Безлюфтовая зубчатая передача
ANTIBACKLASH GEAR TRAIN

Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения и может быть использовано в реверсивных приводах, например, в приводах шарнирных узлов механических систем космических аппаратов.
Известно устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента, выполненное на базе разрезных колес, содержащее ведомое зубчатое колесо в виде двух зубчатых венцов один из которых жестко установлен на валу, а второй подпружинен и установлен соосно с первым (патент СССР № 602727 от 15.04.1978).
Также известно устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента (патент РФ № 2325571 от 19.06.2008), содержащее ведущее зубчатое колесо, зацепляющееся с двумя зубчатыми венцами ведомого зубчатого колеса, один из которых жестко устанавливается на вал, а второй подпружинен торсионным устройством.
Также известно зубчатое колесо с упругими зубьями (патент РФ 175580 от 10.08.2016), зубья которого имеют пазы в центральной части и на периферии.
Наиболее близким аналогом является устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента (патент РФ № 2325571 от 19.06.2008), содержащее ведущее зубчатое колесо, введенное в зацепление с ведомым зубчатым колесом, выполненным из двух соосно расположенных зубчатых венцов, первый из которых жестко закреплен на конце вала, имеющего осевую торцевую полость, а второй выполнен с осевым выступом и внутренним радиальным буртиком и смонтирован на валу с возможностью разворота относительно первого, а также торсион, установленный в полости вала и закрепленный одним концом в днище полости вала, вторым - размещенный в осевом выступе второго зубчатого венца, отличающееся тем, что второй конец торсиона выполнен с выступающим хвостовиком для его закрутки, охвачен внутренним радиальным буртиком второго зубчатого венца и установлен с возможностью разворота в осевом выступе второго зубчатого венца для последующей фиксации положения после упругого скручивания торсиона.
Данное устройство принято за прототип.
Основным недостатком известных устройств, включая прототип, является – отсутствие возможности контроля момента взведения торсионного механизма в любой момент эксплуатации зубчатой передачи, то есть отсутствие возможности, например, отслеживания изменения момента затяжки или характеристик упругого элементапосле его транспортировки или хранения.
Для заявленного устройства выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: безлюфтовая зубчатая передача, состоящая из ведущего и ведомого зубчатых колес, упругого элемента, создающего крутящий момент на ведомой шестерне.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в реализации конструкции безлюфтовой зубчатой передачи, обеспечивающей более высокие эксплуатационные качества, например, контролепригодности.
Поставленная задача решается за счет того, что в безлюфтовой зубчатой передаче, состоящей из ведущего и ведомого зубчатых колес, упругого элемента, создающего крутящий момент на ведомой шестерне, упругий элемент, представляющий собой спиральную пружину, установлен на переходной втулке, которая надета на вал ведомой шестерни и зафиксирована винтом, при этом винт имеет меньший диаметр, чем отверстие для крепления, выполненное во втулке.
Изобретение поясняется фиг. 1 - общим видом безлюфтовой зубчатой передачи.
Устройство безлюфтовой зубчатой передачи включает в себя ведущее зубчатое колесо 1, введенное в зацепление с ведомым зубчатым колесом 2, жестко закрепленное на валу 3. На вал 3 надета переходная втулка 5 и фиксирована крепежным винтом 6 через отверстие А. Отверстие А имеет диаметр больший, чем диаметр крепежного винта 6, поэтому переходная втулка 5 может прокручиваться в пределах зазора между винтом и отверстием, что позволяет в пределах данного зазора измерить крутящий момент M, создаваемый спиральной пружиной 4. На переходную втулку 5 устанавливается спиральная пружина 4 которая сообщает ей момент М, который передается через вал 3 на ведомое зубчатое колесо 2, тем самым приводя к постоянному контакту ведущего 1 и ведомого зубчатого колеса 2 (выбиранию люфта).
Устройство работает следующим образом. Когда ведущее зубчатое колесо 1 вращается, вращается зубчатое колесо 2 при этом, на всем протяжении вращения пружина 4 сообщает крутящий момент М на переходную втулку 5, вал 3 и ведомое зубчатое колесо. За счет постоянно приложенного крутящего момента М ведущее зубчатое колесо 1 и ведомое зубчатое колесо 2 находятся в постоянном контакте. В случае необходимости замера момента создаваемого спиральной пружиной 4, переходная втулка 5 проворачивается в пределах зазора между отверстием А и крепежным винтом 6, разобщая вал 3 и переходную втулку 5 и проводя замер момента М.
Технический эффект заключается в применении переходной втулки с отверстием большим, чем диаметр крепежного элемента, что позволяет контролировать момент, создаваемый пружиной, в любой момент времени при наземной эксплуатации космического аппарата.