двухпоточная зубчатая передача

Формула изобретения

1. Двухпоточная зубчатая передача, содержащая корпус, установленные в нем ведущий и ведомый валы с закрепленными на них прямозубыми колесами и один промежуточный вал с прямозубыми колесами, взаимодействующими с колесами ведущего и ведомого валов, отличающаяся тем, что ведущий вал установлен закрученным на величину ₁, определяемую из выражения

₁=LT_ведущ./(GJ _р),

где ₁ - угол поворота ведущего вала, рад.;

L - длина ведущего вала, мм;

Т _ведущ. - крутящий момент ведущего вала, Нм;

G - модуль сдвига, Па;

J_p - полярный момент инерции сечения ведущего вала относительно его центра тяжести, м⁴.

2. Двухпоточная передача по п.1, отличающаяся тем, что прямозубое колесо одного из потоков ведущего вала нарезано со смещением ₂ относительно прямозубого колеса другого потока того же вала, где ₂= ₁.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции двухпоточных зубчатых передач, и может быть использовано в робототехнике.

Известна двухпоточная зубчатая передача, содержащая ведущее зубчатое колесо и установленные на подшипниках в корпусе зубчатой передачи промежуточные и ведомые зубчатые колеса, при этом плоскость, в которой размещены оси промежуточных зубчатых колес, расположена между осями ведущего и ведомого зубчатых колес, здесь ведущее зубчатое колесо расположено в серьгах, которые установлены по разные стороны промежуточного зубчатого колеса на его опорном элементе с возможностью поворота относительно него (№2066637, кл. F16H 1/22, В60К 17/32).

Конструкция этой зубчатой передачи сложна в изготовлении и не применяется в робототехнике.

Известна двухпоточная зубчатая передача, содержащая корпус, размещенные в нем на подшипниках ведущий и ведомый валы с зубчатыми колесами, взаимодействующими с колесами ведущего и ведомого валов, и механизм выравнивания нагрузки между колесами. Этот механизм выравнивания нагрузки выполнен в виде подшипникового узла, установленного на ведущем валу, упомянутый узел представляет собой установленные последовательно и коаксиально друг другу стакан, гильзу и механизм ее передвижения, выполненный в виде пары подвижных клиньев с противоположным уклоном, в корпусе перпендикулярно плоскости его разъема выполнены направляющие, а гильза установлена с возможностью перемещения по этим направляющим.

Кроме этого, стакан выполнен эксцентриковым и установлен с возможностью поворота относительно гильзы (№2062925, кл. F16H 3/20, 27.06.1996).

Эта передача обеспечивает двухпоточную передачу момента, однако, требуется высокая точность изготовления и обработки гильзы, стакана и подвижных клиньев.

Известна двухпоточная зубчатая передача, конструкция которой принята в качестве прототипа, содержащая корпус, установленный в нем ведущий, промежуточный и ведомый валы с закрепленными на них косозубыми колесами, в этой передаче зубчатые колеса передают крутящий момент от ведущего, через промежуточный, к ведомому валу (Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие / Л.В.Курмаз, А.Т.Скойбеда. - М.: Высш. шк., 2004. - 309 с.: ил.).

Эта передача обеспечивает двухпоточную передачу момента от ведущего к ведомому валу, при такой схеме эпюра крутящего момента Т_ведущ. для входящего вала при равной нагрузки зубчатых зацеплений должна иметь вид, представленный на фиг.1, однако, такая эпюра может быть только при одинаковом значении передаваемого крутящего момента обоими потоками, и любое изменение значения момента приведет к неравномерности загрузки потоков, вследствие изменения угла закручивания участка II ведущего вала, это приводит к возникновению бокового зазора между зубьями зубчатых колес одного из потоков. А отсутствие возможности регулировки боковых зазоров между зубьями также отрицательно влияет на качество и технологические возможности устройства.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в равномерном распределение мощностей по потокам.

Эта задача решается следующим образом.

В известной двухпоточной зубчатой передаче, содержащей корпус, установленные в нем ведущий и ведомый валы с закрепленными на них прямозубыми колесами, и один промежуточный вал с зубчатыми колесами, взаимодействующими с колесами ведущего и ведомого валов, согласно изобретению ведущий вал установлен закрученным на величину ₁, определяемую из выражения

₁=LT_ведущ./(GJ _p),

где ₁ - угол поворота ведущего вала, рад.;

Т_ведущ. - крутящий момент ведущего вала, Нм;

L - длина ведущего вала, мм;

G - модуль сдвига, Па;

J_p -полярный момент инерции сечения ведущего вала относительно его центра тяжести, м ⁴.

Кроме этого, прямозубое колесо одного из потоков ведущего вала нарезано со смещением ₂ относительно прямозубого колеса правого потока того же вала, где ₂= ₁.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой передачи по разъему корпуса и эпюра Т _ведущ.

На фиг.2 изображены зубчатые колеса ведущего вала, вид А на фиг.1.

Зубчатая передача содержит корпус 1, в котором смонтированы ведущий вал 2 с зубчатыми колесами 3, 4 и ведомый вал 5 с зубчатым колесом 6, взаимодействующими с зубчатыми колесами 7, 8 и 9 промежуточного вала 10.

Зубчатое колесо 3 нарезано со смещением ₂ относительно зубчатого колеса 4 в сторону, противоположную крутящему моменту ведущего вала (Т _ведущ.), что позволяет при установке закручивать ведущий вал на величину ₁ (фиг.2).

Устройство работает следующим образом. Ведущий закрученный вал 2 относительно своего номинального положения начинает откручиваться на величину ₁, тогда разница боковых зазоров зубчатых колес правого и левого потоков компенсируется поворотом вала, в отрегулированном положении передача готова к работе.

Крутящий момент с ведущего вала 2 через зубчатые колеса 3, 4 передается на зубчатые колеса 8, 9 промежуточного вала 10, а с промежуточного вала 10 через зубчатое колесо 7 крутящий момент передается на зубчатое колесо 6 ведомого вала 5, при этом осуществляется равномерная нагрузка передачи мощности левым и правым потоками.

Промышленная применимость изобретения относится к сфере позиционирования робототехники.

В связи с этим изобретением устройство может быть использовано на заводах, производящих робототехнику или на предприятиях, где она применяется. Это изобретение позволяет обеспечить высокую точность позиционирования автоматизированных устройств за счет уменьшения бокового зазора в зубчатых передачах, с выравниванием мощностей по потокам.