Подписка
Автор: 
И. А. Кудрявцев

Современные опорно-поворотные устройства (ОПУ) в части приводного механизма основываются на классических зубчатых передачах, которые в своем совершенствовании достигли пределов по таким важным для ОПУ параметрам, как: КПД, максимальное передаточное в отношении одной ступени, ресурс, надежность, технологичность, масса, габаритные размеры, стоимость.
Использование в ОПУ цевочных передач позволит создавать высококонкурентные по вышеперечисленным параметрам ОПУ.
В лаборатории ООО «Мехатронные системы» разработана цевочная передача с принципиально новой кинематикой.
Цевочная передача имеет несколько уровней зацепления со смещением по фазе, что обеспечивает многопарность зацепления.
В классической эвольвентной зубчатой передаче при передаче крутящего момента воспринимают нагрузку одновременно максимум 2–3 зуба, а в цевочной передаче — 30% зубьев‑цевок, что резко снижает удельные нагрузки в зонах контакта.
Кроме того, зубья в эвольвентной передаче работают на изгиб, а в цевочной передаче зубья работают на сжатие, что предпочтительнее.

ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ И ПРЕИМУЩЕСТВА НОВОЙ ЦЕВОЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Принципиальное отличие от аналогов (известных циклоидальных редукторов) — отсутствие механизма параллельных кривошипов, что обеспечивает:
— повышение КПД за счет исключения избыточных кинематических связей;
— повышение КПД за счет более широких возможностей исключения трения-скольжения в зацеплении путем использования подшипников качения в качестве цевок;
— плавность пуска за счет снижения приведенного к валу двигателя момента инерции;
— более широкий диапазон возможной реализации передаточных чисел в одной ступени;
— разнообразие кинематических схем: вращательного действия с внутренним и наружным зацеплением, линейного перемещения, неполноповоротного действия;
— простую реализацию конструкции редукторов с центральным сквозным отверстием большого диаметра;
— высокую степень адаптируемости при встройке в различные специальные механизмы, в том числе в ОПУ;
— несложную встраиваемость механизма ручного дублера;
— снижение массы и габаритов, a также снижение себестоимости редукторов за счет упрощения кинематики.

ОПИСАНИЕ ЦЕВОЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ ОПУ

Цевочная передача состоит (рис. 1–2) из двух составных профилей 1 и 2. Профильсоставлен из отдельных, смещённых по фазе относительно друг друга зубчатых венцов 3, имеющих циклоидальную форму зубьев. А профиль 2 составлен из подвижно установленных на эксцентриковом валу 4 и смещенных по фазе относительно друг друга сегментов 5, имеющих круговую форму зубьев, выполненных, например, в виде подшипников 6, установленных на осях 7 в щеках 8 сегментов 5.

Рис. 1. Цевочная передача вращательного действия

Рис. 2. Элементы цевочной передачи

Цевочная передача работает следующим образом. Вращательное движение эксцентрикового вала 4 преобразуется в сложноплоское движение профиля 2, при этом в результате силового воздействия зубьев профиля 2 на зубья профиля 1 за один оборот эксцентрикового вала 4 происходит перемещение профиля 1 на один зуб. Смещенные по фазе зубчатые венцы 3 составного зубчатого профиля 1 с циклоидальной формой зубьев и смещенные по фазе сегменты 5 составного зубчатого профиля 2 с круговой формой зубьев обеспечивают непрерывность силового контакта зубьев в зацеплении. Передаточное отношение цевочной передачи будет соответствовать числу зубьев профиля 1.
Принцип работы цевочной передачи ОПУ поясняется рисунками 3–7.

Рис. 3. Кинематическая схема передачи вращательного действия: а) с внешним зацеплением, б) неполноповоротной с внешним зацеплением, в) с внутренним зацеплением, г) с внутренним зацеплением неполноповоротной, д) со сквозным полым валом, е) с несколькими сегментами, кинематически связанными между собой через эксцентриковые валы, ж) дифференциального типа, з) реечной передачи, и) угловой передачи, к) с опорными неподвижными пальцами

Рис. 4. Общий вид зубчатой передачи с внутренним зацеплением

Рис. 6.  Общий вид привода на основе зубчатой передачи с круговым сектором

Рис. 7. Элементы зацепления цевочной передачи

Данная цевочная передача может использоваться как для оси «Азимут», так и для оси «Угол места». На рис. 8 представлены изделия, выполненные на ее основе.

Рис. 8. Изделия, выполненные с использованием новой цевочной передачи

И. А. Кудрявцев
ООО «Мехатронные системы», г. Йошкар-Ола
e‑mail: info@mechsys.ru, www.mechsys.ru

Реклама наших партнеров