Фрикционная передача

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Басинюк Владимир Леонидович Мардосевич Елена Ивановна Басинюк Ярослав Владимирович Леванцевич Михаил Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(56) Бакаев Н.А. и др. Основы проектирования фрикционных передач. Ростов, 1985. - С. 8-9, рис. 1.1.1733770 1, 1992.1803649 1, 1993.(57) Фрикционная передача, содержащая корпус, входной вал, гибкое солнечное колесо,жестко связанное с корпусом и имеющее фрикционную внутреннюю рабочую поверхность, три сателлита, каждый из которых имеет фрикционную наружную рабочую поверхность и установлен с возможностью взаимодействия этой поверхностью с внутренней рабочей поверхностью солнечного колеса, выходной вал, водило, установленное с возможностью взаимодействия с сателлитами и связанное с выходным валом, отличающаяся тем, что она снабжена тремя размещенными последовательно с одинаковым 9499 1 2007.08.30 эксцентриситетом вдоль оси входного вала кулачками с цилиндрическими наружными рабочими поверхностями, а солнечное колесо состоит из трех коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой кольцевых элементов, внутренний из которых выполнен из фрикционной оксидокерамики, средний - из алюминиевого сплава, а наружный из упруго-эластичного материала, при этом эксцентриситеты кулачков расположены под углом 120 друг к другу и каждый из сателлитов установлен с возможностью взаимодействия с одним из кулачков, причем между средним кулачком и соответствующим ему сателлитом установлен разрезной кольцевой элемент, наружный диаметр которого выбран из следующего соотношения 0,82 , /(1) где- диаметр рабочей поверхности гибкого солнечного колеса, мм- передаточное число передачи- наружный диаметр разрезного кольцевого элемента, мм- диаметр цилиндрической наружной поверхности кулачка, совпадающий с внутренним диаметром разрезного кольцевого элемента, мм е - эксцентриситет цилиндрической наружной поверхности кулачка, мм. 2. Фрикционная передача по п. 1, отличающаяся тем, что толщина среднего кольцевого элемента солнечного колеса выбрана из соотношения 1/ 3 где С - толщина среднего кольцевого элемента, мм ЕС - модуль упругости материала среднего кольцевого элемента, Н/мм 2 СУД - удельная жесткость наружного кольцевого элемента, Н/мм 3 а толщина внутреннего кольцевого элемента В выбрана из соотношения (0,03-0,05)С. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных сервисных устройствах мобильной техники, приводах бытовой техники, станков и технологического оборудования. Известна фрикционная передача 1, содержащая корпус, входной вал, центральное колесо, жестко связанное с входным валом и имеющее фрикционную наружную рабочую поверхность, гибкое солнечное колесо, жестко связанное с корпусом и имеющее фрикционную внутреннюю рабочую поверхность, три сателлита, каждый из которых имеет фрикционную наружную рабочую поверхность и установлен между упомянутыми колесами с возможностью взаимодействия с последними диаметрально противоположными участками наружной поверхности, выходной вал, водило, связанное с осями сателлитов и выходным валом. Прижатие сателлитов, центрального и солнечных колес осуществляется за счет их изготовления с соответствующими допусками и последующей сборки с натягом. К наиболее существенному недостатку передачи можно отнести то, что для обеспечения требуемого натяга необходима чрезвычайно высокая точность изготовления всех элементов передачи и высокая стабильность жесткостных параметров подшипниковых узлов, натяга в ней. При необходимости реализации больших передаточных отношений к недостаткам можно отнести значительные габаритные размеры при больших передаточных отношениях, связанные с наличием центрального колеса, а также необходимости 2 9499 1 2007.08.30 использования в осевом направлении гибкого элемента, жестко связывающего солнечное колесо с корпусом. Задачей изобретения является уменьшение габаритных размеров фрикционной передачи при больших передаточных отношениях. Для достижения поставленной задачи фрикционная передача, содержащая корпус,входной вал, гибкое солнечное колесо, жестко связанное с корпусом и имеющее фрикционную внутреннюю рабочую поверхность, три сателлита, каждый из которых имеет фрикционную наружную рабочую поверхность и установлен с возможностью взаимодействия этой поверхностью с внутренней рабочей поверхностью солнечного колеса, выходной вал, водило, установленное с возможностью взаимодействия с сателлитами и связанное с выходным валом, согласно техническому решению, снабжена тремя размещенными последовательно с одинаковым эксцентриситетом вдоль оси входного вала кулачками с цилиндрическими наружными рабочими поверхностями, а солнечное колесо состоит из трех коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой кольцевых элементов, внутренний из которых выполнен из фрикционной оксидокерамики, средний - из алюминиевого сплава, а наружный из упруго-эластичного материала, при этом эксцентриситеты кулачков расположены под углом 120 друг к другу и каждый из сателлитов установлен с возможностью взаимодействия с одним из кулачков, причем между средним кулачком и соответствующим ему сателлитом установлен кольцевой элемент, наружный диаметр которого выбирают из следующего соотношения 0,82 , /(1) где- диаметр рабочей поверхности гибкого солнечного колеса, мм- передаточное число передачи- наружный диаметр разрезного кольцевого элемента, мм- диаметр цилиндрической наружной поверхности кулачка, совпадающий с внутренним диаметром разрезного кольцевого элемента, мм е - эксцентриситет цилиндрической наружной поверхности кулачка, мм. Целесообразно, чтобы во фрикционной передаче толщина среднего кольцевого элемента солнечного колеса была выбрана из соотношения 1/ 3 где С - толщина среднего кольцевого элемента, мм,Е -модуль упругости материала среднего кольцевого элемента, Н/мм 2 СУД - удельная жесткость наружного кольцевого элемента, /мм 3, а толщина внутреннего кольцевого элементавыбрана из соотношения (0,03-0,05). Уменьшение габаритных размеров фрикционной передачи при больших передаточных отношениях достигается за счет исключения из конструкции в радиальном направлении - центрального колеса в осевом направлении - гибкого элемента, жестко связывающего солнечное колесо с корпусом. На фиг. 1, 2 показана схема фрикционной передачи. Фрикционная передача состоит (фиг. 1, 2) из входного вала 1, связанного с электродвигателем 2, на котором размещены последовательно расположенные вдоль оси входного вала три кулачка 3, 4, 5 с цилиндрическими наружными поверхностями, имеющими эксцентриситет е относительно оси входного вала 1, сателлитов 6, 7, 8, солнечного ко 3 9499 1 2007.08.30 леса, состоящего из трех коаксиально расположенных и неразъемно соединенных между собой кольцевых элементов - внутреннего 9 из фрикционной оксидокерамики, среднего 10 из металлического сплава и наружного 11 из упруго-эластичного материала, и корпуса 12,жестко связанного с кольцевым элементом 11. Между средним кулачком 4 и соответствующим ему сателлитом 7 размещен кольцевой элемент 13, состоящий из двух полуколец 14, 15, разделенных осевой плоскостью 16, что обеспечивает возможность сборки фрикционной передачи. Эксцентриситеты кулачков 6, 7, 8 расположены под углом 120 друг к другу. Кулачки 3,4 (через кольцевой элемент 13) и 5 установлены с возможностью взаимодействия с соответствующими сателлитами 6, 7 и 8 в радиальном направлении. При этом сателлиты 6, 7, 8 установлены с возможностью свободного вращения вокруг оси кулачков 3, 4, 5. Сателлиты 6, 7, 8 имеют в дисках отверстия 17, 18, 19 (фиг. 2), в которые входят оси 20, 21, жестко связанные с фланцем 22 выходного вала 23. Наружный диаметр разрезного кольцевого элемента 14 выбирается из соотношения 0,8 //(-1)2 е,исходя из того, что выполнение условия 2 е гарантирует сборку передачи, а при выполнении условия 0,8//(-1) обеспечивается повышенная жесткость сателлитов 6, 7, 8, представляющих собой кольца. При этом исключается их упругая деформация как колец в процессе передачи крутящих моментов, что способствует повышению к.п.д. передачи. Толщины внутреннего и среднего кольцевых элементов выбраны из соотношений 0,5(уДН./)1/30,2(Д/с)1/3 В 0,030,05 с. Приведенные выше соотношения обеспечивают приемлемый с позиций долговечности колец уровень напряжений при их деформации в процессе работы. При сборке передачи сначала устанавливается один из крайних сателлитов 6 или 8, затем кольцевой элемент 13, на который размещается средний сателлит 7 и после этого третий сателлит соответственно 8 или 6. Передача работает следующим образом. Вращающийся входной вал 1, связанный с электродвигателем 2 через кулачки 3, 4, 5 с цилиндрическими наружными поверхностями, имеющими эксцентриситет е по отношению к оси входного вала 1, взаимодействует в радиальном направлении с сателлитами 6, 7, 8, которые, в свою очередь, деформируют кольцевой элемент 9 и обкатываются без проскальзывания по его внутренней рабочей поверхности. При этом кольцевой элемент 9,выполненный из фрикционной оксидокерамики, обеспечивает передачу повышенных моментов и отсутствие проскальзывания при взаимодействии рабочих поверхностей сателлитов 6, 7, 8 с рабочей поверхностью кольцевого элемента 9. Радиальные силы,возникающие при деформации среднего 10 и наружного 11 кольцевых элементов, обеспечивают без использования допусков повышенной точности требуемый гарантированный натяг в контакте рабочих поверхностей сателлитов 6, 7, 8 и рабочей поверхности кольце 4 9499 1 2007.08.30 вого элемента 9. Кроме того, жесткое неразъемное соединение наружного кольцевого элемента 10 с корпусом 12 позволяет передавать значительные крутящие моменты на выходной вал 1, а высокие упруго-податливые свойства кольцевого элемента 10 способствуют значительному улучшению виброакустических характеристик передачи и снижению неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий, что обеспечивает повышенный ресурс работоспособности передачи. При вращении в окружном направлении осей сателлитов 6, 7, 8 они посредством отверстий 17, 18, 19, взаимодействующих с осями 20, 21, жестко связанными с фланцем 22,передают на него вращение и через фланец 22 на выходной вал 23. Использование предлагаемого технического решения в приводных сервисных устройствах мобильной техники, приводах бытовой техники, станков и технологического оборудования позволяет обеспечить значительное улучшение их служебных характеристик за счет уменьшения габаритных размеров фрикционной передачи при больших передаточных отношениях. Источники информации 1. Бакаев Н.А., Волошина О.Н. Основы проектирования фрикционных передач. - С. 8,9, рис. 1.1. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5