Фрикционный шариковый механизм передачи вращения между несоосными валами и управляемая сцепная муфта на его основе

выполнены в виде охватывающих друг друга частей сферы с кольцевыми дорожками в виде канавок. расположенными на обращенных друг К другу поверхностях соответствующих элементов. а угол наклона канавок относительно друг друга не превышает величину угла заклинивания Шариков.2. Фрикционный Шариковый Механизм по п 7 . отличающийся тем. что кольцевые канавки имеют две области пересечения7 Фрикционный Шариковый механизм по п 7 . отличающийся тем. что кольцевые канавки имеют одну область пересечения7 . Фрикционный Шариковый механизм по п. 2 или 7 . отличающийся тем. что кольцевые канавки выполнены с профилями. обеспечивающими разные радиусы качения Шариков по канавкам ведущего и ведомого элементов.5 . Фрикционный Шариковый механизм по п 2 или 7 . отличающийся тем. что в нем. по меньШей мере. один из охватывающих друг друга элементов выполнен упруго подвижным в радиальном направлении. по крайней мере. в области расположения кольцевой канавки.6 . Фрикционный Шариковый механизм по п 2 или 7 . отличающийся тем. что вь 1 полнен в виде двух фрикционных Шариковых механизмов передачи вращения между несоосными валами. при этом ведущий элемент второго фрикционного Шарикового механизма соединен с выходным валом первого фрикционного Шарикового механизма.7 7 Фрикционный Шариковый механизм по п 2 или 7 . отличающийся тем. что вь 1 полнен в виде нескольких фрикционных Шариковых механизмов передачи вращения между несоосными валами. последовательно соединенных между собой.7 . Управляемая сцепная муфта для соединения валов с пересекающимися осями при помощи сил трения. создаваемых на контактных поверхностях сцепляющихся частей муфты. содержащая рычажный механизм. обеспечивающий расцепление контактных поверхностей в моменты выключения. отличающаяся тем. что сцепляющиеся части муфты выполнены в виде фрикционного Шарикового механизма передачи вращения между несоосными валами по п. 2 или 7 . рычажный механизм соединен. по меньШей мере. с одним из охватывающих друг друга элементов с возможностью поворота данного элемента на угол. обеспечивающий параллельность кольцевых канавок или их пересечение под углом. превь 1 Шающим угол заклинивания. а между ведущим и ведомым элементами введен сепаратор сферической формы с окнами для размещения Шариков.Изобретение относится к области общего машиностроения. а именно к фрикционным передачам вращения. использующим Шарики или ролики для сообщения вращательного движения трением. и может быть использовано в приводах маШин и механизмов самого Широкого назначения.Известные фрикционные Шариковые передачи используют Шарики. зажатые между поверхностями ведущего и ведомого элементов. сцепляющиеся с поверхностями ведущего и ведомого элементов. для передачи момента вращения между ними. исключительно за счет сил трения качения. Такое устройство с зацеплением Шарика между двумя дисками описано в патентах США 2 2 7 9 2 5 7 . 2 5 7 2 7 7 7 . 7 7 7 7 7 6 7 6 между двумя конусными поверхностями - в патентах США 7 2 7 2 7 2 5 . 7 7 7 7 7 6 5 . 7 6 7 7 7 7 7 . В таких устройствах всегда существуют трудности с созданием необходимого давления на промежуточный элемент. обеспечивающего хороШий контакт элемента качения для передачи момента вращения без потерь на проскальзывание. Кроме того. необходимы условия. направленные на удерживание Шарика в определенном положении между двумя взаимодействующими элементами. для чего приходится конструировать сепараторы сложных конструкций или другие устройства для удерживания Шариков в контакте с взаимодействующими элементами. Другой недостаток известных устройств проявляется в малой 7 точечной) области контакташарика с поверхностями ведущего И ведомого элементов. что снижает эффективность такой передачиИзвестно устройство. в котором шарик зажат между двумя дисками. расположенными под углом друг К другу 7 патент США 7 7 7 7 6 7 3 ) Усилие контакта шарика с поверхностями взаимодействующих элементов автоматически увеличивается при вращении ведущего элемента в одном направлении. и снижается при вращении ведущего элемента в другом направлении Таким образом. данное устройство действует как комбинация передачи и муфты свободного хода Недостатками данного механизма является необходимость наличия устройства для удерживания шариков между поверхностями двух элементов. а также громоздкость конструкции. Кроме того. ему присущ и тот недостаток. который связан с точечным контактом шариков с поверхностями элементов. находящихся в контакте с нимИзвестно устройство для передачи вращения между валами с несооснь 1 ми осями. в котором шарики располагаются в пересекающихся дорожках. расположенных на ведущем и ведомом элементах концентрично их осям. Такое устройство описано в патенте США 3 7 5 2 0 77 0 . является наиболее близким к заявляемому изобретению и выбрано нами за прототип В этом устройстве увеличены области контакта шарика с взаимодействующими элементами за счет выполнения канавок с профилем поперечного сечения. соответствующим кривизне передающего шарика. Основным недостатком данного устройства является проблема создания давления между находящимися в контакте элементами. обеспечивающего отсутствие скользящего контакта шарика с взаимодействующими через шарик элементами. Недостатками устройства также являются большие габаритные размеры устройства. неудобство встраивания его в другие механизмы из-за внешнего расположения относительно друг друга взаимодействующих элементов Кроме того. поскольку дорожки ведущего и ведомого элемента имеют только одну точку пересечения. и. следовательно. момент передается посредством одного шарика взаимодействующего с дорожками. есть некоторые ограничения на величину передаваемой мощности.Задачей изобретения является разработка простого в изготовлении. надежного. компактного и дешевого фрикционного шарикового механизма передачи вращения. минимального по удельным весогабаритным характеристикам и удобного для встраивания в самые разнообразные машины и механизмы Техническим результатом изобретения является устранение проскальзывающего движения шарика между ведущим и ведомым элементами. без применения специальных нажимных устройствДля достижения поставленных целей фрикционный шариковый механизм передачи вращения между несооснь 1 ми валами содержит. как и прототип. ведущий элемент. вращающийся вокруг первой оси. с. по меньшей мере. одной кольцевой дорожкой концентричной его оси вращения. ведомый элемент. вращающийся вокруг второй оси вращения. с. по меньшей мере. одной кольцевой дорожкой. концентричной его оси вращения. в котором указанные дорожки первого и второго элементов пересекаются и взаимодействуют друг с другом через шарики. размещенные в областях пересечения дорожек В отличие от прототипа. ведущий и ведомый элементы выполнены в виде охватывающих друг друга частей сферы с кольцевыми дорожками в виде канавок. расположенных на обращенных друг к другу поверхностях соответствующих элементов. а угол наклона канавок относительно друг друга не превышает величину угла заклинивания шариков Такой передающий узел обеспечивает передачу крутящего момента между ведущим и ведомым элементами. оси вращения которых пересекаются.При этом возможны два варианта расположения канавок с образованием двух областей их пересечения и с образованием одной области их пересеченияУгол заклинивания шарика в дорожках - угол между поверхностями дорожек. контактирующими с телами качения. при котором тело качения совершает только вращательное движение между этими поверхностями без проскальзывания между ними. Этот угол для описываемой конструкции зависит от материала из которого выполнены контактирую ВУ 8702 С 12006.12.30щие Между собой элементы устройства И точности или метода их обработки Проведенные исследования показали. что для описываемой конструкции. в которой контактирующие с шариком элементы и шарик выполнены из стали. этот угол составляет величину 0 .5 - 1 2 градПо сравнению с прототипом устройство обладает существенно меньшими габаритнь 1 ми размерами за счет выполнения ведущего и ведомого элементов. охватывающими друг друга. не требует сепаратора для удерживания шариков в определенных положениях в канавках. т.к шарики располагаются в пространстве. ограниченном со всех сторон стенками пересекающихся канавок. Кроме того. в таком устройстве при износе соприкасающихся деталей. а именно. шарика и поверхностей качения канавок. шарик просто будет закать 1 ваться дальше по направлению к вершине угла пересечения канавок. сохраняя при этом угол заклинивания. т.е. происходит автоматическая компенсация износа обусловленная самой конструкцией механизмаНа основе указанного фрикционного шарикового механизма передачи вращения между валами с пересекающимися осями можно создать еще Целый ряд механизмов. обеспечивающих простоту их встраивания в различные устройства. компактных и дешевых.Если в указанном механизме для передачи вращения между двумя несоосными валами кольцевые канавки выполнить с профилями. обеспечивающими разные радиусы качения шариков по канавкам ведущего и ведомого элементов. то у устройства появляется новое качество. Механизм становится преобразователем скорости с отношением передачи. пропорциональным отношению радиусов качения шарика по канавкам ведущего и ведомого элементов.По сравнению с известными преобразователями скорости. включающими зубчатую или другую передачу. такой преобразователь обладает простотой изготовления. дешевизной и надежностью конструкции. а кроме того. и малыми размерами. что весьма важно при проектировании редукторов транспортных средств.Следующее устройство. реализуемое по кинематической схеме фрикционного шарикового механизма передачи вращения - механизм передачи вращения с автоматическим изменением передаточного отношения в зависимости от прилагаемой нагрузки Для этого. по меньшей мере. один из охватывающих друг друга ведущего и ведомого элементов вь 1 полнен упруго подвижным в радиальном направлении. по крайней мере. в области расположения кольцевой канавки. В этом случае. при изменении нагрузки будет меняться расстояние от зоны контакта шарика с этой дорожкой до оси вращения шарика. и соответственно передаточное отношениеПутем комбинации нескольких узлов заявляемой фрикционно-шариковой передачи можно создать еще ряд механизмов. основным преимуществом которых является простота конструкции. надежность и малые габаритные размерыОдним из них может являться двойной универсальный шарнир для соединения двух валов. один из которых является входным. а другой - выходным. Для обеспечения такой функции фрикционный шариковый механизм выполнен в виде двух фрикционных шариковых механизмов передачи вращения между несоосными валами. при этом ведущий элемент второго фрикционного шарикового механизма соединен с выходным валом первого фрикционного шарикового механизма.Такой универсальный шарнир может быть разработан на базе заявляемого фрикционного шарикового механизма. как для параллельных несоосных валов. так и для валов с пересекающимися осями.Другим механизмом из комбинации нескольких узлов заявляемой фрикционношариковой передачи является механизм. обеспечивающий соединение входного и вь 1 ходного валов с обеспечением любой неизменяемой криволинейной траектории между входным и выходным валами В данном случае фрикционный шариковый механизм выполнен в виде нескольких фрикционных шариковых механизмов передачи вращения между несо 7777 77777 С 1 27777672777оснь 1 ми валами. последовательно соединенных между собой Причем их число практически не ограничено. поскольку заявляемый узел фрикционно-щариковой передачи очень компактен. И соединение нескольких таких узлов не приводит к существенному увеличению габаритных размеров механизма.Следующий механизм. реализуемый на базе заявляемого устройства - сцепная управляемая муфта для соединения валов с пересекающимися валами Такая муфта осу 1 цествляет передачу крутящего момента от ведущего вала к ведомому при помощи сил трения. создаваемых на контактных поверхностях сцепляющихся частей муфты и имеет рь 1 чажный механизм. обеспечивающим расцепление контактных поверхностей в моменты вь 1 ключения 7 В.С Поляков. И.Д Барбащ. Муфты. Л Машиностроение. 7 9 7 7 г стр.7 7 2 - 7 7 5 72 Сцепляющиеся части муфты выполнены в виде заявленного фрикционного щарикового механизма передачи вращения между несоосными валами. а рычажный механизм соединен. по меньщей мере. с одним из охватывающих друг друга элементов с возможностью поворота данного элемента на угол. обеспечивающий параллельность кольцевых канавок или их пересечение под углом. превышающим угол заклинивания. а между ведущим и ведомым элементами введен сепаратор сферической формы с окнами для размещения щариковКраткое описание фигур чертежейДалее сущность и преимущества изобретения поясняются рисункамиФиг 7 - схематически представлен общий вид фрикционного щарикового механизма передачи вращения между валами с пересекающимися осями по заявляемому изобретению. Фиг 2 - схематическое представление расположения ведущего и ведомого элементов с кольцевыми канавками.Фиг 7 а и 7 7 представлены схемы расположения канавок с образованием двух областей пересечения и одной области их пересечения соответственно.ФИГ- схема взаимодействия Шарика С дорожками качения ВСДУЩСГО И ВСДОМОГО ЭПСМСНТОВ И образование угла заклиниванияФИГ- ПрОфИЛИ канавок ДЛЯ реализации преобразователя СКОРОСТИ на ОСНОВС заявЛЯСМОГО механизма передачи вращенияФИГ 7 а И 7 7 -подвижная КОЛЬЦСВЗЯ канавка ОДНОГО ИЗ ЭЛСМСНТОВ ДЛЯ УСТРОЙСТва С ИЗМСНСНИСМ передаточного ОТНОШСНИЯ В зависимости ОТ нагрузкиФИГ, 7 а И 7 7 - схема ДВОЙНОГО универсального щарнира на ОСНОВС заявляемого меха низма передачи вращения МСЖДУ НССООСНЫМИ валами. пересекающимися И параллельнь 1 МИ. СООТВСТСТВСННОФИГ 7 - схема устройства передачи КруТЯЩСГО момента МСЖДУ валами. С ОбССПСЧСНИСМ КрИВОЛИНСЙНОЙ НСИЗМСНЯСМОЙ траектории МСЖДу НИМИ ФИГ 9 - представлено схематически ВЫПОЛНСНИС УПРЗВЛЯСМОЙ СЦСПНОЙ МуфТЫ на ОС нове заявляемого механизма передачи вращения.В соответствии с фиг 7 и 2 . заявляемый фрикционный Шариковый механизм передачи вращения между валами 7 и 2 . оси которых 7 и 77 пересекаются. содержит ведущий элемент 7 и ведомый элемент 7 . выполненные в виде частей сферы. охватывающих друг друга Элемент 7 установлен с возможностью вращения вокруг оси 7 в направлении. указанном стрелкой от любого приводного устройства 7 не показано). а элемент 7 - с возможностью вращения вокруг оси 77 . На обращенных друг к другу поверхностях указанных элементов выполнены кольцевые канавки соответственно 5 и 6 . при этом сферические поверхности с канавками охватывают друг друга. Кольцевые канавки 5 и 6 пересекаются в двух точках. где расположены щарики 7 и 7 . взаимодействующие с канавками. При увеличении числа канавок на каждом из элементов увеличивается число Шариков. участвующих в передаче момента На фиг 7 а и 7 7 представлены схемы расположения канавок 7 и 6