ПЛУНЖЕРНЫЙ РЕДУКТОР С НАПРАВЛЯЮЩИМИ КАЧЕНИЯ

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в качестве силового редуцирующего механизма в приводах систем управления.

Эффективность управления приводами определяется эксплуатационными характеристиками применяемых технических средств. Силовые приводы, оснащенные волновыми передачами, в частности волновые передачи с гибкими зубчатыми колесами (ГЗК), содержащие в качестве звена редуцирования волновую зубчатую передачу, имеют высокое передаточное число. Поэтому часто приходиться применять мультипликаторные системы трансмиссий для увеличения угловых перемещений выходного вала привода, которые усложняют конструкцию привода. Поэтому актуальной задачей является разработка таких конструкций редукторов, которые не требуют установки мультипликаторов, обладают высокой нагрузочной способностью, необходимой долговечностью, высоким значением коэффициента полезного действия и имеют возможность работы в сложных климатических условиях.

Известен шаговый двигатель [А.с. №530961, СССР, F15B 11/12, Шаговый двигатель, Опубл. 05.10.1976 Бюллетень №37], содержащий равномерно расположенные по окружности в блоке автономно управляемые цилиндры, поршни которых взаимодействуют с ведущим колесом зубчатой передачи.

Недостатком такого привода являются большие осевые размеры и высокое передаточное число, оптимальное значение которого лежит в интервале от 80 до 300. Наличие большого количества цилиндров уменьшает ресурс механизмов такого типа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути является редуцирующий узел плунжерного редуктора, описанный в патенте RU №2370692 «Плунжерный редуктор». Плунжерный редуктор содержит генератор волн, неподвижное жесткое зубчатое колесо, взаимодействующее с ним колесо, выполненное в виде кольца-сепаратора, в пазах которого размещены с возможностью радиального перемещения призматические плунжеры. Генератор волн плунжерного редуктора выполнен в виде вала с эксцентрично установленным на нем диском, а в пазы плунжеров установлено недеформируемое кольцо.

Недостатком такого редуцирующего узла является его низкий коэффициент полезного действия (КПД) из-за больших потерь мощности на трение при перемещении плунжеров в пазах кольца-сепаратора.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение КПД редуктора.

Поставленная задача решается тем, что в плунжерном редукторе с направляющими качения, содержащем генератор волн, неподвижное жесткое зубчатое колесо, взаимодействующее с ним колесо, выполненное в виде кольца-сепаратора, в пазах которого размещены с возможностью радиального перемещения призматические плунжеры, в кольце-сепараторе, параллельно его оси и тангенциально направляющим поверхностям его пазов, изготовлены отверстия, в которые установлены тела качения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено поперечное сечение плунжерного редуктора с направляющими качения; на фиг.2 показано осевое сечение плунжерного редуктора с направляющими качения.

Плунжерный редуктор с направляющими качения содержит неподвижное жесткое зубчатое колесо 1. Плунжеры 2 равномерно расположены по окружности и фиксируются от угловых перемещений друг относительно друга кольцом-сепаратором 3, а от осевых перемещений - выходным валом 4. В пазы плунжеров 2 установлены недеформируемые кольца 5. В центральное отверстие кольца-сепаратора 3 установлен входной вал 6, зафиксированный от радиальных и осевых перемещений подшипниками 7, размещенными в крышках полукорпуса 8. На валу 6 размещен и зафиксирован от осевых перемещений с помощью гайки 9 диск-эксцентрик 10. Выходной вал 4 закреплен к кольцу-сепаратору 3 и фиксируется от радиальных и осевых перемещений подшипниками 11, установленными в полукорпус 12. В отверстия, изготовленные соосно с кольцом-сепаратором 3 и тангенциально направляющим поверхностям его пазов, установлены цилиндрические тела качения 13, фиксируемые от осевых перемещений кольцом-сепаратором 3 и выходным валом 4.

Плунжерный редуктор с направляющими качения работает следующим образом. Вращение вала 6 вместе с закрепленными на нем диском-эксцентриком 10 вызывает движение недеформируемых колец 5, а плунжеры 2 заставляет совершать возвратно-поступательное движение в пазах сепаратора 3 и взаимодействовать с телами качения 13, приводя их во вращательное движение. Плунжеры 2 под действием диска-эксцентрика 10 вступают в контакт с неподвижным зубчатым колесом 1, создавая зону зацепления, и сепаратор 3 с закрепленным к нему выходным валом 4 начинает совершать вращательное движение. Плунжеры 2, оказавшиеся в свободной зоне зацепления, выводятся из контакта с зубом колеса с помощью недеформируемых колец 5.

Оптимальное передаточное число плунжерного редуктора с направляющими качения лежит в интервале от 20 до 120.

В настоящий момент, разработка плунжерного редуктора с направляющими качения находится в стадии экспериментальных испытаний.