Сферический планетарный редуктор с телами качения

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СФЕРИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТАРНЫЙ РЕДУКТОР С ТЕЛАМИ КАЧЕНИЯ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Автор Лустенков Михаил Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Сферический планетарный редуктор, содержащий корпус, выходной вал с внутренней сферической поверхностью, входной вал с осью, которая наклонена к оси вращения выходного вала, при этом на входном валу закреплен эксцентрик, соединенный с осью входного вала, и внутренний сферический кулачок с замкнутой беговой дорожкой с телами качения с возможностью вращения относительно оси входного вала, плоскость, в которой расположена беговая дорожка, перпендикулярна оси входного вала, коаксиально внутреннему сферическому кулачку расположены жестко связанный с корпусом наружный сферический торцовый кулачок с профильной рабочей поверхностью и внутренняя сферическая поверхность выходного вала, на которой равномерно расположены пазы с возможностью перемещения в них тел качения, а входной и выходной валы размещены в корпусе на подшипниковых опорах, при этом внутренняя сферическая поверхность выходного вала имеет консольное расположение. 15035 1 2011.10.30 Изобретение относится к машиностроению, а именно к передачам для изменения скорости вращения. Известна передача с телами качения, содержащая корпус с цилиндрическим отверстием, размещенные в отверстии с возможностью вращения соосные ведущий и ведомый барабаны и взаимодействующие с корпусом и барабанами тела качения в виде шариков,причем в стенках отверстия равномерно по окружности выполнены продольные пазы, барабаны представляют собой цилиндрические торцовые кулачки с рабочими поверхностями, образованными синусоидами с целым числом периодов, число периодов на ведущем барабане равно единице, а на ведомом - на единицу меньше числа пазов, а шарики размещены в пазах между рабочими поверхностями кулачков 1. Известная передача с телами качения обладает увеличенными осевыми габаритами, в ее конструкции требуется значительное число тел качения. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является сферическая планетарная шариковая передача, содержащая входной вал с внутренним сферическим кулачком с замкнутой беговой дорожкой, тела качения, коаксиально сферическому внутреннему кулачку расположены наружный сферический торцовый кулачок с профильной рабочей поверхностью и внутренняя сферическая поверхность выходного вала, на которой равномерно расположены пазы в плоскостях, проходящих через ось передачи, наружный сферический торцовый кулачок жестко связан с корпусом, а входной и выходной валы передачи размещены в корпусе редуктора на подшипниковых опорах с консольным расположением сферических поверхностей 2. Известная передача сложна в изготовлении, так как замкнутая беговая дорожка на внутреннем сферическом кулачке должна располагаться в плоскости, неперпендикулярной оси этого кулачка, в контакте тел качения и беговой дорожки внутреннего сферического кулачка осуществляется проскальзывание, что приводит к повышению потерь на трение и снижению КПД передачи. Задачей изобретения является повышение технологичности изготовления деталей редуктора и увеличение его КПД. Поставленная задача достигается тем, что в сферическом планетарном редукторе, содержащем корпус, выходной вал с внутренней сферической поверхностью, входной вал с осью, которая наклонена к оси вращения выходного вала, при этом на входном валу закреплен эксцентрик, соединенный с осью входного вала, и внутренний сферический кулачок с замкнутой беговой дорожкой с телами качения с возможностью вращения относительно оси входного вала, плоскость, в которой расположена беговая дорожка,перпендикулярна оси входного вала, коаксиально внутреннему сферическому кулачку расположены жестко связанный с корпусом наружный сферический торцовый кулачок с профильной рабочей поверхностью и внутренняя сферическая поверхность выходного вала, на которой равномерно расположены пазы с возможностью перемещения в них тел качения, а входной и выходной валы размещены в корпусе на подшипниковых опорах, при этом внутренняя сферическая поверхность выходного вала имеет консольное расположение. Предлагаемый редуктор позволит изготавливать внутренний кулачок на универсальном токарном станочном оборудовании без применения специальных приспособлений. Возникающая при этом дополнительная степень свободы (возможность вращения внутреннего сферического кулачка относительно оси входного вала) позволит избежать проскальзывания и позволит самоустанавливаться этому кулачку при работе редуктора. Сущность изобретения поясняется чертежом. На фигуре изображена схема предлагаемого сферического планетарного редуктора. Сферический планетарный редуктор (фигура) состоит из входного вала 1, закрепленного на нем эксцентрика 2, соединенной с эксцентриком 2 оси 3 входного вала 1. На оси 3 входного вала 1 располагается, с возможностью вращения относительно оси 3 входного 2 15035 1 2011.10.30 вала 1, внутренний сферический кулачок 4. Ось 3 входного вала 1 наклонена к оси вращения выходного вала 5 под углом . На внутреннем сферическом кулачке 4 изготовлена замкнутая беговая дорожка 6 в виде окружности. Плоскость 7, в которой располагается беговая дорожка 6, расположена перпендикулярно оси 3 входного вала 1, т.е. перпендикулярно оси вращения внутреннего сферического кулачка 4. В беговой дорожке 6 располагаются тела качения 8. Коаксиально внутреннему сферическому кулачку 4 располагается наружный сферический торцовый кулачок 9 с профильной рабочей поверхностью 10. Наружный сферический торцовый кулачок 9 жестко закреплен в корпусе 11. Также коаксиально внутреннему сферическому кулачку 4 и наружному сферическому торцовому кулачку 9 располагается внутренняя сферическая поверхность 12 выходного вала 13. На внутренней сферической поверхности 12 равномерно расположены пазы 14, расположенные в плоскостях, перпендикулярных оси редуктора 5. Входной вал 1 устанавливается в корпусе 11 на подшипниках 15 и 16, а выходной вал 13 устанавливается в корпусе 11 на подшипниках 14 и 15. Сферический планетарный редуктор работает следующим образом. При вращении входного вала 1 вращаются эксцентрик 2 и ось 3 входного вала. При этом внутренний сферический кулачок 4 совершает сферическое движение относительно точки пересечения оси вращения выходного вала 5 и оси 3 входного вала 1, вынуждая вращаться замкнутую беговую дорожку 6. Тела качения 8 перемещаются одновременно по замкнутой беговой дорожке 6, по профильной рабочей поверхности 10 наружного сферического торцового кулачка 9 и вдоль пазов 14 на внутренней сферической поверхности 12 выходного вала 13, вынуждая выходной вал 13 вращаться с редукцией. Передаточное число сферического планетарного редуктора определяются по формуле 1 3 ,(1) 1 где 1 - число периодов замкнутой беговой дорожки 6 внутреннего сферического кулачка 4 3 - число периодов (волн) профильной рабочей поверхности 10 наружного сферического торцового кулачка 9. Замкнутая беговая дорожка 6 внутреннего сферического кулачка 4 в виде окружности благодаря наклону оси 3 входного вала 1 к оси вращения выходного вала 5 приобретает возможность генерировать колебания с числом периодов 1 и с амплитудой А, равной(2),где- радиус сферической поверхности, на которой располагаются центры тел качения 8. Источники информации 1. А.с. СССР 1221418 А, МПК 16 25/06, 1986. 2. Лустенков М.Е. Сферическая планетарная шариковая передача. Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии материалы междунар. науч.-тех. конференции 16-17 апреля 2009. - Могилев Белорусско-Российский университет, 2009. Ч. 1. - С. 149 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3