зубчатая роликовая передача

Формула изобретения

Зубчатая роликовая передача, содержащая зубчатые колеса с круговым профилем арочных впадин зубьев колес, торцовые сепараторы с упругими вставками, расположенные с двух сторон одного из колес, тороидальные ролики-зубья, установленные во впадины этого колеса, и кольцо, охватывающее ролики-зубья в середине колеса, отличающаяся тем, что она снабжена пружинными пластинами, установленными на кольце, и стопорным устройством, состоящим из штифтов и стаканов, в которых размещены пружины и штоки, необходимым для установления жесткой связи между несущим колесом и кольцом при реверсивной работе передачи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к зубчатым роликовым передачам.

Известна цилиндрическая зубчато-роликовая передача (авторское свидетельство 1265419, МКИ F 16 Н 1/24, 1986 г.), 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.

Известна также цилиндрическая зубчато-роликовая передача (авторское свидетельство 1446390, МКИ F 16 Н 1/24, 1988 г.), состоящая из зубчатых колес с круговыми профилями впадин арочных зубьев, тороидальных роликов-зубьев и упругого или жесткого кольца, охватывающего ролики-зубья в среднем сечении несущего колеса. В случае применения упругого кольца производят симметричную ориентацию роликов-зубьев. Однако использовать упругое кольцо в зубчато-роликовой передаче можно лишь при небольших окружных скоростях (до 5 м/с). Кроме того, уровень шума и вибраций передачи при симметричной ориентации роликов выше, чем при ориентации роликов на вход в зацепление.

Недостатками конструкции зубчато-роликовой передачи с жестким кольцом (в которой производят ориентацию роликов на вход в зацепление) являются высокий шум, вибрация и ударные нагрузки при реверсивной ее работе.

В предлагаемой передаче предусмотрена возможность автоматического регулирования роликов на вход в зацепление (в зависимости от направления вращения колес) за счет установки жесткого кольца с пружинными пластинами на несущем (ведомом) колесе и возможности регулировки и фиксации их относительного положения, что позволяет повысить плавность работы передачи, снизить шум и увеличить долговечность при реверсе.

Сущность изобретения.

На фиг. 1 изображен профильный вид устройства; на фиг.2 дан разрез А-А, показывающий расположение элементов передачи при вращении несущего колеса против часовой стрелки; на фиг.3 - разрез А-А, дающий представление о взаимном расположении элементов передачи при смене направления вращения.

Передача состоит из ведущего колеса 1, имеющего арочные зубья с круговым профилем в нормальном сечении, ведомого колеса 2, выполненного с такими же зубьями, что и колесо 1. Во впадины колеса 2 уложены тороидальные ролики-зубья 3, торцы которых закреплены в упругих вставках 4 сепараторов 5. Ролики-зубья сориентированы в упругих вставках сепараторов таким образом, что их концы прижаты к впадинам зубьев колеса 2, а вершины роликов находятся на максимальном расстоянии от поверхности начального цилиндра несущего колеса. В среднем сечении зубчатого венца колеса 2 установлено охватывающее ролики-зубья жесткое кольцо 6. Внутренний диаметр кольца назначается с учетом максимального отклонения оси ролика от начального цилиндра несущего колеса в среднем сечении зубчатого венца. На колесе 1 выполнена кольцевая канавка 7 под кольцо 6. Для обеспечения необходимого угла поворота колеса 2 относительно кольца 6 при изменении вращения для переориентации роликов в последнем фрезеруются сквозные пазы 8. Кроме того, в кольце 6 имеются лунки 9 и пружинные пластины 10. Для установления жесткой фиксации между кольцом 6 и колесом 2 предусмотрено стопорное устройство, состоящее из штифтов 11 и стаканов 12, в которых размещены пружины 13 и штоки 14.

Работает передача следующим образом.

При вращении несущего колеса против часовой стрелки (фиг.1) точки контакта движутся с ускорением от торцов колес 1 и 2 к среднему по ширине сечению (а₃в₃, а₂в₂, a₁в₁). В процессе работы штифт 11 занимает в пазу 8 кольца 6 такое крайнее положение (фиг.2), при котором пружинные пластины 10 не воздействуют на ролики-зубья, а только касаются их, при этом вершины роликов находятся на максимальном расстоянии от поверхности начального цилиндра несущего колеса. Шток 14 за счет центробежных сил преодолевает усилие пружины 13, работающей на сжатие, и упирается во внутреннюю полость кольца 6. (В данном случае шток 14 не обеспечивает жесткой фиксации между несущем колесом и кольцом). В процессе зацепления поверхности зубьев колес свободно перекатываются по тороидальной поверхности роликов-зубьев. За один оборот колеса 2 ролики-зубья 3 движутся следующим образом. В период, когда ролик 3 находится вне зоны зацепления, он вращается вместе с колесом 2 вокруг его оси. Удерживается ролик 3 во впадине между зубьями за счет упругих вставок 4 и кольца 6, которое компенсирует действующую на ролик центробежную силу и препятствует его отходу от дна впадин между зубьями колеса 2.

При изменении направления вращения (фиг.1) в зоне среднего сечения передач и образуются две точки контакта a₁в₁, которые начинают двигаться с замедлением к торцам колес 1 и 2 (a₁в_1, а₂в₂, а₃в₃). Штифт 11 вместе с колесом 2 занимает другое крайнее положение в пазу 8 (фиг.3). В момент пуска, при котором штифт 11 переходит из одного положения в другое, кольцо 6 (в силу своей инертности) остается неподвижным, а вершина ролика 3, упираясь в пружинную пластину 10, прижимается к впадине между зубьями колес (силы упругости пружинных пластин должны быть больше сил упругости вставок сепараторов). За счет центробежных сил шток 14 выходит из стакана 12 и, преодолевая усилие пружины 13, попадает в лунку 9, осуществляя жесткую связь между несущим колесом 2 и кольцом 6.

Таким образом, при вращении несущего колеса по часовой стрелке вершины роликов-зубьев оказываются сориентированы на вход в зацепление. В зону зацепления в начальный период времени вершины роликов-зубьев 3 попадают прижатыми ко дну впадин колеса 2, за счет чего повышается плавность работы передачи при реверсе, снижается шум, повышается ее долговечность. Это позволяет расширить эксплутационные возможности применения зубчатой роликовой передачи с арочными зубьями.

Устройство может найти применение в бортовых редукторах гусеничных и колесных машин, в механизмах горнорудной промышленности, в подъемно-транспортном оборудовании, в передачах открытого типа, работающих в условиях загрязненной среды.