Что такое безлюфтовая передача приведите примеры
Безлюфтовая зубчатая передача
Владельцы патента RU 2749925:
Изобретение относится к области машиностроения. Безлюфтовая зубчатая передача состоит из ведущего и ведомого зубчатых колес, упругого элемента, создающего крутящий момент на ведомой шестерне. Упругий элемент установлен на переходной втулке, которая надета на вал ведомой шестерни и зафиксирована винтом, при этом винт имеет меньший диаметр, чем отверстие для крепления, выполненное во втулке. Обеспечивается улучшение эксплуатационных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения и может быть использовано в реверсивных приводах, например, в приводах шарнирных узлов механических систем космических аппаратов.
Известно устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента, выполненное на базе разрезных колес, содержащее ведомое зубчатое колесо в виде двух зубчатых венцов один из которых жестко установлен на валу, а второй подпружинен и установлен соосно с первым (патент СССР № 602727 от 15.04.1978).
Также известно устройство для безлюфтовой передачи крутящего момента (патент РФ № 2325571 от 19.06.2008), содержащее ведущее зубчатое колесо, зацепляющееся с двумя зубчатыми венцами ведомого зубчатого колеса, один из которых жестко устанавливается на вал, а второй подпружинен торсионным устройством.
Также известно зубчатое колесо с упругими зубьями (патент РФ 175580 от 10.08.2016), зубья которого имеют пазы в центральной части и на периферии.
Данное устройство принято за прототип.
Основным недостатком известных устройств, включая прототип, является – отсутствие возможности контроля момента взведения торсионного механизма в любой момент эксплуатации зубчатой передачи, то есть отсутствие возможности, например, отслеживания изменения момента затяжки или характеристик упругого элемента после его транспортировки или хранения.
Для заявленного устройства выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: безлюфтовая зубчатая передача, состоящая из ведущего и ведомого зубчатых колес, упругого элемента, создающего крутящий момент на ведомой шестерне.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в реализации конструкции безлюфтовой зубчатой передачи, обеспечивающей более высокие эксплуатационные качества, например, контролепригодности.
Поставленная задача решается за счет того, что в безлюфтовой зубчатой передаче, состоящей из ведущего и ведомого зубчатых колес, упругого элемента, создающего крутящий момент на ведомой шестерне, упругий элемент, представляющий собой спиральную пружину, установлен на переходной втулке, которая надета на вал ведомой шестерни и зафиксирована винтом, при этом винт имеет меньший диаметр, чем отверстие для крепления, выполненное во втулке.
Устройство безлюфтовой зубчатой передачи включает в себя ведущее зубчатое колесо 1, введенное в зацепление с ведомым зубчатым колесом 2, жестко закрепленное на валу 3. На вал 3 надета переходная втулка 5 и фиксирована крепежным винтом 6 через отверстие А. Отверстие А имеет диаметр больший, чем диаметр крепежного винта 6, поэтому переходная втулка 5 может прокручиваться в пределах зазора между винтом и отверстием, что позволяет в пределах данного зазора измерить крутящий момент M, создаваемый спиральной пружиной 4. На переходную втулку 5 устанавливается спиральная пружина 4 которая сообщает ей момент М, который передается через вал 3 на ведомое зубчатое колесо 2, тем самым приводя к постоянному контакту ведущего 1 и ведомого зубчатого колеса 2 (выбиранию люфта).
Устройство работает следующим образом. Когда ведущее зубчатое колесо 1 вращается, вращается зубчатое колесо 2 при этом, на всем протяжении вращения пружина 4 сообщает крутящий момент М на переходную втулку 5, вал 3 и ведомое зубчатое колесо. За счет постоянно приложенного крутящего момента М ведущее зубчатое колесо 1 и ведомое зубчатое колесо 2 находятся в постоянном контакте. В случае необходимости замера момента создаваемого спиральной пружиной 4, переходная втулка 5 проворачивается в пределах зазора между отверстием А и крепежным винтом 6, разобщая вал 3 и переходную втулку 5 и проводя замер момента М.
Технический эффект заключается в применении переходной втулки с отверстием большим, чем диаметр крепежного элемента, что позволяет контролировать момент, создаваемый пружиной, в любой момент времени при наземной эксплуатации космического аппарата.
1. Безлюфтовая зубчатая передача, состоящая из ведущего и ведомого зубчатых колес, упругого элемента, создающего крутящий момент на ведомой шестерне, отличающаяся тем, что упругий элемент установлен на переходной втулке, которая надета на вал ведомой шестерни и зафиксирована винтом, при этом винт имеет меньший диаметр, чем отверстие для крепления, выполненное во втулке.
2. Безлюфтовая зубчатая передача по п. 1, отличающаяся тем, что упругий элемент представляет собой спиральную пружину.
Блюфтовая зубчатая и винтовые передачи
Известна безлюфтовая зубчатая передача (патент РФ № 2287732, МПК F16H 55/18), содержащая смонтированные в корпусе два находящихся в зацеплении зубчатых колеса, одно из которых выполнено составным из двух, установленных с возможностью поворота одна относительно другой частей, упруго связанных между собой. Части зубчатого колеса закреплены на сопрягающихся двух частях полого вала и сопряжены размещенным внутри него упругим торсионом.
Недостатком устройства является сложность конструкции.
Винтовая передача — механическая передача, преобразующая вращательное движение в поступательное, или наоборот. В общем случае она состоит из винта и гайки.
Винтовые передачи делятся на:
· шариковинтовые передачи качения (ШВП);
· роликовинтовые передачи качения.
· приводы исполнительных органов (например: металлорежущие станки, кузнечно-прессовое оборудование);
· регулировочные винты и болты в машинах и механизмах (например, регулируемые по высоте опоры мебели и оборудования (выкручивающиеся ножки));
· инструменты (слесарные тисы, струбцины, съёмники, штопоры, винтовые домкраты);
· детские игрушки: для запуска юлы и летающего винта;
Следует отметить, что пара болт-гайка хотя и представляет собой, по сути, винтовую передачу, однако предназначена она не для перемещения, а для закрепления деталей, поэтому относится к соединениям. Аналогично шурупы и винтовые (червячные) металлические хомуты.
Безлюфтовая зубчатая передача
Владельцы патента RU 2287732:
Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, а именно к безлюфтовым приводам поворота звеньев робота.
Известна безлюфтовая зубчатая передача (см. авторское свидетельство №1188425, 4 F 16 Н 55/18, бюл. №40, 1985), содержащая зубчатые колеса, одно из которых состоит из двух по ширине частей, связанных упругим элементом и размещенным в резьбовом отверстии одной из частей фиксирующим винтом, головка которого помещена в отверстии другой части колеса, а с целью повышения удобства эксплуатации головка фиксирующего винта эксцентрична относительно резьбы.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются недостаточная надежность, неудобство монтажа и эксплуатации.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками, являются: одно зубчатое колесо редукции выполнено из двух частей, при этом одна из них установлена подвижно на валу, наличие упругого торсиона.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются сложность конструкции, неудобство монтажа и недостаточно удобен в эксплуатации.
Из известных наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является безлюфтовый редуктор преимущественно для привода поворота звеньев робота (см. авторское свидетельство №1549742, В 25 J 9/00, бюл. №10, 1990), содержащий два находящихся в зацеплении зубчатых колеса, одно из которых выполнено составным из двух установленных с возможностью поворота одна относительно другой частей, связанных упругим элементом, а с целью повышения долговечности за счет обеспечения управления относительным смещением частей составного зубчатого колеса, он снабжен двумя токосъемными кольцами, жестко связанными с одной из частей составного зубчатого колеса, а упругий элемент выполнен из материала, обладающего памятью формы, в виде втулки с продольными пазами на ее поверхности и выступами на торцах, которая расположена между частями составного зубчатого колеса и аксиально им, при этом в этих частях выполнены отверстия, а выступы противоположных торцов втулки расположены в этих отверстиях, электрически изолированы от частей зубчатого колеса и соединены с соответствующим токосъемным кольцом.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются конструктивная сложность, недостаточная надежность и недостаточно удобен в эксплуатации.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции, повышение эксплуатационных возможностей и надежности при устранении зазоров в зубчатой передаче.
Предлагаемая безлюфтовая зубчатая передача поясняется чертежом.
В корпусе 1 монтируются два находящихся в зацеплении зубчатых колеса 2, 3, одно из которых выполнено составным из двух установленных с возможностью поворота одна относительно другой частей 4, 5, при этом обе части полого вала 6, 7 сопрягаются как показано на чертеже. Затем закручивается упругий торсион 8 посредством резьбовой втулки 9, например, с помощью динамометрического ключа с требуемым усилием, при этом осуществляется разворот частей полого вала 6, 7 с соответствующими частями 4, 5 зубчатого колеса 3. Таким образом, выбирается зазор в зацеплении зубчатых колес. От самоотвинчивания втулка 9 поджимается контргайкой 10, размещенной на наружной поверхности части вала 7, при этом резьбовая втулка 9 и контргайка 10 имеют разное направление резьбы.
Данная конструкция безлюфтовой зубчатой передачи позволяет конструктивно просто устранить зазоры в зубчатых передачах, обеспечить повышение надежности и эксплуатационных возможностей, поскольку регулировка усилия закручивания торсиона вынесена на внешнюю часть корпуса.
Изготовление безлюфтовой червячной передачи
ОПИСАНИЕ
Передача зубчато-винтовая или червячная представляет собой механическую передачу, реализующуюся посредством зацепления червяка и червячного колеса, сопряженного с ним. Компания «Zubix» принимает заказы на штучное и серийное изготовление безлюфтовой червячной передачи по техническим заданиям, чертежам заказчиков. Большой опыт специалистов компании, наличие современной производственной оснастки позволяет изготавливать безлюфтовые червячные передачи по вашим образцам. В производстве задействовано высокоточное оборудование с ЧПУ, что позволяет нам выполнять заказы в сжатые сроки. Безлюфтовая передача подразумевает высокоточную передачу движения, исключающую «провалы» при смене вектора движения.
Конструктивные особенности безлюфтовой червячной передачи
В конструкции стандартной безлюфтовой червячной передачи присутствует:
Винт с резьбой — это червяк. Профиль резьбы идентичен трапецеидальной. Зубчатое колесо, оснащенное косыми зубьями, имеющими специальный профиль — это червячное колесо. Зазор в червячной безлюфтовой передаче устраняют посредством устройства, состоящего из подпружиненного червяка, контактирующего с червячным колесом, пары конических шестерен кинематически соединяющих мобильный червяк с его аналогом передачи.
Второй более простой вариант — косозубые шестерни, обеспечивающие выбор зазоров автоматически в условиях реверсирования передачи. Наиболее часто в роли ведущего элемента выступает червяк с небольшим количеством витков.
Варианты изготовления и используемые материалы
Так как к элементам, из которых состоит безлюфтовая червячная передача, предъявляют повышенные требования, особое внимание уделяется подбору материала. Червячное колесо мы предлагаем изготавливать в составном исполнении. Для производства венца часто применяем бронзу марок БРОЦС 555, БРАЖ 9-14, обладающую антифрикционными свойствами. Используем для этой цели и полимерные материалы — фторопласт, капролон.
Для червяка используем инструментальные стали либо чугун. Червячные колеса и венцы изготавливаем с использованием червячных фрез, установленных на зубофрезерные станки с применением способа тангенциальной либо радиальной подачи. Наличие в штате предприятия мастеров высокой квалификации, высокоточного оборудования позволяет применять и комбинированные методы, используя дополнительно профилированные резцы.
Для нарезания резьбы на червяке используем различные станки:
Предельно большую точность гарантирует изготовление безлюфтовой червячной передачи по последнему варианту, но технология является дорогостоящей. Выбирать ее рекомендуется в особых случаях, когда точность предельно важна.
Разместить заказ на производство червячных пар можно путем отправки запроса на нашу почту либо размещения заказа на сайте компании. Гарантируем как быстрое изготовление, так и оперативную доставку в любой регион России и в ближнее зарубежье.
У нас Вы можете заказать изготовление безлюфтовой червячной передачи с доставкой по РФ и странам ближнего зарубежья, а так же сделать заказ на изготовление по чертежам.
Оформить заказ можно через наших инженеров отдела продаж по тел. +7 (495) 240-82-98 или через электронную почту info@zub-x.ru
Наши сотрудники оперативно помогут Вам и ответят на все интересующие вопросы.
О компании
ООО « Зубикс» предоставляет услуги полного цикла производства деталей для различных отраслей промышленности. Изготовление деталей для станков, спецтехники и прочего оборудования.
Безлюфтовая зубчатая передача
Владельцы патента RU 2443919:
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при передаче больших усилий при вращении с высокой точностью угла поворота. Безлюфтовая зубчатая передача содержит корпус (4) с проточками (3, 5), с размещенными в них ведущим (8) и ведомым (2) зубчатыми колесами, выполненными с промежуточными элементами зацепления в виде роликов (7), которые расположены на периферии ведущего колеса с сопряжением с поверхностью проточки. Ролики (7) имеют форму усеченного конуса, высота которых больше толщины ведущего зубчатого колеса, выполнены выпуклыми со стороны больших оснований или со сферическими лунками в их центральной части, в которые установлены шарики, подпружиненные гибким фиксирующим элементом (9), жестко закрепленным своей центральной частью на валу ведущего колеса. Изобретение позволяет конструктивно просто устранить люфты в зубчатых передачах при выработке ресурса промежуточных элементов зацепления, обеспечить повышение надежности и эксплуатационных возможностей, повысить точность угла поворота при вращении. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при передаче больших усилий при вращении с высокой степенью точности.
Известен редуктор с промежуточными телами в зацеплении (патент РФ №2292501, МПК F16H 1/32), содержащий корпус, входной вал с эксцентриком, установленный на нем двухвенцовый сателлит, неподвижное и подвижное центральные колеса. Два зубчатых венца сателлита имеют одинаковое число зубьев и цилиндрические профили впадин между зубьями, но отличаются делительными диаметрами и расстояниями между центрами окружностей, образующих профиль впадин между зубьями.
Недостатком данной передачи является невозможность длительного функционирования устройства с повышенной точностью при вращении из-за образования люфтов в процессе эксплуатации, что нежелательно при определенных условиях эксплуатации, например в космосе.
Известна зубчатая передача зацеплением через «третье тело» (патент РФ №2283447, МПК F16H 25/06, F16H 3/42), содержащая ведущее и ведомое зубчатые колеса с торцовыми зубьями, набор тел качения в виде шариков, размещенных по окружности в ограниченном пространстве между рабочими поверхностями зубчатых колес. Движение от ведущего колеса к ведомому передается через тела качения, образующие «третье тело», плотность которого определяет передаточное отношение и зависит от параметров межзубчатого пространства, количества и размеров тел качения.
Недостатком данной передачи является невозможность длительного функционирования устройства с повышенной точностью при вращении из-за образования люфтов в процессе эксплуатации, что нежелательно при определенных условиях эксплуатации, например в космосе.
Известна безлюфтовая зубчатая передача (патент РФ №2287732, МПК F16H 55/18), содержащая смонтированные в корпусе два находящихся в зацеплении зубчатых колеса, одно из которых выполнено составным из двух, установленных с возможностью поворота одна относительно другой частей, упруго связанных между собой. Части зубчатого колеса закреплены на сопрягающихся двух частях полого вала и сопряжены размещенным внутри него упругим торсионом.
Недостатком устройства является сложность конструкции.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является зубчатая передача (патент РФ №2023208, МПК F16H 1/24, F16H 1/04), содержащая ведущее и ведомое колеса, элементы зацепления в виде шариков, располагаемых на периферии ведущего колеса в сферических впадинах, колеса размещены в цилиндрических проточках стойки, и между ними на стойке расположены клиновидные направляющие с вогнутой рабочей поверхностью, плавно сопряженной с рабочей поверхностью проточек.
Недостатком данной передачи является невозможность длительного функционирования устройства с повышенной точностью при вращении из-за образования люфтов в процессе эксплуатации, что нежелательно при определенных условиях эксплуатации, например в космосе.
Поставленная задача решена за счет того, что безлюфтовая зубчатая передача содержит корпус с проточками, с размещенными в них ведущим и ведомым зубчатыми колесами, выполненными с промежуточными элементами зацепления, которые расположены на периферии ведущего колеса с сопряжением с поверхностью проточки. Промежуточные элементы зацепления зубьев выполнены в виде роликов, имеющих форму усеченного конуса, высота которых больше толщины ведущего зубчатого колеса, выполнены выпуклыми со стороны больших оснований или со сферическими лунками в их центральной части, в которые установлены шарики, подпружиненные гибким фиксирующим элементом, жестко закрепленным своей центральной частью на валу ведущего колеса. Гибкий фиксирующий элемент может быть выполнен в виде кольцевой мембранной пластины из стали марки 36НХТ, а так же может быть выполнен в виде пакета, состоящего, по меньшей мере, из двух плоских упругих пластин, или в виде чередования плоских и гофрированных по окружностям пластин. Большие основания промежуточных элементов выполнены со сферическими лунками в их центральной части, в которые установлены шарики.
Предлагаемая безлюфтовая зубчатая передача поясняется чертежами на фиг.1, 2, 3. На фиг.1 показан общий вид сборки устройства; на фиг.2 показан разрез главного вида;
на фиг.3 показан разрез вида спереди.
Безлюфтовая зубчатая передача содержит ведущее 8 и ведомое 2 колеса, размещенные в цилиндрических проточках 5 и 3 корпуса 4 с крышкой корпуса 1. Рабочая поверхность проточки 5 выполнена под углом сопряжения промежуточных элементов зацепления, которые выполнены в виде роликов 7, имеющих форму усеченного конуса, расположенных в свободном состоянии в конических пазах 6 на периферии ведущего колеса 8. Ролики 7, подпружиненные гибким фиксирующим элементом 9, выполнены с запасом по высоте, т.е. высота каждого ролика больше толщины ведущего колеса 8.
Передача работает следующим образом.
При вращении ведущего колеса 8, усилие посредством роликов 7 передается ведомому колесу 2, при этом ролики 7, находящиеся в свободном состоянии, удерживаются в конических пазах 6 ведущего колеса 8 благодаря сопряжению с рабочей поверхностью проточки 5 в корпусе 4. С ведомого колеса 2 вращение передается на устройство с повышенной точностью угла поворота. По мере эксплуатации рабочая поверхность роликов 7 стачивается. Под действием гибкого фиксирующего элемента 9 ролики 7 постепенно смещаются в сторону их меньшего основания, таким образом, люфты в процессе эксплуатации не образуются.
Данная конструкция безлюфтовой зубчатой передачи позволяет конструктивно просто устранить люфты в зубчатых передачах при выработке ресурса промежуточных элементов зацепления, обеспечить повышение надежности и эксплуатационных возможностей, повысить точность угла поворота при вращении.
Предложенная безлюфтовая зубчатая передача находится на этапе изготовления, в виде действующего опытного образца с перспективой принятия серийного производства по результатам положительных испытаний.
Из известных заявителю патентно-информационных источников не обнаружена совокупность признаков, схожая с совокупностью отличительных признаков заявляемого решения.
1. Безлюфтовая зубчатая передача, содержащая корпус с проточками, с размещенными в них ведущим и ведомым зубчатыми колесами, выполненными с промежуточными элементами зацепления, которые расположены на периферии ведущего колеса с сопряжением с поверхностью проточки, отличающаяся тем, что промежуточные элементы зацепления зубьев выполнены в виде роликов, имеющих форму усеченного конуса, высота которых больше толщины ведущего зубчатого колеса, выполненны выпуклыми со стороны больших оснований или со сферическими лунками в их центральной части, в которые установлены шарики, подпружиненные гибким фиксирующим элементом, жестко закрепленным своей центральной частью на валу ведущего колеса.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий фиксирующий элемент выполнен в виде пакета, состоящего, по меньшей мере, из двух плоских упругих пластин или в виде чередования плоских и гофрированных по окружностям пластин.