Роликовый мотор-редуктор

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Автор Лустенков Михаил Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) 1. Роликовый мотор-редуктор, содержащий корпус, эксцентрик, диск с замкнутой периодической канавкой, тела качения в виде роликов, водило, отличающийся тем, что ролики выполнены ступенчатыми, на каждый ролик установлены два подшипника качения,один из которых размещен в одном из радиальных пазов на торцовой поверхности водила,а другой - в замкнутой периодической канавке диска. 2. Роликовый мотор-редуктор по п. 1, отличающийся тем, что эксцентрик снабжен двумя центрирующими буртами либо ролик снабжен двумя центрирующими буртами. 3. Роликовый мотор-редуктор по п. 1, отличающийся тем, что радиальные пазы водила имеют прямоугольный профиль.(56) 1. А.с. СССР 1019148 А, МПК 16 Н 13/08, заявл. 18.02.1982 // Бюл.16.- 30.04.1988. 2. А.с. СССР 1260604 А 1, МПК 16 Н 1/32, заявл. 08.02.1985 // Бюл.36.- 30.09.1986. 3. Патент США 6314826, . 716 1/34, заявл. 29.10.1999, запатентовано 13.11.2001. 4. Патент США 5989114, . 616 1/32, заявл. 31.03.1997, запатентовано 23.11.1999. 5. Патент РБ на пол. модель 4317 , МПК (2006)16 1/32,16 59/00, Н 02 К 7/00,заявл. 14.08.2007, опубл. 30.04.2008. 6. Патент РФ 2036352 С 1, МПК 616 1/32, 1/34, заявл. 17.09.1990, опубл. 27.05.1995. 7. А.с. СССР 1557396 А 1, МПК 16 Н 25/22, 13/08, заявл. 27.02.1985 // Бюл.14.15.04.1990. Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройствам для изменения скорости вращения и крутящего момента. Известна шаровая передача, содержащая корпус, водило со сквозными прорезями, размещенные в них шаровые сателлиты и две центральные обоймы, имеющие на обращенных друг к другу поверхностях замкнутые канавки, взаимодействующие с шаровыми сателлитами, причем обоймы могут быть выполнены коническими или дисковыми, а замкнутые канавки на обоймах являются периодическими, например синусоидальными 1. В данной передаче водило имеет сквозные прорези, которые ослабляют его прочность и снижают его нагрузочную способность и долговечность. Известна также синусошариковая передача, содержащая корпус, входной и выходной валы, дисковое водило, две центральные обоймы, имеющие каждая замкнутые беговые канавки и взаимодействующие с последними шарики. Водило имеет на торцовой поверхности взаимодействующие с шариками радиальные канавки и связано с выходным валом. Одна из обойм связана с корпусом, а беговая канавка может быть расположена на ее боковой или внутренней поверхностях, а другая обойма либо соединена с входным валом посредством кривошипа и имеет кольцевую беговую дорожку, либо соединена жестко и выполнена в виде звездочки с беговой канавкой на наружной поверхности 2. В соединении обоймы с входным валом с помощью кривошипа возникают дополнительные потери на трение, что приводит к снижению КПД передачи. Радиальные канавки водила имеют круглый профиль, что приводит к возникновению между шариками и водилом расклинивающих сил, действующих вдоль оси передачи, что, в свою очередь, снижает нагрузочную способность передачи. При этом шаровые сателлиты и в 1 и в 2 в процессе работы контактируют одновременно с тремя звеньями передачи, что приводит к возникновению скольжения в контактах и также к снижению КПД передачи. Конструкция, предложенная в 3, предполагает устранение непосредственного контакта тела качения сразу со всеми звеньями передачи. Встраиваемое подшипниковое устройство для преобразования скорости содержит внутренний и наружный кулачки, звено с пазами и тела качения. Внутренний кулачок в рассматриваемом случае имеет эллипсовидный профиль, наружный кулачок имеет волнообразную внутреннюю поверхность, звено с пазами может быть цельным с фигурными пазами и составным с двумя дисками и втулкой между ними, а тела качения представляют собой стержни цилиндрической формы, цельные или с отверстиями, на которые устанавливаются втулки. Эти втулки, вращаясь относительно тел качения, контактируют с рабочими поверхностями внутреннего и наружного кулачков. 63282010.06.30 Данное устройство имеет сложную конструкцию. В контакте втулок и тел качения присутствует скольжение, что приводит к снижению КПД. Известна осциллирующая роликовая передача 4, где в двухступенчатой конструкции на каждый гладкий ролик установлено по одному подшипнику. Наружное кольцо подшипника, установленного на ролик, контактирует одновременно с двумя кулачковыми поверхностями, что приводит к проскальзыванию относительно одной из них и снижению КПД передачи. При этом в конструкции 4, как и в конструкции 5, присутствует односторонний контакт кулачковых поверхностей с телом качения посредством роликов и втулок, что снижает нагрузочную способность этих передач. Известна конструкция синусоэксцентрикового мотор-редуктора, где на цевки установлены втулки либо подшипники качения 5. Цевки синусоэксцентрикового моторредуктора одним концом жестко закреплены в главном кольце водила, а подшипники предполагается устанавливать только на одном конце цевок. Аналогичную конструкцию имеет синусоэксцентриковая передача 6. Консольное крепление цевок приводит к возникновению изгибающих нагрузок и возможной поломке. Это снижает нагрузочную способность редуктора. Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности является планетарная передача, содержащая корпус, эксцентрик, установленное на нем с возможностью вращения ведущее звено, состоящее из двух коаксиальных колец, диск с замкнутой периодической канавкой, тела качения в виде роликов, водило, выполненное в виде двух соединенных между собой перемычками дисковых щек, каждая из которых имеет прорези, взаимодействующие с роликами, а также может быть выполнено в виде кольца с окнами для размещения в них роликов 7. Данная передача имеет сложную конструкцию водила, а сквозные прорези снижают его прочность. Ролики контактируют непосредственно с тремя основными звеньями передачи, что приводит к неизбежному проскальзыванию и снижению КПД. Задачей полезной модели является увеличение КПД мотор-редуктора и повышение его нагрузочной способности и долговечности. Поставленная задача достигается тем, что в роликовом мотор-редукторе, содержащем корпус, эксцентрик, диск с замкнутой периодической канавкой, тела качения в виде роликов, водило, согласно полезной модели, ролики выполнены ступенчатыми, на каждый ролик установлены два подшипника качения, один из которых размещен в одном из радиальных пазов на торцовой поверхности водила, а другой - в замкнутой периодической канавке диска. Эксцентрик снабжен двумя центрирующими буртами, либо ролик снабжен двумя центрирующими буртами. Радиальные пазы водила имеют прямоугольный профиль. Предлагаемая конструкция предлагаемого мотор-редуктора позволит повысить его КПД. Энергетические потери на качение значительно меньше, чем на скольжение. Качение без скольжения возможно при взаимодействии движущегося тела с одной или с двумя поверхностями. Тела качения в предлагаемой конструкции контактируют только с одним звеном-эксцентриком, с замкнутой многопериодной канавкой диска и с радиальными пазами водила они взаимодействуют посредством подшипников качения. Во всех кинематических парах предлагаемой планетарной передачи осуществляется качение без скольжения, что существенно повышает его КПД. Применение радиальных пазов водила прямоугольной формы и использование тел качения в виде роликов ступенчатой формы позволяет увеличить длины контактных линий, а значит повысить нагрузочную способность мотор-редуктора. Радиальные пазы на торцовой поверхности водила не являются сквозными, тем самым не приводят к возникновению изгибных нагрузок и не снижают значительно прочность водила, что повышает долговечность редуктора. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена конструкция роликового мотор-редуктора, на фиг. 2 приведен общий вид эксцентрика, на фиг. 3 представлен общий вид водила, на фиг. 4 показан общий вид диска с замкнутой многопериодной 3 63282010.06.30 канавкой, а на фиг. 5 показан вариант исполнения ступенчатого ролика с центрирующими буртами. Роликовый мотор-редуктор (фиг. 1) состоит из корпуса 1, ведущего вала 2 и эксцентрика 3. Эксцентрик 3 устанавливается на ведущем валу 2 посредством шпонки 4 и фиксируется от осевого перемещения гайкой 5. В конструкцию редуктора с промежуточными телами качения также входят водило 6 и диск 7, жестко соединенный с корпусом 1. Водило 6 размещено относительно корпуса 1 и ведущего вала 2 с помощью подшипников качения 8 и 9 соответственно. Диск 7 имеет на своей торцовой поверхности замкнутую периодическую канавку 10, а водило 6 имеет на своей торцовой поверхности радиальные пазы 11. Ролики 12 сконструированы ступенчатыми и на своих концах несут подшипники качения 13 и 14. Эксцентрик 3 имеет основание 15 в виде диска и рабочую часть 16 с центрирующими буртами 17 и 18. В отверстии ведущего вала 2 закреплен вал 19 электродвигателя 20. Диск 7 с замкнутой периодической канавкой 10 жестко закреплен с электродвигателем 20. Эксцентрик 3 (фиг. 2) может содержать центрирующие бурты 17 и 18 на рабочей части 16. Также в основании 15 эксцентрика 3, кроме отверстия со шпоночным пазом для установки на ведущий вал 2, могут быть выполнены другие отверстия для статического уравновешивания мотор-редуктора относительно оси вращения. На торцовой поверхности водила 6 (фиг. 3) расположены радиальные пазы 11. Эти пазы несквозные и имеют прямоугольный профиль для радиального перемещения подшипников качения 13 в процессе работы мотор-редуктора. Диск 7 с замкнутой периодической канавкой 10 изготовлен с отверстиями для крепления к электродвигателю 20 и имеет на своей торцовой поверхности упомянутую замкнутую периодическую канавку 10, изготовленную цилиндрической фрезой для размещения подшипников качения 14 (фиг. 4). Центровка роликов 12 (фиг. 5) может осуществляться с помощью центрирующих буртов 21 и 22. В этом случае центрирующие бурты 17 и 18 на эксцентрике 3 не изготавливаются. Возможно изготовление и последовательное соединение с электродвигателем 20 нескольких редуцирующих роликовых секций с целью повышения передаточного отношения и крутящего момента на ведомом звене. Роликовый мотор-редуктор работает следующим образом. При вращении вала 19 электродвигателя 20 вращается ведущий вал 2 и закрепленный на последнем эксцентрик 3. Ролики 12, центрируемые между центрирующими буртами 17 и 18, обкатываются по наружной цилиндрической поверхности рабочей части 16 эксцентрика 3. При этом подшипник качения 14, внутреннее кольцо которого закреплено на ролике 12, контактирует посредством своего наружного кольца с замкнутой периодической канавкой 10 диска 7, а подшипник качения 13 контактирует своим наружным кольцом с радиальными пазами 11 водила 6. Водило 6 является ведомым звеном и вращается с угловой скоростью, меньшей,чем скорость вала 19 электродвигателя 20. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6