ЗУБЧАТАЯ РОЛИКОВАЯ ПЕРЕДАЧА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к зубчатым роликовым передачам.
Известна цилиндрическая зубчатая роликовая передача (авторское свидетельство 1265419, МКИ F16Н 1/24, 1986 г.), образованная на базе производящей рейки, состоящая из зубчатых колес с круговыми профилями впадин зубьев, в которых впадины зубьев колес выполнены арочными, а ролики-зубья - тороидальными. Недостатком такой передачи является повышенная виброакустическая и шумовая активность, а также работа с ударными нагрузками.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой конструкции является зубчатая роликовая передача (авторское свидетельство 1446390, МКИ F16Н 1/24, 1988 г.), образованная на базе производящей рейки, состоящая из зубчатых колес с круговыми профилями впадин арочных зубьев, тороидальных роликов-зубьев и жесткого кольца, охватывающего ролики-зубья в среднем сечении несущего колеса.
Недостатком конструкции зубчатой роликовой передачи с жестким кольцом (в которой производят ориентацию роликов-зубьев на вход в зацепление) являются узлы крепления роликов-зубьев, состоящие из резиновых вставок, установленных в пазах торцовых сепараторов. Ввиду того, что ролики-зубья во время вращения колес совершают колебательные движения, резиновые вставки непрерывно деформируются и перестают выполнять функцию ориентации роликов-зубьев на вход в зацепление, что приводит к увеличению шума, вибрации, ударным нагрузкам и, в конечном итоге, снижению долговечности передачи.
Проведенные натурные испытания зубчатой роликовой передачи с жестким кольцом (см. фото) показали, что узлы крепления роликов-зубьев, представляющие собой резиновые вставки, интенсивно изнашивались и попытки улучшить их надежность не дали положительных результатов из-за постоянного колебания концов роликов-зубьев в резиновых вставках.
Техническая задача полезной модели состоит в увеличении долговечности, а также уменьшении веса и габаритов зубчатой роликовой передачи, если нет необходимости ее работы при реверсе.
Техническим результатом является увеличение долговечности и снижение шума зубчатой роликовой передачи за счет снижения ударных нагрузок при входе роликов-зубьев в зацепление, а также уменьшение веса и габаритов зубчатой роликовой передачи за счет отсутствия торцовых сепараторов.
Пример реализации полезной модели иллюстрируется чертежами.
На фигуре 1 представлено наглядное изображение зубчатой роликовой передачи, показывающее расположение элементов передачи при вращении несущего колеса против часовой стрелки; на фигуре 2 - наглядное изображение ведомого (несущего) колеса с четвертью выреза; на фигуре 3 - вид спереди; на фигуре 4 - разрез А-А.
Зубчатая роликовая передача состоит из ведущего колеса 1, выполненного с арочными зубьями, имеющего круговой профиль в нормальном сечении, ведомого (несущего) колеса 2 с аналогичными арочными зубьями. В арочные впадины несущего колеса 2 установлены тороидальные ролики-зубья 3. В проточках роликов-зубьев, выполненных на его концах, установлены пружинные кольца 4. В среднем по ширине сечения зубчатого венца колеса 2 расположено жесткое кольцо 5. Внутренний диаметр кольца берется с учетом максимального отклонения вершины тороидального ролика-зуба от начального цилиндра несущего колеса 2 в среднем по ширине сечения зубчатого венца. На колесе 1 имеется кольцевая канавка 6, в которой в зоне зацепления колес 1 и 2 расположено жесткое кольцо 5.
В заявляемой передаче реализуется вариант зацепления Новикова, так как диаметр тороидального ролика-зуба может быть выбран меньшим, чем диаметр впадины с круговым профилем в нормальном сечении, расположенной между арочными зубьями передачи.
Работает передача следующим образом.
1
1
2
2
3
3
При вращении несущего колеса 2 против часовой стрелки за счет арочной формы зубьев образуются две симметричные точки контакта (фиг. 2), которые движутся с ускорением от торцов колес 1 и 2 к среднему по ширине сечению зубчатого венца (aв, ав, ав). В процессе работы передачи арочные поверхности зубьев колес 1 и 2 перекатываются по тороидальной поверхности роликов-зубьев 3, благодаря кольцевой канавке 6, выполненной под жесткое кольцо 5.
За один оборот несущего колеса 2 тороидальные ролики-зубья 3 производят движение следующим образом.
Во время, когда ролик-зуб 3 находится вне зоны зацепления, он вращается вместе с несущим колесом 2 вокруг его оси. Удерживается ролик-зуб в арочной впадине между зубьями за счет двух пружинных колец 4, расположенных в проточках ролика-зуба и жесткого кольца 5, которые компенсируют действующую на ролик-зуб центробежную силу. При этом отпадает необходимость установки сепараторов для крепления роликов-зубьев на торцовых плоскостях несущего колеса, поскольку симметричное распределение нагрузки (наличие двух симметрично расположенных площадок контакта) за счет арочной формы зубьев приводит к отсутствию осевых усилий в зацеплении и возможности самоустановки роликов-зубьев относительно среднего по ширине сечения зубчатого венца несущего колеса, что позволяет компенсировать погрешности изготовления и монтажа колес. Благодаря действию пружинных колец, в зону зацепления ролик-зуб 3 попадает всегда прижатым своими концами к дну арочных впадин между зубьями несущего колеса 2, а вершина ролика-зуба в этот момент находится на максимальном расстоянии от начального цилиндра несущего колеса 2, за счет чего снижается шум, повышается плавность работы передачи и увеличивается ее долговечность.
Представляется перспективным использование предлагаемой зубчатой роликовой передачи в механизмах горнорудной промышленности, в подъемно-транспортном оборудовании, в передачах открытого типа, работающих в условиях загрязненной среды, в зубчатых передачах, которые работают с частыми кратковременными перегрузками.