Синусошариковый редуктор

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Игнатищев Руслан Михайлович Свиридов Сергей Васильевич Шутов Владимир Дмитриевич Белов Александр Петрович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) 1. Синусошариковый редуктор, включающий в себя корпус, водило, приводное звено,шарики, ведущий и ведомый валы, внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность приводного звена цилиндрические и имеют замкнутые синусоидальные канавки под шарики, водило выполнено в форме втулки со сквозными продольными прорезями под шарики в стенке, жестко и соосно соединено с ведомым валом, водило вставлено с зазором в корпус, приводное звено вставлено с зазором в водило, шарики поясными своими частями расположены с зазором в продольных прорезях водила, а сегментами заглублены в синусоидальные канавки корпуса и приводного звена, параметр крутизны синусной линии с большим числом периодов расположен в интервале 1,68,0, отличающийся тем,что канавка под шарики на корпусе содержит, по крайней мере, один стык. 2. Синусошариковый редуктор по п. 1, отличающийся тем, что корпус одет в твердотельную защитную рубашку, предохраняющую от повреждений расположенную на нем синусоидальную канавку. 3. Синусошариковый редуктор по п. 1, отличающийся тем, что приводное звено имеет профильное осевое и радиальное отверстия, шарики по своим местам установлены через радиальное отверстие, а в профильное осевое отверстие вставлен ведущий вал, у которого поверхность, закрывающая радиальное отверстие, касается цилиндра расположения дна канавки приводного звена. Область применения полезной модели - машиностроение (предназначено для изменения частоты вращения тел), в первую очередь рекомендуется для случаев, когда пиковые нагрузки на порядок-два превышают средние эксплуатационные (например гайковерты). Известен синусошариковый редуктор, включающий в себя корпус, водило, приводное звено, шарики, пробку, ведущий и ведомый валы, внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность приводного звена цилиндрические и имеют замкнутые синусоидальные (зигзагообразные) канавки под шарики, водило выполнено в форме втулки со сквозными продольными прорезями под шарики в стенке, жестко и соосно соединено с ведомым валом, водило вставлено с зазором в корпус, приводное звено вставлено с зазором в водило, шарики поясными своими частями расположены с зазором в продольных прорезях водила, а сегментами заглублены в синусоидальные канавки корпуса и приводного звена. Шарики по своим местам устанавливают через отверстие в корпусе. Траектории движения центров шариков относительно тел, которым принадлежат синусоидальные канавки, описывают уравнениями традиционных (круговых) синусоид у 1(11) - для приводного звена и у 3 (33) - для корпуса,где у 1 и у 3 - кратчайшие расстояния от центров шариков до своих базовых окружностей(базовые окружности - это окружности, неподвижно связанные соответственно с приводным звеном и корпусом они перпендикулярны оси вращения, а центры их расположены на этой же оси вращения базовые окружности расположены в одной плоскости) А - амплитуда (одинаковая для обеих синусных линий) 1 и 3 - числа периодов синусоидальных канавок приводного звена и корпуса. 1 и 3 - угловые координаты, определяющие положения центров шариков относительно базовых окружностей соответственно приводного звена и корпуса 1. Однако аналог обладает невысокой технологичностью корпусных синусоидальных канавок и наличием пробки. Наиболее близка по технической сущности и достигаемому результату к полезной модели синусошариковая передача для забойных двигателей, включающая в себя корпус,водило, приводное звено, шарики, пробку, ведущий и ведомый валы, внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность приводного звена цилиндрические и имеют замкнутые синусоидальные (зигзагообразные) канавки под шарики, водило выполнено в форме втулки со сквозными продольными прорезями под шарики в стенке, жестко и соосно соединено с ведомым валом, водило вставлено с зазором в корпус, приводное звено вставлено с зазором в водило, шарики поясными своими частями расположены с зазором в продольных прорезях водила, а сегментами заглублены в синусоидальные канавки корпуса и приводного звена. Шарики по своим местам устанавливают через отверстие в корпусе. Из множества (3 и 4) возможных для сопряжения пар синусных линий к использованию принимают удовлетворяющие соотношению 1,68,0,4 где- параметр крутизны синусной линии с большим числом периодов 2 27272006.06.30 А - амплитуда сопряженных синусных линий (синусоид) Т - шаг синусной линии с большим числом периодов- острый угол между касательной к синусной линии с большим числом периодов и проведенной в точке О ее пересечения с базовой окружностью, с одной стороны, и осью,проходящей через эту же точку О параллельно оси редуктора 2. Однако прототип имеет невысокую технологичность корпусных синусоидальных канавок и наличие пробки. Задачи, решаемые использованием полезной модели повышение технологичности изготовления корпусной синусоидальной канавки и ликвидация пробки, что приведет к удешевлению данного вида зацепления и продукции, создаваемой на ее основе. Решение указанных задач обеспечивается тем, что синусошариковый редуктор, включающий в себя корпус, водило, приводное звено, шарики, ведущий и ведомый валы, внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность приводного звена цилиндрические и имеют замкнутые синусоидальные канавки под шарики, водило выполнено в форме втулки со сквозными продольными прорезями под шарики в стенке, жестко и соосно соединено с ведомым валом, водило вставлено с зазором в корпус, приводное звено вставлено с зазором в водило, шарики поясными своими частями расположены с зазором в продольных прорезях водила, а сегментами заглублены в синусоидальные канавки корпуса и приводного звена, параметр крутизны синусной линии с большим числом периодов расположен в интервале 1,68,0, согласно полезной модели, канавка под шарики на корпусе содержит, по крайней мере, один стык. Корпус одет в твердотельную защитную рубашку,предохраняющую от повреждений расположенную на нем синусоидальную канавку. Приводное звено имеет профильное осевое и радиальное отверстия, шарики по своим местам установлены через радиальное отверстие, а в профильное осевое отверстие вставлен ведущий вал, у которого поверхность, закрывающая радиальное отверстие, касается цилиндра расположения дна канавки приводного звена. Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показан вид вдоль оси вращения на корпус редуктора, выполненного в соответствии с полезной моделью на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1 (с разверткой на плоскость) на фиг. 3 - вид вдоль оси вращения (синусоидальный разрез корпуса редуктора - это разрез, который получается при перемещении прямой, в любой момент времени содержащей точку дна канавки и точку оси вращения, причем располагающуюся к этой оси вращения перпендикулярно) на фиг. 4 - вид вдоль оси вращения на приводное звено на фиг. 5 - вид по стрелке Б на фиг. 4 на фиг. 6 - вид вдоль оси вращения на ведущий вал на фиг. 7 изображена принципиальная схема техпроцесса для формирования корпусной синусоидальной канавки. Синусошариковый редуктор содержит. Торец корпуса 1 (и в натуре, и в проекции имеет форму плоского кольца), стенка корпусной синусоидальной канавки под шарики 2 (в натуре имеет пространственную форму, а в ортогональной проекции - плоское кольцо),точки сварки стыка 3 свернутой во втулку полосы, дно корпусной синусоидальной канавки 4, прямоугольная поверхность шпоночного паза 5 (5 - кратчайшее ее расстояние до оси вращения), дно синусоидальной канавки на приводном звене 6 (65 - радиус цилиндра ее расположения), сборочное отверстие 7, наружная поверхность шпонки на ведущем валу 8, полоса 9 (например из закаливаемых сталей - 45, 40 Х, 40 ХН и пр.), устройство для дискретной (пошаговой) подачи этой полосы 10, матрица 11 и пуансон 12 для формирования на полосе 9 элемента замкнутой корпусной синусоидальной канавки с числом периодов 3 (как одной из 3 ее составляющих), начинать элемент целесообразно на одной вершине, заканчивать на соседней - по той причине, что участки синусных линий,расположенные в зоне вершин, обеспечивают шарикам лишь холостые пробеги и позволяют иметь поэтому относительно большие геометрические погрешности изготовления) 3 27272006.06.30 участки полосы со сформированными на них элементами 13, 14, 15, 16 и 17 - разомкнутыми однопериодными синусоидными канавками, выполненными на цилиндре радиуса 4,ножницы 18 (ими отрезают куски полосы с нужным - 3 - числом сформированных на ней элементов). Для придания корпусу (сваренному концами куску полосы с 3 элементами) цилиндрической формы его термообработку можно производить на чугунных цилиндрах. С целью защиты стенок синусоидальных канавок от механических деформаций и от коррозии корпус могут впрессовывать в твердотельный цилиндр-рубашку возможно изготовление защитной рубашки литьем - пластмассовым, алюминиевым и другими материалами вместо шпоночного соединения ведущего вала с приводным звеном может быть использовано шлицевое, эллипсное либо другое известное профильное соединение. Сборка синусошарикового редуктора. В корпус (с защитной рубашкой или без нее) вставляют водило, а в него приводное звено через отверстия в приводном звене устанавливают по своим местам шарики вставляют ведущий вал, который радиально выступающей своей частью (шлицом, шпонкой и т.д.) закрывает радиальное отверстие и лишает шарики возможности входить в него при работе редуктора. Ведомый вал (любой известной формы) жестко и соосно соединяют с водилом. Синусошариковый редуктор работает следующим образом. При вращении ведущего вала ведомый вал вращается с другой частотой, удовлетворяющей математическому выражению 11 3 ,1 2 где- передаточное отношение синусошарикового редуктора 1 и 2 - частоты вращения ведущего и ведомого валов 1 и 3 - числа периодов синусоидальных канавок приводного звена и корпуса. С точки зрения понятий ведущее звено, ведомое звено, корпус (стойка, иначе неподвижное звено) синусошариковый редуктор кинематически обратим подробнее см. на с. 19 и 20 литературного источника 1. С целью повышения нагрузочной способности синусошарикового редуктора по критерию величина пиковой нагрузки рекомендуется использовать шарики из кремнемолибденовой стали (например из стали 55 СМФА). С целью обеспечения более высокого коэффициента полезного действия (КПД) за счет фактора геометрия рекомендуется использовать математическое соотношение 1,68,0,4 где- параметр крутизны синусной линии с большим числом периодов А - амплитуда сопряженных синусоид Т - шаг синусной линии с большим числом периодов- острый угол между касательной к синусной линии с большим числом периодов и проведенной в точке О ее пересечения с базовой окружностью, с одной стороны, и осью,проходящей через эту же точку О параллельно оси редуктора. С целью обеспечения более высокого КПД за счет фактора смазка рекомендуется использовать гипоидные масла, например ТАД-17 И. Ориентировочные значения КПД синусошарикового редуктора приведены в таблице. Передаточное числоКПД Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5