Синусная многорядная передача

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК о)5 Е 16 Н 1/34,25/06 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и оехно- ногоПД в ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Могилевский машиностроительный институт(56) Авторское свидетельство СССР М 1019148, кл, Г 16 Н 13/08, 1982.Авторское свидетельство СССР 1 ль, 605926, кл. Е 21 В 3/10, 1978.(54) СИНУСНЛЯ МНОГОРЯДНАЯ ПЕРЕДАЧА(57) Использование: для изменения частот вращения валов, машин и механизмов. размещаемых в скважинах, Сущность изобретения, передача содержит корпус-трубу с кругосинусоидными беговыми дорожками Изобретение относится к машиностроению, предназначено для снижения частот вращения валов, и может быть использовано для механизмов и машин, размещаемых в скважинах.Известна двухрядная передача с кругосинусоидным зацеплением.Недостатком этой передачи является сложность водила, состоящего из набора соединяемых между собой деталей. Если К - число синусошариковых рядов, то количество дисков с прорезями в них под тела качения также К, причем соединяются диски между собою втулками двух различных геометрических форм (малого и большого диаметров); суммарное количество втулок 2 х (К - 1),Наиболее близким к предлагаемой является планетарный редуктор для забойных двигателей, включающий трубообразный ведомый вал-водило с шаровыми сателлита.Я 2 1737188 А 1 на внутренней поверхности, в котором размещено водило-труба с оконными проемами под сателлиты в форме тел качения (роликов, шариков). Внутри водила расположен ведущий вал в форме стержня с жестко насаженными на него кулачками, профилями которых являются кругосинусоидальные беговые дорожки, Каждое иэ тел качения взаимодействует одновременно с боковой поверхностью оконного проема водила и с кругосинусоиднь:ми беговыми дорожкал кулачка и корпуса. При передаточном отн шении, равном 2,с каждым телом качения зацепляются два подшипника, что при сохранении простоты конструкции и устойчивом передаточном отношении обеспечивает во всех кинематических парах чистое качение. 3 3 и. ф лы, 13 ил. ми, ведущий вал и корпус с беговыми дорожками под шаровые сателлиты, зацепление синусное, цилиндрический вариант, двухстороннее,Недостаток известного редуктора состоит в сложной технологии иэ отовления - . рабочие поверхности проемов в стенке водила по сообракениям контактной прочности выполняют желобчатыми, образующие желобов параллельны образующим цилиндров трубы-водила; для их изготовления применяются слсжные технологические операции, Сложно выполнять и синусоцилиндрические канавки под шарики, особенно на внутренних поверхностях. Кроме того. у такого редуктора низок КПД. Цель изобретения - повышение т логичности изготовления синусной м рядной передачи и повышение К отдельных вариантах ее исполнения, 1737188Поставленная цель достигается тем, что.синусная многорядная передача содержиттела качения, коаксиально расположенныекорпус с беговыми дорожками на внутренней поверхности для взаимодействия с этими телами качения. Корпус охватывает.трубообразное водило с проемами под телакачения. Внутри водила расположен центральный вал с беговыми дорожками для взаимодействия с телами качения.Согласно изобретению беговые дорожки выполнены кругосинусоидными с односторонними связями с учетом условияб/А2 (В/А),ВА -1где А - амплитуда кругосинусоид;. В - радиус окружности кругосинусоид;б - диаметр тел качения,При этом возможны следующие варианты: боковые стенки проемов выполненыплоскими, а тела качения - в виде роликов; боковые стенки проемов выполнены в виде радиально ориентированных круглых цилиндров, а тела качения - в виде шариков; с целью повышения КПД передачи кругосину 5 10 15 20 соидные канавки выполнены в форме круговых цилиндров, а в каждом ряду передачи число проемов равно двум и расположеныони через 180".На фиг.1 изображен ведущий вал; на 30 фиг.2 - водило, общий вид; на фиг.3 - разрез А - А на фиг.2; на фиг,4 - корпус, вид снаружи; на фиг. 5 - разрез Б - Б на фиг.4; на фигдб - кинематическая схема варианта с роликовыми сателлитами; на фиг,7 - разрез 35 В - В на фиг.б; на фиг.8 - скользящее соединение эксцентрика и втулки-толкателя роликов; на фиг.9 - соединение эксцентрика с втулкой-толкателем через подшипник качения; на фиг.10 - кинематическая схема под шипниковой передачи; на фиг.11 - разрез Г-Г на фиг.10; на фиг,12 - картина.одностороннего кругосинусоидного зацепления; на фиг,13 - крайние положения тел качения в оконном проеме водила, 45Синусная многорядная передача содержит ведущий вал 1, состоящий из стержневой части(на фиг.1 позиция С) и жестко с ней соединенными одинаковыми, смещенными по углу, кулачками; профиль кулачка с попе речном сечении волнистый (волны по отношению к линии окружности), является линией, эквидистантной кругосинусоиде, расположен по отношению к последней внутренним образом, в общем случае число 55 периодов кругосинусоиды кулачка 21. Если кругосинусоида кулачка однопериод- ная (Е 1 = 1) и аписо 1=А япр 1 +где ц 1 и у 1 - ее полярные координаты в системе, связанной с кулачком, и полюс которой совпадает с центром стержня;А и В - постоянные величины (А - амплитуда, В - радиус окружности кругосинусоиды, фиг.12 и 13),то профиль кулачка вырождается в окружность, смещенную относительно центра стержня на величину А, т.е. кулачок вырождается в эксцентрик на ведущем валу.Синусная многорядная передача содержит водило 2, представляющее собой трубообразную деталь с проемами в стенке под установку в них тел качения - роликов или шариков,.в случае роликов рабочие поверхности оконных проемов водила являются прямоугольниками, в случае шариков поверхности оконных проемов являются поверхностями цилиндров, образующие которь 1 х расположены перпендикулярно образующим цилиндров самой трубы; корпус 3 передачи, представляющий собой трубообразную деталь, внутренний профиль которой в поперечном сечении волнистый и является линией, эквидистантной кругосинусоиде корпуса, расположенной к ней внешним образом, число периодов корпусной кругосинусоиды Ез, Если корпусная кругосинусоида однопериодная (Ез = 1) и описывается уравнением 1 расположен внутри восположено внутри корпуя расположены в оконных каждое из них взаимодейно с кругосинусоидными ами кулачка и корпуса,.а Ведущии валдила 2, а водило раса 3, Тела 4 каченипроемах водила иствует одновременбеговыми дорожк дд.д дддд дед д:д.,р где оз и рз - полярные координаты в системе цз рз, связанной с корпусом;А и В - те же постоянные, что и для кулачка, то внутренний профиль корпуса вырождается в окружность, центр которой смещен на расстояние А от полюса полярной системы координат оз рз.Синусная многорядная передача включает тела 4 качения, в основном варианте - ролики, но могут быть и шарики, в последнем случае по соображениям увеличения контактной прочности (по соображениям обеспечения линейных контактов), активные поверхности кругосинусоидных беговых дорожек на кулачках и на внутренних поверхностях корпусов целесообразно выполнять тороидальной формы (очерчиваемых в осевых сечениях дугами окружностей).олуч также с боковой поверхностью оконного (по тем же соображениям предупреждения проема водила 2(на фиг.7 см.точки А,В,С). кромочных контактов тел качения с водиВ аждом ряду передачи оконные про- лом). емы у водила распределены по углу равно- Из фиг. 12 и 13 видны условия отсутствия мерно и их количество определяется из 5 кромочных контактов соотношения Вн Вн): ВнВн ),с = 1 Ез "Е 1 . Из фиг.12 видно также, что(первый вариант - знак "+", второй - Вн =В+А - 0,5 б; Вн = В - А+0,5 б. . знак"-"). Из фиг.13 следует, что Условия сборки: 101г 1 ф 1+Уз фЬ =1 ф 4"; Вн 1= (В) +(0,5 б)г: где м- номер ряда;1 р 1 ч- угловое смещение кулачка э го ГВн 3= (В+А)г+(05, с)г ряда относительно кулачка первого ряда;ф 1 ч - угловое смещение кругосинусо После алгебраических преобразований идной беговой дорожки корпуса м-го ряда относительно кругосинусоидной беговой- ) дорожки корпуса первого ряда; ф 1 У - угловое смещение какого-либоноконного проема э го ряда относительно какого-либо оконного проема первого ряда, и вид, то ес и соблюде. о второе усло или износостойкости и КПД в вариантах мини ал но до уст мь е зна ен я для диаг =1 2 =1, или Е =2 =,1 эксцентрики метров тел качения определяются выраже - или з =, или 1= з =, эксцентрики ведущего вала с телами 4 качения могут 25 нием4 В/А взаимодействовать не непосредственно, аВ А - 1через втулки-толкатели 5 тел 6 качения (фиг.8-11).Эксцентриковыебеговыедорож- Рассмотрим вопрос о правой границе ки корпуса с телами 4 качения также могут допускаемых значений диаметров тел каче- взаимодействовать через втулки 7 или через30 ния. подшипники(через втулки итела качения В синусных передачах нельзя допустить подшипников).явления заострения вершин активных поНа фиг,12 показань 1 окружность 9.со- верхностей синусоидальных канавок, такряженных кругосинусоид; кругосинусоида 10 у а а кру осинусоидная беговая приодит к Ударным явлениям При одних и Рожка 11 кулачка, кругосинусоида корпуса тех же А и о Разл чнь г в е иезаост, корпусная кругосинусоидная беговая до- рения веРшин наступает при тем больших б,границу допускаемых значений для б, следу- радиусы кольца расположения кругосинусо- .ид, А - амплитуда кругосинусоид; б - диа ет рассматривать случай 7 = 1, причем слуметр тел качения. Вн и Вн - радиусы е -, чай, когда кругосинусоида вырождается вокружность (в эксцентрик). У окружности завнешнего и внутреннего цилиндров водила- трубы, соответствующие беззазорному расс ю ие беззазо ном ас- .остРения вершин не будет при любых значениях б, при которых эксцентрик положению водила в зазоре между кругосинусоидными беговыми дорожками кулачка и корпуса, круговая стрелка в 1 симцентрикает вращательное движение кулачка относительно корпуса.диаметров тел качения, выраженных в долях На фиг.1.3-15 показаны к.райние поло 50 амплитуды кругосинусоиддля всех возможжения тела качения в оконном проеме водиных вариантов исполнения заявленной пела; О,Е,Е,О - соответствующие им точкиредачи определяется из условия контакта с боковыми поверхностями оконного проема водила;(Вн ) - размер, меньше . В 5 б(А 2 (Й/А),55 Многорядная синусная передача рабокоторого принимать радиус наружного цилиндра водила нецелесообразно (в противном случае возникает к омочный контакттает следующим образом. тела качения с во о 1н 1 - е Приврэщенииведущеговалакаждыйиз тела качения с водилом); Вн 1- размер, кулачков приводит в движение почти половину взаимодействующих с ним тел.качения больше которого принимать радиус внутреннего цилиндра водила, нецелесообразно(на фиг.7 см. точки контакта А 1, А 2 и Аз). Эти находящиеся в активной фазе зацепления тела качения перемещаются в направлении от центра вращения кулачка, взаимодействуют с кругосинусоидными 5 еговыми до рожками корпуса(на фиг,7 см. С 1, С 2 и Сз) и перемещаются, поэтому вдоль этих дорожек, надвигаясь на находящиеся на их пути боковые поверхности оконных проемов водила (на фиг.7 см. В 1,В 2 и Вз), приводят 10 водило во вращение.В тот же момент времени остальные тела качения передаточного ряда совершают холостые пробеги, водило, приведенное во вращение силами в точках В 1,В 2 и Вз, 15 действует (в точках В 4-Вв) противоположными сторонами боковых поверхностей оконных проемов на "отдыхающие" тела качения и переносит их в направлении к активным участкам зацепления. В момент 20 времени, которому соответствует фиг.7, тело качения (АВС)4 только что покинуло активную часть зацепления, тело качения (АВС)э занимает исходную к активному участку зацепления позицию. 25Передаточное отношение многорядной синусной передачи определяется из выражения-Е 1.В случае подшипниковой передачи сжесткими кинематическими связями (см. 35фиг,10 и 11);1=Уз+ 21= 1+ 1 = 2; йа =0,5 в 1Формула изобретения1, Синусная многорядная передача, содержащая тела качения, коаксиально расположенные корпус с беговыми дорожками на внутренней поверхности для взаимодействия с телами качения, охваченное корпусом трубообраэное водило с проемами под тела качения и центральный вал с беговыми дорожками для взаимодействия с телами качения, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения технологичности изготовления передачи, беговые дорожки выполнены кругосинусоидными с одностронними связями с учетом условия4 й/А/(й/А - 1) д/А2 й/А, где А - амплитуда кругосинусоид;й - радиус окружности кругосинусоид; О - диаметр тел качения.2, Передача по п.1, отл и ч а ю щ а я с я тем, что боковые стенки проемов выполнены плоскими, а тела качения - в виде роликов,3. Передача по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что боковые стенки проемов выполнены в виде радиально ориентированных круглых цилиндров, а тела качения - в виде шариков.4. Передача по пп,1-3, отл и ч а ю щая с я тем, что, с целью повышения КПД передачи, кругосинусоидные беговые дорожки выполнены в форме круговых цилиндров, а в каждом ряду передач. число проемов равно двум и расположены они через 180.1737188 Фиг, 13 Корректор В, Гирняк Редактор Е. Копча оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 Заказ 1879 ВНИИОИ Го Составитель Р, ИгнатищТехред М,Моргентал Тираж, Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5