PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 11/15

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. F16H 55/18 ( ) F16H 1/48 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Bezluzowa przekładnia zębata wielodrożna (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 11/15 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/17 (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL (72) Twórca(y) wynalazku: MARIUSZ SOBOLAK, Rzeszów, PL BOGDAN KOZIK, Boguchwała, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Henryk Pisiński PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest bezluzowa przekładnia zębata wielodrożna z równoległymi drogami przekazywania napędu, z których każda zawiera pośrednie koła zębate połączone wałkiem pośrednim. Z publikacji opisu polskiego patentu nr PL B1 znana jest bezluzowa przekładnia obiegowa, zaopatrzona w co najmniej jedno obrotowe jarzmo i związane z tym jarzmem co najmniej dwie pary satelitów, która charakteryzuje się tym, że zębate koła, stanowiące jedną parę satelitów, są osadzone obrotowo na wałku jarzma i są ze sobą połączone za pomocą skrętnej sprężyny, która w stanie zmontowanym przekładni jest napięta z momentem. Z kolei z publikacji polskiego zgłoszenia wynalazku nr PL A1 znana jest bezluzowa przekładnia zębatkowa. Istotą tego rozwiązania przekładni posiadającej dwa koła o zębach prostych równocześnie współpracujących z zębatką jest to, że oba koła posiadają taki sam moduł i są osadzone na dwóch odrębnych współosiowych wałach połączonych ze sobą sprzęgłem, przy czym koło sytuowane na wale sprzężonym z kołem napędowym przekładni posiada liczbę zębów o jeden większą od koła usytuowanego na zewnętrznym wale ułożyskowanym w korpusie przekładni. Oba koła posiadają taką samą średnicę toczną, co uzyskano w wyniku odpowiedniej korekcji koła o mniejszej liczbie zębów. W przekładni zębatej wielodrożnej moc przekazywana jest równoległymi drogami. Z uwagi na luzy i dokładność wykonania przekładni moc przekazywana na przykład w przekładni dwudrożnej dwoma drogami jest w innym stosunku niż po 50%, co powoduje przedwczesne zużycie kół zębatych oraz narastanie luzów. Bezluzowa przekładnia zębata wielodrożna z równoległymi drogami przekazywania napędu, z których każda zawiera pośrednie koła zębate połączone wałkiem pośrednim, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden wałek pośredni z osadzonymi na nim pośrednimi kołami zębatymi jest w postaci wałka skrętnego podatnego, przy czym wałki pośrednie są skręcone w stanie zmontowanym przekładni wokół swej osi obrotu sumarycznie o kąt korekcyjny większy od zera, co najmniej o wielkości wymaganej dla skasowania luzów międzyzębowych przekładni. Korzystnie wałki pośrednie są napięte sprężyście z momentem obrotowym. Dalsze korzyści są uzyskiwane, jeśli co najmniej jeden wałek pośredni ma co najmniej na jednym końcu wielowypust przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy nie większy od kąta korekcyjnego, zaś wielowypust przesunięty kątowo i utworzony na wałku pośrednim jest na wałku skrętnym podatnym, a ponadto kąt podstawowy wielowypustu na jednym końcu wałka pośredniego jest mniejszy od kąta środkowego pomiędzy osiami sąsiednich zębów pośredniego koła zębatego osadzonego na drugim końcu tego wałka pośredniego. Kolejne korzyści uzyskuje się, jeżeli co najmniej jedno pośrednie koło zębate osadzone na wałku pośrednim ma wielowpust przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy nie większy od kąta korekcyjnego, zaś pośrednie koło zębate z wielowpustem przesuniętym kątowo i osadzone na wałku pośrednim jest na wałku skrętnym podatnym, a ponadto kąt podstawowy wielowpustu jest mniejszy od kąta środkowego pomiędzy osiami sąsiednich zębów osadzonego na nim pośredniego koła zębatego. Następne korzyści są uzyskiwane, jeżeli wałek pośredni w postaci wałka skrętnego podatnego jest z tworzywa sztucznego sprężystego. Możliwe jest zminimalizowanie nierównomierności przekazywania mocy w przekładni zębatej dwudrożnej poprzez wyeliminowanie luzów. W tym celu zaprojektowano wzajemne ustawienie kół, na przykład z wykorzystaniem wielowypustów naciętych na wałkach pośrednich, w taki sposób, aby celowo wprowadzić przesunięcie kątowe jednego z kół zębatych o wartość kąta korekcyjnego. W trakcie montażu wałek pośredni jest skręcany w taki sposób, aby umożliwić montaż kół. Skręcenie wałka pośredniego o kąt korekcyjny powoduje napięcie wstępne uzębienia, a tym samym skasowanie luzu na wszystkich kołach zębatych przekładni, także w trakcie pracy przekładni pod obciążeniem. Wałki pośrednie przekładni są w postaci wałków skrętnych podatnych. Wielkość kąta korekcyjnego s ustala się doświadczalnie bądź analitycznie. Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia bezluzową przekładnię zębatą dwudrożną na schemacie montażowym w widoku perspektywicznym z przodu, góry i boku, fig. 2 tę samą przekładnię po montażu w widoku schematycznym z boku, zaś fig. 3 tę samą przekładnię w widoku z przodu.

3 PL B1 3 Bezluzowa przekładnia zębata wielodrożna, według wynalazku w przykładzie wykonania, jest przekładnią dwudrożną i posiada walcowe koła zębate Z1, Z2, Z3 i Z4, przy czym wejściowe koło zębate Z1 jest osadzone na wale wejściowym We przekładni i zazębione z dwoma pierwszymi pośrednimi kołami zębatymi Z2, z których każde jest połączone poprzez osobny wałek pośredni S z drugim pośrednim kołem zębatym Z3. Oba drugie pośrednie koła zębate Z3 są połączone poprzez zazębione z nimi wyjściowe koło zębate Z4 z wałem wyjściowym Wy przekładni. Wałki pośrednie S są w postaci wałków skrętnych podatnych, skręconych wraz z połączonymi nimi pośrednimi kołami zębatymi Z2 i Z3 w stanie zmontowanym przekładni o sumaryczny kąt korekcyjny większy od zera, przez co są napięte sprężyście z momentem obrotowym, a luzy między zębowe w przekładni są skasowane, przy czym wałki pośrednie S są z tworzywa sztucznego sprężystego. W preferowanym wykonaniu jeden z wałków pośrednich S ma od strony pierwszego pośredniego koła zębatego Z2 wielowypust W przesunięty kątowo wokół osi obrotu wałka pośredniego S o kąt podstawowy α nie większy od kąta korekcyjnego, w stosunku do osadzonego na tym wałku pośrednim S drugiego pośredniego koła zębatego Z3 przed zmontowaniem przekładni. Kąt podstawowy α wielowypustu W na jednym końcu wałka pośredniego S od strony pierwszego pośredniego koła zębatego Z2 jest mniejszy od kąta środkowego β pomiędzy osiami sąsiednich zębów drugiego pośredniego koła zębatego Z3, osadzonego na drugim końcu tego wałka pośredniego S. W przypadku, gdy wymagany kąt korekcyjny dla przekładni jest większy od kąta środkowego β rzeczywiste przesunięcie kątowe w postaci kąta korekcyjnego jest ustawiane jako suma kąta podstawowego α wielowypustu W i wielokrotności kąta środkowego β drugiego pośredniego koła zębatego Z3, poprzez przesunięcie jego zazębienia z wyjściowym kołem zębatym Z4 o tę wielokrotność zębów. W innym wykonaniu, nie pokazanym na rysunku, jedno z pierwszych pośrednich kół zębatych Z2 osadzone na wałku pośrednim S ma wielowpust przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy α i jest na wałku skrętnym podatnym. Kąt podstawowy α wielowpustu jest mniejszy od kąta środkowego β pomiędzy osiami sąsiednich zębów, osadzonego na nim pierwszego pośredniego koła zębatego Z2. W przypadku, gdy wymagany kąt korekcyjny dla przekładni jest większy od kąta środkowego β rzeczywiste przesunięcie kątowe w postaci kąta korekcyjnego sjest ustawiane jako suma kąta podstawowego a wielowpustu i wielokrotności kąta środkowego β pierwszego pośredniego koła zębatego Z2, poprzez przesunięcie jego zazębienia z wejściowym kołem zębatym Z1 o tę wielokrotność zębów. Przykładowy schemat montażu kół zębatych w przekładni, pokazany na fig. 1, przebiega w sposób opisany poniżej, przy czym wałki pośrednie S są w postaci wałków skrętnych podatnych, zaś kąt korekcyjny jest ustawiony na jednym z wałków pośrednich S, na wielowypustach W uformowanych na jego końcach i przesuniętych kątowo względem siebie o ten kąt korekcyjny. W pierwszym etapie montuje się koła zębate w łożyskach w obudowie przekładni za wyjątkiem jednego z pierwszych pośrednich kół zębatych Z2, po czym blokuje się wejściowe koło zębate Z1 i wyjściowe koło zębate Z4. Następnie wałek pośrednich S, na którym jeszcze nie zamontowano tego pierwszego pośredniego koła zębatego Z2, skręca się o wyznaczony kąt korekcyjny przy pomocy klucza płaskiego K, osadzonego na wybraniu kształtowym N wałka pośredniego S, a po skręceniu wałka pośredniego S montuje się pierwsze pośrednie koło zębate Z2 na jego wielowypuście W, po czym odciąża się wałek pośredni S. W ten sposób uzyskuje się napięcie wstępne między zębami wszystkich kół zębatych przekładni, które kasuje luzy. Na fig. 2 pokazano przekładnie z kierunkiem przekazywania napędu input i output, zaznaczonym strzałkami kierunkowymi. Na fig. 3 pokazano przekładnię z drugim pośrednim kołem zębatym Z3 w położeniu spoczynkowym A i w położeniu przesuniętym B po skręceniu wałków pośrednich S o kąt korekcyjny. Strzałki obrotowe wskazują kierunki obrotów poszczególnych kół zębatych Z1, Z2, Z3 i Z4. Wynalazek znajduje zastosowanie zwłaszcza do precyzyjnych przekładni zębatych. Wykaz oznaczeń Z1 wejściowe koło zębate, Z2 pierwsze pośrednie koło zębate, Z3 drugie pośrednie koło zębate, Z4 wyjściowe koło zębate We wał wejściowy, S wałek pośredni, Wy wał wyjściowy, kąt korekcyjny, W wielowypust,

4 4 PL B1 Α kąt podstawowy, β kąt środkowy, K klucz płaski, N wybranie kształtowe. Zastrzeżenia patentowe 1. Bezluzowa przekładnia zębata wielodrożna z równoległymi drogami przekazywania napędu, z których każda zawiera pośrednie koła zębate połączone wałkiem pośrednim, znamienna tym, że co najmniej jeden wałek pośredni (S) z osadzonymi na nim pośrednimi kołami zębatymi (Z2 i Z3) jest w postaci wałka skrętnego podatnego, przy czym wałki pośrednie (S) są skręcone w stanie zmontowanym przekładni wokół swej osi obrotu sumarycznie o kąt korekcyjny ( ) większy od zera, co najmniej o wielkości wymaganej dla skasowania luzów międzyzębowych przekładni. 2. Bezluzowa przekładnia według zastrz. 1, znamienna tym, że wałki pośrednie (S) są napięte sprężyście z momentem obrotowym. 3. Bezluzowa przekładnia według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że co najmniej jeden wałek pośredni (S) ma co najmniej na jednym końcu wielowypust (W) przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy (α) nie większy od kąta korekcyjnego ( ). 4. Bezluzowa przekładnia według zastrz. 3, znamienna tym, że wielowypust (W) przesunięty kątowo i utworzony na wałku pośrednim (S) jest na wałku skrętnym podatnym. 5. Bezluzowa przekładnia według zastrz. 3 albo 4, znamienna tym, że kąt podstawowy (α) wielowypustu (W) na jednym końcu wałka pośredniego (S) jest mniejszy od kąta środkowego (β) pomiędzy osiami sąsiednich zębów pośredniego koła zębatego (Z2 albo Z3) osadzonego na drugim końcu tego wałka pośredniego (S). 6. Bezluzowa przekładnia według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienna tym, że co najmniej jedno pośrednie koło zębate (Z2 lub Z3) osadzone na wałku pośrednim (S) ma wielowpust przesunięty kątowo wokół osi obrotu o kąt podstawowy (α) nie większy od kąta korekcyjnego ( ). 7. Bezluzowa przekładnia według zastrz. 6, znamienna tym, że pośrednie koło zębate (Z2 lub Z3) z wielowpustem przesuniętym kątowo i osadzone na wałku pośrednim (S) jest na wałku skrętnym podatnym. 8. Bezluzowa przekładnia według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że kąt podstawowy (α) wielowpustu jest mniejszy od kąta środkowego (β) pomiędzy osiami sąsiednich zębów osadzonego na nim pośredniego koła zębatego (Z2 albo Z3). 9. Bezluzowa przekładnia według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8, znamienna tym, że wałek pośredni (S) w postaci wałka skrętnego podatnego jest z tworzywa sztucznego sprężystego.

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)