CS230821B1 - Generátor deformací harmonické převodovky - Google Patents

Abstract

Vynález se týká generátoru deformaci harmonická převodovky, který je uložen na hnacím hřídeli a při svém otáěení deformuje pružné ozubené kolo, které se tak v jistých pásmech dostává do záběru s tuhým ozubeným kolem, které je obklopuje. Od pružného ozubeného kola je odvozeno otáčení hnaného hřídele. Pásma záběru se při otáčení generátoru deformací přemístují a během jedné otáčky se v záběru vystřídá postupně celé ozubení. Generátor deformací obsahuje těleso, které je nasazeno pevně na hnacím hřídeli, a jsou v něm pevně usazeny čepy s malou toleranci, která, dovoluje jejich těsné otáčení. Tyto čepy pokračují částmi, která jsou vůči oněm částem usazeným v tělese excentrické a jsou usazeny pevně v ložiskách. Míra nastavené excentricity se určuje natočením čepů, čemuž odpovídá míta excentricity a tedy poloha ložisek a deformace pružného ozubeného kola. Poloha čepů se zajištuje Šrouby. Vynález je použitelný ve všech strojírenských oborech, zvláště tam, kde se jedná o dosažení velkých převodových poměrů při zachování vysoké účinnosti a snížení váhy.

Description

(54) Generátor deformací harmonické převodovky

Vynález se týká generátoru deformaci harmonická převodovky, který je uložen na hnacím hřídeli a při svém otáěení deformuje pružné ozubené kolo, které se tak v jistých pásmech dostává do záběru s tuhým ozubeným kolem, které je obklopuje. Od pružného ozubeného kola je odvozeno otáčení hnaného hřídele. Pásma záběru se při otáčení generátoru deformací přemístují a během jedné otáčky se v záběru vystřídá postupně celé ozubení. Generátor deformací obsahuje těleso, které je nasazeno pevně na hnacím hřídeli, a jsou v něm pevně usazeny čepy s malou toleranci, která, dovoluje jejich těsné otáčení.

Tyto čepy pokračují částmi, která jsou vůči oněm částem usazeným v tělese excentrické a jsou usazeny pevně v ložiskách. Míra nastavené excentricity se určuje natočením čepů, čemuž odpovídá míta excentricity a tedy poloha ložisek a deformace pružného ozubeného kola. Poloha čepů se zajištuje Šrouby. Vynález je použitelný ve všech strojírenských oborech, zvláště tam, kde se jedná o dosažení velkých převodových poměrů při zachování vysoké účinnosti a snížení váhy.

Vynález se týká generátoru deformaci harmonické převodovky a řeší přesnost jeho nastavení.

Harmonická převodovka je, jak známo, žaložena na principu pružné deformace ozubeného kola zabírajícího s tuhým ozubeným kolem, přičemž pružné ozubené kolo může být provedeno jako vnitřní 8 vnějším ozubením, které zabírá s tuhým vnějším ozubeným kolem s vnitřním ozubením. Oenerátor deformací uložený na hnacím hřídeli vyvolává deformaci pružného kola a posunuje tím záběrové místo po obvodě tek, že při jedné otáčce generátoru deformací se záběrové místo posune o celý obvod. Vzhledem k tomu, že rozdíl počtu zubů vnějšího a vnitřního kola je malý, dosahuje se mezi otáčkami generátoru deformací a otáčkami pružného ozubeného kole v jediném stupni velkého převodového čísla. Otáčení hnaného hřídele je potom odvozeno od pružného ozubeného kola.

Harmonických převodovek se používá především v servopohonech a malými silovými účinky. Přitom se požaduje například u robotů přesnost nastavení poháněných prvků a tedy. záběr ozubení bez vůle. To vyžaduje přesného nastavení ozubení pružného kola ve stavu nedeformova nám, tj. bez záběru s tuhým ozubeným věncem. Přesnost nastavení má významný vliv i na účin? nost přenosu energie, na dosažení přenosu maximálního točivého momentu a na životnost a spolehlivost. Dosažení spolehlivá deformace pružného ozubeného kola vyžaduje použití malých modulů ozubení. Výroba i nastavení všech prvků je proto náročná na přesnost.

Ve známých provedeních harmonických převodovek se k deformaci pružného ozubeného kola používá kuličkového ložiska s nekruhovou oválnou dráhou. Při uložení na ovlálném čepu generátoru deformací je velice obtížné stanovit teoretický stav oválu a jeho výrobních tolerancí a dodržení předepsaných rozměrů při výrobě. Takové provedení není již dodatečně stavitelné. Obdobná je situace při použití oválného kluzného ložiska.

Tuto nevýhodu odstraňuje řešení, při kterém není ložisko uloženo po celém obvodě, ale pouze v místech záběru pružného ozubeného kola s tuhým vnějším zubeným kolem. Uložení se například skládá z radiálně posuvných segmentů rozpínaných centrálním kuželem nebo šrouby. Nedostatkem těchto provedení je složitý tvar dalších elementů a vysoké nároky na přesnost výroby. Snaha o zjednodušení výroby vedla k nahrazení centrálního ložiska dvěma nebo více ložisky podle počtu záběrových míst. V takovém případě jsou ložiska umístěna souměrně na čepech generátoru deformací. Tato úprava však není seřizovatelné.

Je taká známo provedení, u kterého se efektu seřizování dosahuje dutým pouzdrem otáčeným okolo seřizovacího upevňovacího šroubu. Toto pouzdro vytváří excentrický efekt, kterým se seřizuje míre rozepnutí pružného kola a tedy i záběru. Nedostatkem tohoto provedení je, že šroub je současně středícím i pevnostním prvkem, což vede k složenému namáhání a uvolňování.

Těmto nedostatkům čelí generátor deformací podle vynálezu, jehož podstatou je, že těleso generátoru deformací je opatřeno dvěma rozevíracimi otvory umístěnými proti sobě po obou stranách hnacího hřídele, v kterých jsou nasazeny zajistitelné čepy pokračující nesouosými prodlouženými díly nasazenými v ložiskách pro ^rozpínání pružného ozubeného kola.

Řešení podle vynálezu umožňuje nastavit rozepnutí pružného ozubeného kola s velkou přesností. Excentricita čepu a konstrukční umístění osy čepů na generátoru deformací, při kterém je pro součet výrobních tolerancí u všech elementů ovlivňujících přesnost záběru ozubení využito vrcholu dráhy osy excentru, umožňuje, aby velkému netočení čepu odpovídalo malé rozepnutí. Při zajištování čepu v požadované poloze nedojde k jeho nežádoucímu dodatečnému pootočení. Konstrukční provedení je jednoduché a pro nastavení čepů není třeba speciálních nástrojů.

Přiklad provedení vynálezu bude vysvětlen ne připojených výkresech, kde na obr. 1 je celá harmonická převodovka v podélném řezu a na obr. 2 je řez generátorem deformací podle roviny A-A z obr. 1.

V tělese í převodovky je otočně uložen hnací hřídel 1, na kterém je nasazeno těleso 2 generátoru opatřené otvory 1 1. které jsou vytvořeny obojkem představujícím v principu křivý prut, přičemž sevření se zajištuje zajištovacími šrouby 2, 9' umístěnými v tělese 2 generátoru vzájemně rovnoběžně a směřujícími ve dvou protilehlých směrech ke středu tělěsa 2 generátoru. V otvorech 11 jsou nasazeny čepy i. Čepy í pokračují axiálně svým prodlouženým dílem 12. který je nesouosý s čepem 4, tj· je vůči čepu 4 nasazenému v otvoru 11 tělesa 2 generátoru excentrický, jak je znázorněno na obr. 2, kde míra excentricity je označena písmenem Z. a dále znázorněna průměry označenými D, a Dg. Prodloužené díly 12 čepů A jsou nasazeny v kuličkových ložiskách J. Pružný válec 6 je na straně přivrácené k hnacímu hřídeli i opatřen ozubením, takže tvoří pružné ozubené kolo I3 obklopené pevným ozubeným věncem 2 pevně spojeným s tělesem 2 převodovky.

Od pražného válce 6 je známým způsobem odvozeno otáčení hnaného hřídele 8. K přesnému nastavení rozepnutí pružného ozubeného kola 13 jsou čepy £ opatřeny šestihrany JJ). Těleso 2 generátoru je zhotoveno ze dvou dílů, například z oceli a je s hnacím hřídelem J. nerozebíratelně spojeno. Těleso 2 generátoru deformací je po obvodě upraveno do kužele s rostoucím průměrem směrem k místu záběru ozubeného věnce 2 s ozubeným kolem 13. přičemž největší průměr je o málo menší než očekávaná nejmenší míra přes ložiska J.

Požadovaná excentricita prodloužených dílů J2 čepů A se nastaví běžným klíčem pro šestihran 10 pootočením čepů 4 v otvorech JJ. do potřebné polohy, protože pružný obojek při uvolněných zajišiovacích šroubech 2> 2Í. umožňuje jistou toleranci. Natáčeni čepu 4 a jeho prodloužené části funguje na způsob kliky.

Poloha se potom zajistí zajištovacími šrouby 2i 2.· Při vsazováni tělesa 2 generátoru deformací do pružného válce 6 se tento válec se zvětšujícím se průměrem tělesa 2 generátoru již slabě deformuje, jeho ozubaúá část již přestává být kruhovou a po dokončení montáže je dosaženo žádané větší nebo menší míry deformace, tj. radiálního rozepnutí pružného ozubeného kola 13 na pružném válci 6 kuličkovými ložisky J, když míra tohoto rozepnutí je určena nastavenou polohou prodloužených dílů 12 čepů 4· Tak je zajištěn potřebný záběr a bezvůlový stav mezi ozubením na pružném válci 6 a na ozubeném věnci 2· zřejmé, že při zachování podstaty vynálezu jsou možné modifikace, například ložisko může být také válečkové, kluzné.

Generátor deformací podle vynálezu je použitelný v převodovkách v nejrůznějších strojních oborech zvláště tam, kde se jedná o dosažení velkých převodových poměrů při zachování vysoké účinnosti, velké kinematické přesnosti, snížení váhy a dlouhé životnosti.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Generátor deformací harmonické převodovky nasazený na hnacím hřídeli a vyvolávající nastavitelným radiálním rozepnutím deformaci pružného ozubeného kola zabírajícího s tuhým ozubeným kolem, vyznačující se tím, že těleso (2) generátoru deformací je opatřeno dvěma rozevíracími otvory (11) umístěnými proti sobě po obou stranách hnacího hřídele (1), v kterých jsou nasazeny zajistitélné čepy (4) pokračující nesouosými prodloužnými díly (12) nasazenými v ložiskách (31 pro rozpínání pružného ozubeného kola (13).