Фрикционная передача с гибкой связью

(71) Заявитель Институт надежности машин Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Мардосевич Елена Ивановна(73) Патентообладатель Институт надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Фрикционная передача с гибкой связью, содержащая установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанные с корпусом передачи, установленные соосно входному валу с противоположных торцев сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие, отличающаяся тем, что с внутренней стороны деформируемого обода запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента, каждый из которых размещен между сателлитом и соответствующим неподвижным колесом. 8972. Фрикционная передача по п 1, отличающаяся тем, что толщину кольцевых элементов выбирают из соотношения 0,50(В/),где- толщина кольцевых элементов,0 - толщина гибкого деформируемого обода,В - ширина гибкого деформируемого обода, - ширина кольцевых элементов. 3. Фрикционная передача по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что кольцевые элементы выполнены из пружинного материала, например стали 65 Г. 4. Фрикционная передача по п. 1 или 2, или 3, отличающаяся тем, что наружная рабочая поверхность сателлита имеет бочкообразный профиль, а неподвижные колеса выполнены с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами.(56) 1. Свид. на полезную модель 22691 РФ, МКИ 616 7/02. Фрикционная передача / В.Л. Басинюк, Е.И. Мардосевич, Я.В. Басинюк, М.А. Леванцевич. 2. Свид. на полезную модель 22811 РФ, МКИ 616 7/02. Передача с гибкой связью / В.Л. Басинюк, Е.И. Мардосевич, Я.В. Басинюк, М.А. Леванцевич (прототип). Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводных сервисных устройствах мобильной и бытовой техники, технологическом оборудовании. Известна фрикционная передача, содержащая корпус, входной вал, гибкое солнечное колесо, жестко связанное с корпусом и состоящее из трех коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой кольцевых элементов, внутренний из которых выполнен из фрикционной металлокерамики, средний - из алюминиевого сплава, а наружный из упруго-эластичного материала, три сателлита, каждый из которых имеет фрикционную наружную рабочую поверхность и установлен с возможностью взаимодействия этой поверхностью с внутренней рабочей поверхностью солнечного колеса, трех размещенных последовательно с одинаковым эксцентриситетом вдоль оси входного вала кулачков, расположенных под углом 120 друг к другу и имеющих цилиндрические наружные рабочие поверхности, выходной вал, водило, установленное с возможностью взаимодействия с сателлитами и связанное с выходным валом 1. К недостаткам передачи можно отнести недостаточно высокую долговечность передачи при значительных растягивающих и сжимающих деформациях внутреннего кольцевого элемента солнечного колеса, выполненного из фрикционной металлокерамики, испытывающей значительные растягивающие напряжения и недостаточно высокую усталостную при этом виде напряжений. Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является передача с гибкой связью, содержащая установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса, жестко связанные с корпусом передачи, установленные соосно входному валу с противоположных торцев сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес,сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие 2. К недостатку конструкции можно отнести недостаточно высокую долговечность передачи при значительных растягивающих и сжимающих деформациях оксидокерамических покрытий. Задачей полезной модели является повышение долговечности передачи. 2 897 Для достижения поставленной задачи во фрикционной передаче с гибкой связью, содержащей установленный с возможностью вращения сателлит, два неподвижных колеса,жестко связанные с корпусом передачи, установленные соосно входному валу с противоположных торцев сателлита, гибкий деформируемый обод с внутренней рабочей поверхностью, взаимодействующий с сателлитом и неподвижными колесами соответствующими диаметрально противоположными участками, и устройство для деформации обода, причем рабочие поверхности вышеупомянутых колес, сателлита и обода имеют фрикционное оксидокерамическое покрытие, согласно техническому решению с внутренней стороны деформируемого обода запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента, каждый из которых размещен между сателлитом и соответствующим неподвижным колесом. Целесообразно, чтобы во фрикционной передаче с гибкой связью толщина дополнительных кольцевых элементов выбиралась из соотношения 0,50(В/),где- толщина кольцевых элементов,0 - толщина гибкого деформируемого обода,В - ширина гибкого деформируемого обода, - ширина кольцевых элементов. наружная рабочая поверхность сателлита имела бочкообразный профиль, а неподвижные колеса выполнялись с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами. Повышение долговечности передачи достигается за счет смещения оксидокерамических рабочих поверхностей гибкого деформируемого обода в направлении нейтральной линии осевого сечения, образованного гибким деформируемым ободом и дополнительно введенными кольцевыми элементами, размещенными с внутренней стороны гибкого деформируемого обода и жестко связанных с ним. Выбор толщины каждого дополнительного кольцевого элемента из соотношения 0,50(В/) определяется тем, что при его реализации обеспечивается смещение оксидокерамического слоя на нейтральную линию осевого сечения гибкого элемента, образованного гибким деформируемым ободом и дополнительно введенными кольцевыми элементами, и, как следствие, отсутствие на нем сжимающих и растягивающих напряжений. Суммарная длина дополнительных кольцевых элементов должна составлять 0,2-0,4 от ширины В гибкого деформируемого обода (в противном случае существенно возрастут осевые размеры передачи), так как толщина пропорционально возрастает уменьшению ширины дополнительных кольцевых элементов, то соответственно возрастают растягивающие и сжимающие напряжения их материала. Выполнение дополнительных кольцевых элементов из пружинного материала, например из стали 65 Г, обладающей повышенными допустимыми напряжениями при циклических сжимающих и растягивающих напряжениях, обеспечивает требуемую долговечность кольцевых элементов и передачи в целом. Выполнение наружной рабочей поверхности сателлита с бочкообразным профилем(закруглением в осевом сечении) и неподвижных колес с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами в комплексе обеспечивает повышение равномерности распределения контактных напряжений по длине контактных линий взаимодействующих поверхностей, что способствует повышению долговечности рабочих поверхностей с оксидокерамическими покрытиями, и, как следствие, повышение ресурса работоспособности передачи в целом. На фигуре - схема фрикционной передачи с гибкой связью. Передача включает (фигура) входной вал 1, выходной вал 2, два кооксиально расположенных эксцентрика 3,4, сателлит 5 с наружной фрикционной оксидокерамической рабочей 3 897 поверхностью 6, имеющей бочкообразный профиль, и установленный на входном валу 1 с возможностью вращения относительно наружного эксцентрика 4 и взаимодействия с ним в радиальном направлении. Колеса 7 и 8 расположены соответственно со стороны торцев сателлита 5 и имеют одинаковые по диаметру цилиндрические рабочие фрикционные оксидокерамические поверхности 9 и 10. Гибкий деформируемый обод 11 с внутренней оксидокерамической рабочей фрикционной поверхностью 12, с внутренней стороны которого запрессовано два идентичных дополнительных кольцевых элемента 13 и 14, выполненных из пружинного материала, например стали 65 Г. Кольцевые элементы 13 и 14 размещены между сателлитом 5 и соответствующим неподвижным колесом 7 или 8. Внутренний эксцентрик 3, размещенный на входном валу 1, жестко связан с ним, а наружный эксцентрик 4 установлен с возможностью поворота относительно внутреннего эксцентрика 3 и фиксирования их взаимного положения. В выходном валу 2 перпендикулярно его оси, для передачи крутящего момента установлен с натягом штифт 15, входящий по скользящей посадке в ответные отверстия кольцевого выступа 16, сателлита 5. Между сателлитом 5 и эксцентриком 4 размещен подшипник 17. Передача установлена в корпусе 18, закрытом с торцов боковыми крышками 19, 20. Колеса 7, 8 выполнены за одно целое с боковыми крышками 19, 20 в виде кольцевых выступов на их торцевых поверхностях. Входной 1, выходной 2 валы устанавливаются в подшипниковых узлах 21, 22 соответственно. Основные элементы передачи выполнены из алюминия и его сплавов с использованием на рабочих поверхностях 6, 9, 10, 12 фрикционных оксидокерамических покрытий,имеющих твердость 1222 ГПа и коэффициенты трения при отсутствии смазки 1,52. Это обеспечивает повышенную износостойкость и долговечность передачи, а также ее повышенную нагрузочную способность. Передача работает следующим образом. При вращении входного вала 1 наружная цилиндрическая поверхность эксцентрика 4 через подшипник 17 смещает сателлит 5 в радиальном направлении. При этом сателлит 5 взаимодействует оксидокерамической рабочей поверхностью 6 с оксидокерамической рабочей поверхностью 11 гибкого деформируемого обода 10. Одновременно с этим гибкий деформируемый обод 10 оксидокерамической рабочей поверхностью 12 взаимодействует в диаметрально противоположной зоне с оксидокерамическими рабочими поверхностями 9,10 соответствующих колес 7, 8. В результате вращения эксцентрика 4, зафиксированного на эксцентрике 3 и через него жестко связанного с валом 1, сателлит 5 обкатывается по внутренней оксидокерамической рабочей поверхности 12 гибкого деформируемого обода 11,который, в свою очередь, внутренней оксидокерамической рабочей поверхностью 12 обкатывается по наружным цилиндрическим оксидокерамическим рабочим поверхностям 9, 10 неподвижных колес 7, 8. В результате разной длины взаимодействующих поверхностей(диаметром поверхностей зацепления сателлита 5 колес 7, 8 и гибкого деформируемого обода 11) сателлит 5 вращается в окружном направлении, передавая вращение через штифт 15 на установленный в подшипниковом узле 22 выходной вал 2. Введение в конструкцию передачи дополнительных кольцевых элементов, рациональный подбор их толщин и изготовление их из пружинного материала, а также выполнение наружной рабочей поверхности сателлита с бочкообразным профилем (закруглением в осевом сечении) и неподвижных колес с плавно увеличивающимися в направлении торцевых поверхностей диаметрами в комплексе обеспечивает пониженный уровень внутренних напряжений в гибком деформируемом ободе и повышенную долговечность передачи в целом. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034. г. Минск, ул. Козлова, 20.