ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА

Полезная модель относится к червячным передачам и может быть использована в редукторных приводах, применяемых в авиационной, космической технике, приборостроении и общем машиностроении.
5
В приводах вращения рамки подвеса гиростабилизаторов, применяемых в системах ориентации и стабилизации космических аппаратов, используются прецизионно-силовые редукторы, к которым предъявляются жесткие требования по обеспечению самоторможения, отсутствию люфта и обеспечению длительного ресурса работы (не менее 1,5·10 часов). Создание самоторможения в редукторе можно достичь применением червячной передачи. Но классическая червячная передача не может быть использована в связи с тем, что в соотвествии с нормами стандарта [1] она имеет люфт и не обеспечивает требуемый ресурс работы из-за износа зубьев, поскольку в контактной зоне имеется трение скольжения.
Для увеличения ресурса и исключения трения скольжения предлагаются конструктивные модификации червячной передачи с трением качения в контактной зоне червяк - червячное колесо.
Известна червячная передача [2], включающая червяк и червячное колесо, отличающееся тем, что червячное колесо имеет зубья, выполненные в виде вращающихся роликов с эвольвентным профилем, с осью, которая посажена в шарикоподшипники, находящиеся в корпусе червяного колеса.
Недостатком такой передачи является наличие боковых зазоров между роликами червячного колеса и червяком, так как для вращения ролика необходимо, чтобы он имел силовое взаимодействие одной стороной с зубом червяка, а другой, диаметрально противоположной, не касался соседнего зуба, то есть имелся зазор между роликом и зубом, называемым боковым зазором. Наличие бокового зазора приводит к люфту червячной передачи, что недопустимо в прецизионных редукторных приводах, в частности, приводах вращения рамки гиростабилизатора.
Предлагается червячная передача с отсутствием люфта выходного вала. На фигурах 1 и 2 схематично изображена конструкция этой передачи.
Передача содержит червяк 1, выполненный в виде цилиндра с винтовой ребордой на его наружной поверхности, червячное колесо, содержащее два соосных диска: основной 2, жестко связанный с выходным валом передачи и вспомогательный 3, установленный на основном и имеющий возможность вращаться относительно оси основного диска. Диски 2 и 3 стянуты между собой упругими элементами, например, цилиндрическими пружинами 4.
На боковой поверхности диска 2 установлены стойки 5, равномерно расположенные по окружности диаметром Д, и несущие ролики 6 со сферическим профилем на наружной поверхности, установленные на шарикоподшипниках 7. На боковой поверхности диска 3 установлены равномерно расположенные стойки 8, проходящие через пазы в диске 2, несущие ролики 6 со сферическим профилем на наружной поверхности, и установленные на шарикоподшипниках 7.
Под действием пружины 4 соседние ролики 6 дисков 2 и 3 прижимаются к противоположным сторонам винтовой реборды червяка.
На фигуре 3 представлена 3D-модель предлагаемой червячной передачи.
Передача работает следующим образом. При вращении червяка 1, его реборда продвигаясь между парой роликов 6 дисков 2 и 3, заставляет вращаться эти диски. При повороте на один оборот червяка его реборда плавно выходя из одной пары роликов и входя в другую пару роликов, тем самым создавая равномерное движение дисков и. следовательно, выходного вала передачи.
Передаточное число предлагаемой передачи определяется по формуле:
где Д - диаметр окружности расположения роликов на дисках 2 и 3,
t - шаг винтовой реборды червяка.
Предлагаемая червячная передача является реверсивной: при изменении направления вращения червяка 1 на противоположное диски 2 и 3 также изменяют свое вращение на противоположное. При смене направления вращения сохраняется силовое взаимодействие роликов 6 дисков 2 и 3 с ребордой червяка 1 и тем самым обеспечивается безлюфтовость передачи.
Литература
1. ГОСТ 19036-81 Передачи червячные цилиндрические.
2. Патент РФ №21078 от 20.12.2001. Червячная передача. Чаевский М.И. Братчикова М.А.