вышеупомянутых недостатков, а также любых других недостатков.
Более конкретно, задача изобретения заключается в реализации соединительного устройства между ведущим валом двигателя и ведомым валом ведомого аппарата, чтобы это соединительное устройство обеспечивало высокое передаточное отношение, но при этом имело компактную и простую конструкцию.
Кроме того, задача изобретения заключается в реализации вышеупомянутого соединительного устройства, допускающего жесткую стандартизацию, при этом передаточное отношение может быть изменено без значительных сложностей.
В связи с этим, изобретение относится к соединительному устройству между ведущим валом двигателя и ведомым валом ведомого аппарата, в котором ведущий вал продолжается вдоль продольной оси, а ведомый вал продолжается параллельно ему, на определенном поперечном расстоянии от этой продольной оси вдоль параллельной продольной оси, причем соединительное устройство реализовано посредством ведущего зубчатого колеса, расположенного на ведущем валу, и ведомого зубчатого колеса, расположенного на ведомом валу, причем ведущее зубчатое колесо и ведомое зубчатое колесо находятся в непосредственном зацеплении между собой, при этом эти зубчатые колеса закреплены в корпусе, который, с одной стороны, соединен с корпусом двигателя и, с другой стороны - с корпусом ведомого аппарата, и при этом ведущее колесо или ведомое колесо являются кольцевыми зубчатыми колесами с внутренним зацеплением, а соответствующее оставшееся из колес соединительного устройства является шестерней с внешним зацеплением, причем корпус соединительного устройства оборудован средствами регулировки, с помощью которых можно регулировать поперечное расстояние между ведомым валом и ведущим валом, при этом корпус соединительного устройства включает в себя первую часть и вторую часть, причем каждая из этих частей содержит отверстие, в котором закреплен вал, либо ведущий вал, либо ведомый вал, причем вышеупомянутые средства регулировки образованы крепежными элементами, с помощью которых первая часть и вторая часть корпуса могут быть закреплены друг на друге с возможностью их разъединения.
Для приведения в действие компрессоров, к примеру, предпочтительно, чтобы кольцевое зубчатое колесо с внутренним зацеплением являлось ведущим колесом, а шестерня - ведомым колесом, так чтобы частота вращения вала, приводящего в действие компрессор, соответствовала увеличенной частоте.
Однако с технической точки зрения очевидно, что не так важно, является ли ведущий вал быстрее вращающимся валом или медленнее вращающимся валом, поэтому может быть также в силе вариант осуществления настоящего изобретения, в соответствии с которым кольцевое зубчатое колесо с внутренним зацеплением используется на ведомом валу, а шестерня - на ведущем валу.
Значительным преимуществом соединительного устройства по настоящему изобретению является то, что может быть реализовано высокое передаточное отношение, к примеру, для приведения аппарата во вращение с очень высокой частотой, при этом габариты соединительного устройства по-прежнему компактны, а конструкция - проста.
Первой важной причиной является то, что кольцевое зубчатое колесо с внутренним зацеплением может иметь пропорционально большой диаметр без увеличения общих габаритов соединительного устройства, по сравнению с ситуацией с двумя зубчатыми колесами, имеющими внешнее зацепление, поскольку шестерня закреплена внутри кольцевого колеса и, возможно, намного большее передаточное отношение при том же требуемом объеме соединительного устройства.
Другая важная причина, почему передаточное отношение в соединительном устройстве по настоящему изобретению может превышать передаточные отношения в известных соединительных устройствах, вытекает из того факта, что коэффициент перекрытия в зубчатой паре, состоящей из кольцевого зубчатого колеса с внутренним зацеплением и шестерни с внешним зацеплением, к примеру, в соединительном устройстве по настоящему изобретению, превышает коэффициенты перекрытия в зубчатых парах, состоящих из двух зубчатых колес с внешним зацеплением, как в известном соединительном устройстве.
Коэффициент перекрытия - это коэффициент, отражающий среднее число пар зубьев зубчатого венца, контактирующих между собой в зацепляющихся зубчатых колесах.
При высоком коэффициенте перекрытия, к примеру, в случае зацепления шестерней внутреннего зубчатого венца кольцевого зубчатого колеса, рывки между рассматриваемыми колесами меньше, что ослабляет вибрации и шум.
Кроме того, коэффициент перекрытия у колес с прямыми зубьями меньше коэффициентов перекрытия у колес с косыми зубьями.
В известных соединительных устройствах, к которым относится настоящее изобретение, используется зубчатая пара, состоящая из двух зубчатых колес с внешним зацеплением, при этом всегда используются косые зубья, поскольку применение прямых зубьев с малым коэффициентом перекрытия приводит к повышенному шуму.
В соединительном устройстве по настоящему изобретению применяется зубчатая пара, состоящая из кольцевого зубчатого колеса с внутренним зацеплением и шестерни, и в этой зубчатой паре вышеупомянутый коэффициент перекрытия всегда выше как при прямых, так и при косых зубьях, причем вращение этих колес не приводит к повышенному шуму.
В результате с помощью соединения по настоящему изобретению может быть реализовано большее передаточное отношение, чем с помощью известных соединительных устройств, причем это соединительное устройство расположено внутри корпуса с ограниченными габаритами, вмещающего зубчатые колеса обычного качества, при этом могут применяться зубчатые колеса как с прямыми зубьями, так и с косыми зубьями.
В соответствии с настоящим изобретением корпус соединительного устройства оборудован средствами регулировки, позволяющими регулировать поперечное расстояние между ведомым валом и ведущим валом.
Этот вариант осуществления соединительного устройства по настоящему изобретению чрезвычайно предпочтителен, поскольку допускает высокую степень стандартизации.
Действительно, если поперечное расстояние между ведущим валом и ведомым валом можно регулировать, то возможна реализация серии передаточных отношений при одном и том же кольцевом зубчатом колесе, поскольку достаточно всего лишь заменить шестерню на ведомом вале шестерней большего или меньшего диаметра и соответствующим образом отрегулировать поперечное расстояние между ведомым валом и ведущим валом.
Таким образом, для изменения передаточного отношения в соединительном устройстве по настоящему изобретению заменяют только одно зубчатое колесо, в то время как в известных соединительных устройствах этого типа всегда необходимо заменять оба зубчатых колеса.
То есть соединительное устройство по настоящему изобретению намного рентабельнее.
Кроме того, соединительное устройство по настоящему изобретению автоматически влечет за собой некоторую стандартизацию, поскольку серия передаточных отношений может быть реализована при одном и том же кольцевом зубчатом колесе.
Это являет собой разительный контраст известным соединительным устройствам, в которых габариты корпуса соединительного устройства определяются комбинацией зубчатого колеса на ведущем валу и зубчатого колеса на ведомом валу, что порождает значительное разнообразие корпусов, которые могут быть слишком большими и использоваться только частично.
В соответствии с настоящим изобретением корпус соединительного устройства включает в себя первую и вторую часть, причем каждая из этих частей снабжена отверстием, в котором закреплен вал - ведущий вал или ведомый вал, при этом вышеупомянутые средства регулировки образованы крепежными элементами, посредством которых первая часть и вторая часть корпуса могут быть скреплены между собой с возможностью их разъединения.
Предпочтительно, чтобы в соответствии с настоящим изобретением вышеупомянутые крепежные элементы состояли из нескольких идентично сформированных соединительных элементов, которые предусмотрены на первой части корпуса и соответствуют нескольким идентично сформированным соединительным элементам, предусмотренным на второй части корпуса, при этом соединительные элементы на каждой части корпуса имеют вращательную симметрию относительно оси вращательной симметрии, которая в собранном состоянии соединительного устройства не совпадает с осью ведущего вала или ведомого вала.
Такой вариант осуществления соединительного устройства по настоящему изобретению чрезвычайно практичен, поскольку вращательно-симметричная конструкция идентично сформированных соединительных элементов позволяет закреплять первую часть корпуса на второй части корпуса в нескольких позициях посредством крепежных элементов.
Таким образом, после отсоединения крепежных элементов первая часть может быть перемещена из первой позиции в другую позицию путем поворота первой части на определенный угол, соответствующий углу поворота или кратному числу таких углов, вокруг оси вращательной симметрии, с одновременным или последовательным одним или более продольным перемещением первой части для сближения и удаления первой и второй частей друг относительно друга.
Кроме того, в собранном состоянии соединительного устройства вышеупомянутая ось вращательной симметрии не совпадает с осью ведущего вала или ведомого вала, поэтому при простом повороте первой части относительно второй части поперечное расстояние между ведущим валом и ведомым валом изменится и это поперечное расстояние можно будет регулировать посредством такого поворота.
Очевидно, что такой вариант осуществления чрезвычайно практичен, поскольку в случае изменения передаточного отношения требуется заменить только шестерню, а поперечное расстояние между ведомым валом и ведущим валом может быть легко отрегулировано путем поворота первой части относительно второй части в позицию, соответствующую желаемому поперечному расстоянию между ними.
Одним словом, соединительное устройство, соответствующее такому варианту осуществления настоящего изобретения, может быть выполнено чрезвычайно компактным, поскольку габариты корпуса соединительные устройства определяются размером кольцевого зубчатого колеса, и это кольцевое колесо не изменяется при изменении передаточного отношения.
Кроме того, такое соединительное устройство по настоящему изобретению весьма целесообразно использовать в прикладных системах, характеризующихся разнообразием передаточных отношений.
Для наглядной иллюстрации характеристик настоящего изобретения далее в виде примеров, не носящих ограничительный характер, будет описано несколько предпочтительных вариантов осуществления одного или более соединительных устройств по настоящему изобретению, со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показано продольное сечение известного соединительного устройства между двигателем и ведомым аппаратом;
на фиг. 2 - поперечное сечение соединительного устройства по фиг. 1, по линии II-II;
на фиг. 3 - продольное сечение соединительного устройства по настоящему изобретению, в котором применено первое передаточное отношение, по аналогии с фиг. 1;
на фиг. 4 - поперечное сечение соединительного устройства по фиг. 3 по линии IV-IV, по аналогии с фиг. 2;
на фиг. 5 и 6 - продольное сечение (по аналогии с фиг. 3) и поперечное сечение (по аналогии с фиг. 4) соединительного устройства по настоящему изобретению для того же двигателя и того же ведомого аппарата, что и на фиг. 3 и 4, но в которых применено второе передаточное отношение;
на фиг. 7 - вид в перспективе части корпуса соединительного устройства по настоящему изобретению, обозначенной как F7 на фиг. 6;
на фиг. 8 - вид спереди по стрелке F8 части корпуса по фиг. 7;
на фиг. 9 - продольное сечение соединительного устройства по настоящему изобретению, в котором использован другой корпус, по аналогии с фиг. 5.
На фиг. 1 и 2 изображено известное соединительное устройство 1 между ведущим валом 2 двигателя 3 и ведомым валом 4 ведомого аппарата 5.
Двигатель 3 может представлять собой, к примеру, электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания, а ведомый аппарат 5 - ротор компрессора и т.п.
Центральная ось симметрии ведущего вала 2 продолжается вдоль осевой линии AA′, а центральная ось симметрии ведомого вала 4 продолжается вдоль осевой линии BB′, которая параллельна упомянутой линии AA′ и отстоит от нее на определенное расстояние D.
Для соединения между собой двух валов 2 и 4 соединительное устройство 1 оборудовано ведущим зубчатым колесом 6, смонтированным на ведущем валу 2, и ведомым зубчатым колесом 7, смонтированным на ведомом валу 4.
Важно отметить, что настоящее изобретение относится к таким соединительным устройствам 1, в которых ведущее зубчатое колесо 6 и ведомое зубчатое колесо 7 находятся в непосредственном зацеплении друг с другом при отсутствии промежуточных зубчатых колес и/или валов, к примеру, для реализации высокого передаточного отношения в несколько ступеней, то есть соединительные устройства 1, к которым относится изобретение, являются устройствами очень простого типа.
Кроме того, соединительное устройство 1 включает в себя также корпус 8, при этом ведущий вал 2 и ведомый вал 4, по меньшей мере, частично продолжаются через отверстия 9 в стенке корпуса, вдаваясь внутрь корпуса 8, благодаря чему ведущее зубчатое колесо 6 и ведомое зубчатое колесо 7 также вмещены в корпус 8.
Корпус 8, с одной стороны, соединен с корпусом 10 двигателя 3 и, с другой стороны, - с корпусом 11 ведомого аппарата 5, для чего в данном случае использованы болты 12.
Конечно, допускаются и другие способы соединения корпуса 8 с двигателем 3 или ведомым аппаратом 5, к примеру посредством сварного шва и т.п., и корпус 8 может даже частично образовывать часть корпуса 10 двигателя или корпуса 11 ведомого аппарата 5.
Для известных соединительных устройств 1 вышеуказанного типа показательно то, что для ведущего зубчатого колеса 6 и ведомого зубчатого колеса 7 используются зубчатые колеса с наружными зубьями 13, причем на практике эти наружные зубья 13, как правило, косые в целях получения достаточно высокого коэффициента перекрытия, а значит, ослабления толчков, вибраций и шума при повороте колес.
В иллюстрируемом примере ведущее зубчатое колесо 6 имеет диаметр Е, который превосходит диаметр F ведомого колеса 7, что позволяет получить передаточное отношение E/F, при этом ведомое колесо 7 вращается быстрее ведущего колеса 6.
Конечно, на практике известны и соединительные устройства 1, в которых ведущее колесо 6 имеет диаметр Е, который, наоборот, меньше диаметра F ведомого колеса 7, что позволяет получить передаточное отношение E/F, при этом ведомое колесо 7 вращается медленнее ведущего колеса 6.
Если необходимо получить высокое передаточное отношение, то, как известно, отношение диаметров E и F повышают, что может быть выполнено лишь в ограниченной мере, поскольку поперечное расстояние D между валами 2 и 4 налагает ограничения на максимальный диаметр E или F.
Недостатки этих известных соединительных устройств 1 уже были рассмотрены во введении и состоят прежде всего в том, что при такой конфигурации зубчатых колес 6 и 7, имеющих внешнее зацепление, теряется много пространства, что гибкость для изменения передаточного отношения является незначительной, поскольку поперечное расстояние D между валами 2 и 4 - фиксированная единица и каждый раз необходимо заменять оба зубчатых колеса 6 и 7, при этом такая конфигурация влечет за собой использование корпусов 8 всех типов и размеров, зубчатых пар 6 и 7 всех типов и размеров в зависимости от прикладной задачи, поэтому о стандартизации вопрос не стоит.
На фиг. 3 и 4 изображено соединительное устройство 14 по настоящему изобретению.
Первым важным аспектом такого соединительного устройства 14 по настоящему изобретению является то, что пара зубчатых колес 6 и 7 состоит из кольцевого зубчатого колеса 15 с внутренними зубьями и внутренним диаметром G и шестерни 17 с внешними зубьями 18 и внешним диаметром H.
Более конкретно, в иллюстрируемом примере кольцевое зубчатое колесо 15 с внутренними зубьями 16 является ведущим зубчатым колесом 6, а шестерня 17 с внешними зубьями 18 является ведомым зубчатым колесом 7, так чтобы ведомый вал 4 вращался с более высокой частотой, чем ведущим вал 2.
Тем не менее в рамках настоящего изобретения допускается приводить во вращение кольцевое зубчатое колесо 15 с помощью шестерни 17 для получения в точности обратного эффекта, то есть чтобы частота вращения ведомого вала 4 была меньше частоты вращения ведущего вала 2.
Передаточное отношение G/H показывает, сколько оборотов совершает шестерня 17 при одном полном обороте кольцевого колеса 15.
При сравнении геометрических характеристик известных соединительных устройств 1 с геометрическими характеристиками соединительного устройства 14 по настоящему изобретению становится очевидно, что при одном и том же поперечном расстоянии D между ведущим валом 2 и ведомым валом 4 соединительное устройство 14 по настоящему изобретению позволяет получить намного большее передаточное отношение G/H по сравнению с передаточным отношением E/F, получаемым с помощью известных соединительных устройств 1.
Другим важным аспектом соединительного устройства 14 по настоящему изобретению является то, что корпус 8 соединительного устройства снабжен средствами 19 регулировки, позволяющими регулировать поперечное расстояние D между ведомым валом 4 и ведущим валом 2.
В примере, иллюстрируемом фиг. 3 и 4, эти средства регулировки, соответствующие настоящему изобретению, реализованы следующим образом.
Во-первых, корпус 8 соединительного устройства 14 включает в себя первую часть 20 и вторую часть 21. В этом случае первая часть 20 корпуса 8 образует коробку для зубчатых колес 15 и 17, а вторая часть 21 представляет собой съемную крышку 21 для закрытия коробки 20, однако допускаются и многие другие возможные варианты осуществления, к примеру, вариант осуществления, когда вторая часть также частично вмещает зубчатые колеса 15 и 17, и т.п.
Далее, в иллюстрируемом примере первая часть 20 корпуса 8 соединена с корпусом 10 двигателя, а вторая часть 21 корпуса 8 соединена с корпусом 11 ведомого аппарата 5, однако в другом примере осуществления вторая часть 21 корпуса 8 может с таким же успехом быть соединена с корпусом 10 двигателя 3, а первая часть 20 корпуса 8 - с корпусом 11 ведомого аппарата 5.
В каждой из частей 20 и 21 корпуса 8 имеется также отверстие - соответственно отверстие 22 в первой части 20 и отверстие 23 во второй части 21.
Идея состоит в том, чтобы закрепить один из валов в каждом соответствующем отверстии 22 и 23 - либо ведущий вал 2, либо ведомый вал 4.
Для удобства предпочтительно, чтобы эти отверстия 22 и 23 были круглыми, а валы 2 и 4 были закреплены в отверстиях 22 и 23 так, чтобы осевая линия AA′ или BB′ этих валов 2 и 4 продолжалась через центр соответствующего отверстия 22 или 23.
Говоря вкратце, очевидно, что после скрепления между собой первой части 20 и второй части 21 позиция отверстий 22 и 23 в каждой из частей 20 и 21 корпуса 8 и позиция каждой из частей 20 и 21 корпуса 8 на соответствующем корпусе 10 или 11 двигателя 3 или ведомого аппарата 5 определяют позицию валов 2 и 4 друг относительно друга, и в частности - поперечное расстояние D между этими валами 2 и 4.
В соответствии с настоящим изобретением вышеупомянутые средства 19 регулировки поперечного расстояния D между ведущим валом 2 и ведомым валом 4 образованы крепежными элементами 19, с помощью которых первая часть 20 и вторая часть 21 корпуса 8 могут быть скреплены между собой с возможностью их разъединения.
Для регулировки поперечного расстояния D между валами 2 и 4 в принципе достаточно иметь возможность скреплять между собой две части 20 и 21 посредством крепежных элементов 19 в разных позициях этих частей друг относительно друга.
Для этой цели возможно великое множество вариантов осуществления, однако в соответствии с настоящим изобретением особенно целесообразен частный вариант осуществления, то есть вариант, когда первая часть 20 может быть закреплена на второй части 21 в первой позиции и второй позиции посредством крепежных элементов 19, при этом после удаления крепежных элементов 19 первая часть 20 может быть перемещена из первой позиции во вторую позицию путем поворота первой части 20 на определенный угол с ее одновременным или последовательным одним или более продольным перемещением для сближения и удаления первой части 20 и второй части друг относительно друга.
Как это имеет место в примере, иллюстрируемом фиг. 3 и 4, в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы первая часть 20 могла быть закреплена на второй части 21 в нескольких позициях посредством крепежных элементов 19.
Для этой цели крепежные элементы 19 на каждой части 20 и 21 корпуса 8 имеют вращательную симметрию относительно некоторой оси вращательной симметрии, причем когда соединительное устройство 14 собрано, эти оси вращательной симметрии образуют одну и ту же общую ось CC′ вращательной симметрии.
Это может быть реализовано, к примеру, посредством снабжения первой части 20 и второй части 21 корпуса 8 круговым фланцем с фрикционным покрытием, причем эти фланцы могут быть скреплены между собой посредством внешних фиксаторов.
Такой вариант осуществления настоящего изобретения позволяет размещать первую часть 20 и вторую часть 21 в любой позиции друг относительно друга.
Однако такой вариант осуществления предполагает использование дополнительных средств центрирования, к примеру, в виде центрующей кромки или установочных штырей (шипов) или аналогичных элементов.
Перед поворотом первой части 20 относительно второй части 21 корпуса 8 для изменения поперечного расстояния D между валами 2 и 4 следует удостовериться, что в собранном состоянии соединительного устройства 14 ни центральная ось симметрии или осевая линия AA′ ведущего вала 2, ни центральная ось симметрии или осевая линия BB′ ведомого вала 4 не совпадают с осью CC′ вращательной симметрии крепежных элементов 19.
Очевидно, что такой способ скрепления частей 20 и 21 корпуса 8 позволяет получить вполне единообразную систему, при этом один и тот же корпус 8 допускает регулировку поперечного расстояния D простым поворотом частей 20 и 21 друг относительно друга, что позволяет реализовывать серию конфигураций с разными передаточными отношениями.
Преимуществом здесь является и то, что в случае изменения передаточного отношения кольцевое колесо 15 может быть оставлено и должна быть заменена только шестерня 17.
В примере осуществления настоящего изобретения, иллюстрируемом фиг. 3 и 4, применяется несколько иной способ крепления, когда части 20 и 21 могут быть скреплены в ограниченном количестве позиций друг относительно друга, а более конкретно - в восьми различных позициях в данном случае.
Для этой цели и в данном случае крепежные элементы 19 состоят из серии идентично сформированных соединительных элементов 24, которые предусмотрены на первой части 20 корпуса 8 и стыкуются с серией идентично сформированных соединительных элементов 25, которые предусмотрены на второй части 21 корпуса 8.
В иллюстрируемом примере осуществления эти соединительные элементы 24 и 25 образованы отверстиями 24 и 25, размещенными на равных расстояниях друг от друга по окружности вокруг оси CC′ вращательной симметрии.
Далее, наряду с этими соединительными элементами 24 и 25 в форме отверстий 24 и 25, расположенных в частях 20 и 21, крепежные элементы 19 в данном случае состоят, разумеется, еще и из болтов и/или гаек 26, которые должны быть закреплены в этих отверстиях 24 и 25 для эффективного соединения и центрирования частей 20 и 21 корпуса 8 друг относительно друга.
Тем не менее могут, очевидно, использоваться и другие идентично сформированные соединительные элементы для достижения того же результата, к примеру, соединительные элементы на первой части 20, состоящие из болтов, которые также имеют вращательную симметрию относительно оси CC′ вращательной симметрии и могут быть состыкованы с отверстиями 25 на второй части 21, как в примере осуществления, иллюстрируемом фиг. 3 и 4.
Допускается и множество других возможных вариантов осуществления.
Благодаря единообразию формы соединительных элементов 24 и 25, а также их вращательной симметрии относительно оси CC′ вращательной симметрии, две части 20 и 21 корпуса 8 могут быть размещены друг на друге в различных позициях.
В примере, иллюстрируемом фиг. 3 и 4, следует обратить внимание и на то, что отверстие 22, которое в данном случае рассчитано для ведущего вала 2, размещено в первой части 20 корпуса 8 и имеет эксцентриситет I относительно оси CC′ вращательной симметрии.
В свою очередь, отверстие 23, которое в данном случае служит для закрепления ведомого вала 4, расположено во второй части 21 корпуса 8 и имеет эксцентриситет J.
Допустим, что валы 2 и 4 закреплены в соответствующих отверстиях 22 и 23 по их центрам, то есть в собранном состоянии соединительного устройства 14 каждый из валов 2 и 4 имеет постоянный эксцентриситет - I и J соответственно - относительно оси CC′ вращательной симметрии.
Далее, в примере, иллюстрируемом фиг. 3 и 4, две части 20 и 21 приложены друг к другу так, что ведущий вал 2 с кольцевым колесом 15 расположен выше оси CC′ вращательной симметрии и имеет эксцентриситет I, а ведомый вал 4 расположен ниже оси CC′ вращательной симметрии и имеет эксцентриситет J.
Вообще говоря, в позиции по фиг. 3 и 4 ведущий вал 2 параллелен оси CC′ вращательной симметрии, но расположен на расстоянии I от этой оси CC′ вращательной симметрии, ведомый вал 4 также параллелен оси CC′ вращательной симметрии, но расположен на расстоянии J от этой оси CC′ вращательной симметрии, и ось CC′ вращательной симметрии находится в той же плоскости, что и оси валов 2 и 4, между этими двумя валами 2 и 4.
В этой первой позиции по фиг. 3 и 4 поперечное расстояние D между валами 2 и 4 определяется как сумма эксцентриситетов I и J.
При определенной величине внутреннего диаметра G кольцевого колеса 15 величина внешнего диаметра H шестерни 17 также фиксирована, поскольку в этом случае радиус G/2, меньший поперечного расстояния D, практически соответствует радиусу H/2 внешней окружности зубьев шестерни 17.
В первой позиции частей 20 и 21 корпуса 8 (фиг. 3 и 4), поперечное расстояние D относительно велико, что обуславливает относительно малый внешний диаметр H шестерни 17, а значит, относительно высокое передаточное отношение G/H.
На фиг. 5 и 6 также изображено соединительное устройство 14, соответствующее настоящему изобретению, между ведущим валом 2 того же двигателя 3 и ведомым валом 4 того же аппарата 5, однако на этот раз передаточное отношение другое.
В данном случае использовано то же кольцевое зубчатое колесо 15 и тот же корпус 8 с теми же частями 20 и 21, что и на фиг. 3 и 4, но другая шестерня 17 с другим внешним диаметром K, и части 20 и 21 размещены в другой - второй - позиции друг относительно друга.
Более конкретно, из первой позиции, показанной на фиг. 3 и 4, первая часть 20 перемещена во вторую позицию путем ее поворота на 180° относительно второй части 21, что отражено на фиг. 5 и 6.
Отверстия 22 и 23 по-прежнему размещены на соответствующих частях и имеют те же эксцентриситеты I и J относительно оси CC′ вращательной симметрии, но эти эксцентриситеты I и J ориентированы иначе друг относительно друга, так что поперечное расстояние D изменилось.
Действительно, в примере, иллюстрируемом фиг. 5 и 6, две части 20 и 21 размещены друг на друге так, что ведущий вал 2 с кольцевым зубчатым колесом 15 расположен под осью CC′ вращательной симметрии и имеет эксцентриситет I, а ведомый вал 4 расположен под осью CC′ вращательной симметрии и имеет эксцентриситет J.
Вообще говоря, во второй позиции, показанной на фиг. 5 и 6, ведущий вал 2 параллелен оси CC′ вращательной симметрии, но расположен на расстоянии I от этой оси CC′ вращательной симметрии, и ведомый вал 4 также параллелен оси CC′ вращательной симметрии, но расположен на расстоянии J от этой оси CC′ вращательной симметрии, причем эта ось CC′ вращательной симметрии расположена в той же плоскости, что и оси валов 2 и 4, но в данном случае ведущий вал 2 расположен между ведомым валом 4 и осью CC′ вращательной симметрии, не как в случае по фиг. 3 и 4.
В этой второй позиции по фиг. 5 и 6 поперечное расстояние D между валами 2 и 4 определяется как расстояние между эксцентриситетами I и J.
В этой второй позиции по фиг. 5 и 6 радиус G/2 кольцевого колеса 15, меньший поперечного расстояния D, должен практически соответствовать радиусу K/2 внешней окружности зубьев 18 шестерни 17, и поскольку диаметр G не изменился, а поперечное расстояние D между валами 2 и 4 уменьшилось в сравнении с первой позицией, показанной на фиг. 3 и 4, то диаметр K шестерни 17 во второй позиции должен превышать этот диаметр в первой позиции для обеспечения корректного зацепления между кольцевым колесом 15 и шестерней 17.
Как следствие, передаточное отношение G/K в случае размещения частей 20 и 21 в соответствии с фиг. 5 и 6 меньше передаточного отношения G/H, реализованного в случае размещения частей 20 и 21 в первой позиции, которая показана на фиг. 3 и 4.
Более конкретно, при одном и том же кольцевом колесе 15 и корпусе 8 передаточное отношение G/H соответствует максимальному, когда части 20 и 21 размещены в первой позиции в соответствии с фиг. 3 и 4, а передаточное отношение G/K соответствует минимальному, когда части 20 и 21 размещены во второй позиции в соответствии с фиг. 5 и 6.
Очевидно, что части 20 и 21 могут быть расположены и в других позициях друг относительно друга в соответствии с углом поворота, который в данном случае кратен 45° за счет конфигурации с восьмью отверстиями 24, причем в этих различных позициях частей 20 и 21 друг относительно друга эксцентриситеты по-прежнему ориентированы иначе относительно оси CC′ вращательной симметрии и уже не расположены в одной плоскости, при этом образовано поперечное расстояние D между валами 2 и 4, которое принимает значения в диапазоне между двумя экстремальными значениями, получаемыми при размещении частей 20 и 21 в первой и второй позиции друг относительно друга.
Конечно, может быть реализовано множество вариаций такого соединительного устройства 14 по настоящему изобретению за счет увеличения количества отверстий 24, изменения эксцентриситетов I и J и т.п.
На фиг. 7 и 8 первая часть 20 корпуса 8 показана отдельно, при этом четко видно, что первая часть 20 корпуса 8 выполнена в виде цилиндрической коробки 20 с цилиндрической стенкой 26 и круговым основанием 27 с осью 28, в центре которого имеется отверстие 22 с осью 28, предназначенное для ведущего вала 2 или ведомого вала 4.
Если, как на предыдущих фиг. 3-6, ведущий вал 2 закреплен в отверстии 22, то в этом случае центральная ось симметрии цилиндрической стенки 26 и основания 27 совпадает с осевой линией AA′ ведущего вала 2.
В основании 27 концентрически вокруг оси 28 расположены также отверстия 29, позволяющие закрепить посредством болтов первую часть 20 на корпусе 10 двигателя 3, к примеру, посредством болтов 12.
На крае цилиндрической стенки 26, противоположном основанию 27, имеется также фланец 30 с кольцевой боковой поверхностью 31 и осью 32, причем в этом кольцевом фланце 30 концентрически вокруг оси 32 фланца 30 расположены отверстия 24, образующие идентично сформированные соединительные элементы 24.
Важно отметить, что ось 32 фланца 30 не лежит на центральной оси симметрии цилиндрической стенки 26, а значит, и на осевой линии AA′ ведущего вала, и расположена с некоторым эксцентриситетом I относительно этой центральной оси симметрии.
Отверстия 24 фланца 30 образуют соединительные элементы 24, посредством которых первая часть 20 корпуса 8 соединена со второй частью 21 корпуса 8, поэтому в иллюстрируемом примере центральная ось симметрии фланца 30 соответствует оси CC′ вращательной симметрии соединительных элементов 24, упомянутых выше.
Вторая часть 21 корпуса 8 не показана отдельно, однако очевидно, что такая вторая часть может вполне быть выполнена в виде дискообразной крышки 21 с кольцевой боковой поверхностью, которая соответствует кольцевой боковой поверхности 31 фланца 30, и в этой крышке предусмотрены отверстия 25, соответствующие отверстиям 24 фланца 30.
Далее, если отверстие 23 в этой крышке 21 расположить с определенным эксцентриситетом J по отношению к оси крышки 21, то можно получить все преимущества соединительного устройства по настоящему изобретению.
Из фиг. 9 видно то, что части 20 и 21 могут иметь специальную форму, не рассмотренную выше, и в этом случае первая часть 20 имеет не цилиндрическую стенку 26, а стенку с некоторым уклоном 33 в направлении фланца 30, отходящим от основания 27.
Конечно, допускаются и многие другие варианты осуществления.
В описании и на чертежах ведущий вал всегда - вал двигателя, однако понятие «ведущий вал двигателя» в рамках настоящего изобретения не сводится к этому, поскольку данным ведущим валом может, к примеру, быть и вал, соединенный с валом двигателя посредством муфты.
Настоящее изобретение ни в коем случае не ограничено вариантами осуществления соединительного устройства 14 по настоящему изобретению, которые описаны в виде примера и проиллюстрированы на чертежах, при этом соединительное устройство 14 по настоящему изобретению может быть реализовано в виде вариаций любого рода без выхода за рамки объема изобретения.