RU2443919C1

RU2443919C1 - Antibacklash gear transmission

Info

Publication number: RU2443919C1
Application number: RU2010140261/11A
Authority: RU
Inventors: Вадим Петрович Вашкевич (RU); Вадим Петрович Вашкевич; Геннадий Иванович Овечкин (RU); Геннадий Иванович Овечкин; Роман Петрович Туркенич (RU); Роман Петрович Туркенич; Николай Алексеевич Тестоедов (RU); Николай Алексеевич Тестоедов; Валерий Васильевич Двирный (RU); Валерий Васильевич Двирный
Original assignee: Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2012-02-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: antibacklash gear transmission includes housing (4) with grooves (3, 5), with drive (8) and driven (2) gear wheels arranged in them and provided with intermediate engagement elements in the form of rollers (7) which are located at the periphery of drive wheel and are conjugated with the groove surface. Rollers (7) have the shape of flattened cone, the height of which is more than thickness of drive gear wheel, are convex on the side of larger bases or with spherical cavities in their central part, into which balls are installed; the above balls are spring-loaded with flexible fixing member (9) the central part of which is rigidly fixed on the shaft of drive wheel.

EFFECT: invention allows eliminating backlashes in gear transmissions during service life of intermediate engagement elements, improving reliability and operational capabilities and improving the accuracy of turning angle during rotation.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при передаче больших усилий при вращении с высокой степенью точности.The invention relates to mechanical engineering and can be used to transfer large forces during rotation with a high degree of accuracy.

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.Known gear with intermediate bodies in engagement (RF patent No. 2292501, IPC F16H 1/32), comprising a housing, an input shaft with an eccentric, a two-shaft satellite mounted on it, a fixed and movable central wheel. Two gear crowns of the satellite have the same number of teeth and cylindrical profiles of the depressions between the teeth, but differ in pitch diameters and the distances between the centers of the circles forming the profile of the depressions between the teeth.

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.The disadvantage of this transmission is the impossibility of long-term operation of the device with increased accuracy during rotation due to the formation of backlashes during operation, which is undesirable under certain operating conditions, for example in space.

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.Known gearing gearing through the "third body" (RF patent No. 2283447, IPC F16H 25/06, F16H 3/42), containing the leading and driven gears with end teeth, a set of rolling bodies in the form of balls placed around the circumference in a limited space between the working surfaces of gears. The movement from the driving wheel to the driven one is transmitted through the rolling bodies forming the "third body", the density of which determines the gear ratio and depends on the parameters of the interdental space, the number and size of the rolling bodies.

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.Known backlash gear (RF patent No. 2287732, IPC F16H 55/18), comprising two gears mounted in the housing, one of which is made integral of two, mounted to rotate one relative to the other, elastically connected to each other. The parts of the gear are fixed on the mating two parts of the hollow shaft and are coupled with an elastic torsion placed inside it.

Торсион одним концом сопряжен с одной частью вала, а другим - с другой частью вала посредством размещенной внутри его полости резьбовой втулки, которая дополнительно имеет возможность взаимодействовать с контргайкой, размещенной на наружной поверхности, при этом резьбовая втулка и контргайка имеют разное направление резьбы.The torsion is connected at one end to one part of the shaft and the other to the other part of the shaft by means of a threaded sleeve located inside its cavity, which additionally has the ability to interact with a lock nut located on the outer surface, while the threaded sleeve and lock nut have different thread directions.

Недостатком устройства является сложность конструкции.The disadvantage of this device is the design complexity.

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.The closest technical solution, selected as a prototype, is a gear train (RF patent No. 2023208, IPC F16H 1/24, F16H 1/04) containing the drive and driven wheels, gearing elements in the form of balls located on the periphery of the drive wheel in spherical cavities, wheels are placed in the cylindrical grooves of the rack, and between them on the rack are wedge-shaped guides with a concave working surface, smoothly interfaced with the working surface of the grooves.

Задача изобретения - обеспечение длительного срока эксплуатации с повышенной точностью.The objective of the invention is the provision of a long service life with increased accuracy.

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.The problem is solved due to the fact that the backlash-free gear transmission contains a housing with grooves, with the driving and driven gears located in them, made with intermediate gearing elements, which are located on the periphery of the driving wheel with the interface with the groove surface. The intermediate teeth engagement elements are made in the form of truncated cone rollers, the height of which is greater than the thickness of the drive gear, made convex from the side of large bases or with spherical holes in their central part, in which balls are installed, spring-loaded with a flexible fixing element, rigidly fixed with its the central part on the shaft of the drive wheel. The flexible fixing element can be made in the form of an annular membrane plate made of 36NXT steel, and can also be made in the form of a package consisting of at least two flat elastic plates, or in the form of alternating flat and corrugated plates around the circles. The large bases of the intermediate elements are made with spherical holes in their central part, in which the balls are installed.

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;The proposed backlashless gear is illustrated by drawings in figures 1, 2, 3. Figure 1 shows a General view of the assembly of the device; figure 2 shows a section of the main view;

на фиг.3 показан разрез вида спереди.figure 3 shows a sectional view of the front.

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.The backlashless gear transmission contains a drive 8 and a driven 2 wheels located in the cylindrical grooves 5 and 3 of the housing 4 with the housing cover 1. The working surface of the groove 5 is made at an angle of coupling of the intermediate engagement elements, which are made in the form of truncated cone rollers 7 located in a free state in conical grooves 6 on the periphery of the drive wheel 8. The rollers 7, spring-loaded with a flexible locking element 9, are made with a margin of height, i.e. the height of each roller is greater than the thickness of the drive wheel 8.

Передача работает следующим образом.The transfer works as follows.

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.When the driving wheel 8 rotates, the force is transmitted through the rollers 7 to the driven wheel 2, while the rollers 7, which are in a free state, are held in the conical grooves 6 of the driving wheel 8 due to the interface with the working surface of the groove 5 in the housing 4. From the driven wheel 2, the rotation is transmitted to a device with increased accuracy of the angle of rotation. During operation, the working surface of the rollers 7 is ground. Under the action of the flexible locking element 9, the rollers 7 are gradually shifted towards their smaller base, thus, backlashes are not formed during operation.

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.This design of a backlashless gear transmission allows constructively simply eliminating backlash in the gears when the resource of the intermediate gearing elements is depleted, to provide increased reliability and operational capabilities, and to increase the accuracy of the rotation angle during rotation.

Предложенная безлюфтовая зубчатая передача находится на этапе изготовления, в виде действующего опытного образца с перспективой принятия серийного производства по результатам положительных испытаний.The proposed backlashless gear is at the manufacturing stage, in the form of a working prototype with the prospect of adopting mass production according to the results of positive tests.

Из известных заявителю патентно-информационных источников не обнаружена совокупность признаков, схожая с совокупностью отличительных признаков заявляемого решения.From the patent information sources known to the applicant, a totality of features was found that is similar to the set of distinguishing features of the proposed solution.

Claims

1. A backlash-free gear transmission, comprising a housing with grooves, with driving and driven gears located in them, made with intermediate gearing elements, which are located on the periphery of the driving wheel in conjunction with the groove surface, characterized in that the intermediate gearing elements of the teeth are made in the form truncated cone-shaped rollers, the height of which is greater than the thickness of the drive gear, made convex from the side of large bases or with spherical holes in their central parts in which the balls are installed, spring-loaded with a flexible locking element rigidly fixed with its central part to the shaft of the drive wheel.

2. The device according to claim 1, characterized in that the flexible locking element is made in the form of a package consisting of at least two flat elastic plates or in the form of alternating flat and corrugated around the circumference of the plates.