(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) IntCl5: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: F16H 57/12 (54) Przekładnia ślimakowa bezluzowa (73) Uprawniony z patentu: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Wyższa Szkoła Inżynierska, Koszalin, PL BUP 01/90 (72) Twórcy wynalazku: (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: Wojciech Kacalak, Koszalin, PL Andrzej Lubiński, Wuppertal, PL WUP 02/93 (57) 1. Przekładnia ślimakowa bezluzowa, mająca mechanizm do osiowej regulacji przesuwu ślimaka, znamienna tym, że ślimak (1) ma obrotową powierzchnię podziałową (8) o stopniowo zmieniającej się średnicy, a powierzchnia wierzchołków zwojów (3) ślimaka ma kształt zbliżony do kształtu powierzchni podziałowej (8), przy czym zróżnicowanie średnic zewnętrznych (Dz, dz) na długości uzębionej ślimaka jest korzystnie mniejsze niż zróżnicowanie średnic podziałowych (Dp, dp).

2 PRZEKŁADNIA ŚLIMAKOWA BEZLUZOWA 1. Przekładnia ślimakowa bezluzowa, mają ca mechanizm do osiowej regulacji przesuwu ślimaka, z n a m i e n n a ty m, że ślimak / 1/ ma obrotową powierzchnię, podziałową /8/ o stopniowo zmieniającej się średnicy, a powierzchnia wierzchołków zwojów /3/ ślimaka ma kształt zbliżony do kształtu powierzchni podziałowej /8/, przy czym zróżnicowanie średnic zewnętrznych / D z, dz/ na długości uzębionej ślim aka j e s t korzystnie mniejsze niż zróżnicowanie średnic podziałowych / D p, dp /. 2. Przekładnia ślimakowa według zastrz.1, z n a m i e n n a t y m, że ślimak / 1/ ma powierzchnię podziałową / 8/ o kształcie stożkowym, 3. Przekładnia ślimakowa według zastrz.1, z n a m i e n n a tym, że ślimak / 4/ ma powierzchnię podziałową / 5 / o kształcie beczkowatym. 4. Przekładnia ślimakowa bezluzowa, mają ca mechanizm do osiowej regulacji przesuwu ślimaka, z n a m i e n n a t y m, że ma dwa ślimaki /10 i 11/ o stożkowych powierzchniach podziałowych, osadzone przesuwnie na wspólnym wałku /13/ tak, że obydwa ślimaki są skierowane mniejszymi średnicami ku sobie, natomiast powierzchnia wierzchołków zwojów obu ślimaków tworzy powierzchnię stożkową, która na długości uzębionej ślimaków /10 i 11/ ma różnicę średnic zewnętrznych / D Z, dz/ korzystnie większą niż różnica średnic podziałowych / Dp, d p /, przy czym ślimaki /10 i 11/ przedzielone są elementem sprężystym, korzystnie sprężynę / 1 4 /, a ich odległość od siebie jest regulowana przy pomocy nakrętki /15/ osadzonej na wałku /13/, korzystnie poprzez osadzone na tym wałku łożysko / 16/. * * * Przedmiotem wynalazku j est przekładnia ślimakowa bezluzowa, przeznaczona do zastosowania w mechanizmach precyzyjnych, a zwłaszcza do zastosowania w układach do bezlu- zowego przemieszczania przestawialnych zespołów urządzeń technologicznych, przyrządów pomiarowych lub obróbkowych. Znana jest przekładnia ślimakowa bezluzowa, mają ca ślimak dwuskokow y. Ślimak taki wykonuje się w ten sposób, że linii śrubowej zęba, po obu jego stronach nadaje się nieco inny skok. W związku z tym grubość zęba ślimaka jest liniowo zmienna wzdłuż linii zęba. Przekładnia z takim ślimakiem aa mechanizm do osiowej regulacji przesuwu ślimaka. Przesuw ają c ślimak osiowo, można go ustawić względem ślimacznicy tak, aby ich współpraca zachodziła w obszarze zęba o takiej grubości, która zapewnia pracę z luzem zmniejszonym do wartości minimalnej, wynikającej tylko z niedokładności wykonania uzębienia. W a d ą takiej przekładni jest między innymi zmniejszona strefa zazębienia oraz konieczność stosowania dość znacznych przesunięć osiowych dla zmniejszenia niewielkiego nawet luzu. Znana jest również przekładnia ślimakowa bezluzowa według polskiego patentu nr Przekładnia charakteryzuje się tym, że ślimak ma przynajmniej w części długości swego uzwojenia wydrążenie osiowe o średnicy równej lub nieco większej od średnicy dna wrębów. Ślimak osadzony j est suwliwie na trzpieniu i jednym końcem j est ustalany osiowo oraz zabezpieczony przed obrotem względem trzpienia. Przekładnia zawiera mechanizm przesuwny w celu zapewnienia odkształceń przez ściskanie lub rozciąganie bezrdzeniowej części ślimaka. Długość części ślimaka, która ma rozcięte dno wrębu wzdłuż linii śrubowej, zależy od długości strefy zazębienia oraz od warunków eksploatacji i musi być mniejsza od długości części uzębionej ślimaka.

3 Zalety takiego rozwiązania wynikają z łatwości zmniejszania luzu oraz dobrych własności eksploatacyjnych przekładni. Wadą zaś jest dość złożona technologia obróbki ślimaka z rozciętym lakalnie dnem zwojów. Inna znana przekładnia ma ślimacznicę zazębioną z dwoma ślimakami, które połączone są urządzeniem wyrównawczym powodującym, że zęby każdego ze ślimaków współpracują z różnymi stronami zębów ślimacznicy. Wadą takiego rozwiązania jest skomplikowana i kosztowna konstrukcja oraz zwiększona objętość przekładni. Zwykle utrudniona j est także smarowanie w obu strefach zazębienia. Przekładnia ślimakowa według wynalazku na ślimak, który zamiast powierzchni podziałowej walcowej ma obrotową powierzchnię podziałową o stopniowo zmieniającej się średnicy. Powierzchnia wierzchołków zwojów ślimaka jest powierzchnią o kształcie zbliżonym do kształtu powierzchni podziałowej, przy czym w korzystnym rozwiązaniu zróżnicowanie średnic zewnętrznych na długości uzębionej ślimaka jest mniejsze niż zróżnicowanie średnic podziałowych. W korzystnym rozwiązaniu ślimak ma powierzchnię podziałową stożkową. W innym rozwiązaniu ślimak ma powierzchnię podziałową o kształcie beczkowatym. Taka przekładnia jest zalecana do zastosowania w przypadku, gdy kierunek obrotów pozostaje niezmienny, a położenie ślimaka względem ślimacznicy zależy od kierunku obrotów. W rozwiązaniu takim, że przekładnia ma jeden ustalony kierunek obrotów, większa średnica powierzchni podziałowej ślimaka leży w końcowej strefie pola przyporu, czyli w strefie wychodzenia zębów ślimaka z zazębienia ze ślimacznicą. Określone powyżej położenie ślimaka pozwala na pewne wydłużenie pola przyporu. W tym rozwiązaniu zmniejszenie luzu polega na przesuwaniu ślimaka w kierunku przeciwnym do kierunku przemieszczania się zębów ślimacznicy w strefie zazębienia. Inna przekładnia ślimakowa według wynalazku ma dwa ślimaki, osadzone przesuwnie na wspólnym wałku. Obydwa ślimaki mają stożkowa powierzchnie podziałowe, skierowane mniejszymi średnicami ku sobie. Powierzchnia wierzchołków zwoju obu ślimaków jest powierzchnią o kształcie zbliżonym do kształtu powierzchni podziałowej, przy czyn w korzystnym rozwiązaniu zróżnicowanie średnic zewnętrznych na długości uzębionej ślimaków j est większe niż zróżnicowanie średnic podziałowych. Ślimaki podzielone są elementem sprężystym, na przykład sprężyną, a ich długość od siebie jest regulowana, na przykład poprzez łożysko wałka ślimaków przy pomocy nakrętek łożyskowych osadzonych na tym wałku. Odpowiednia konstrukcja przekładni, umożliwiająca przesuwanie ślimaka wraz z łożyskami ułatwia dokonywanie jego osiowych przemieszczeń bez częściowego nawet demontowania przekładni. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest w porównaniu ze ślimakiem dwuskokowym, zmniejszenie przesunięcia osiowego, gwarantującego zmniejszenie luzu o określoną wartość. Ponadto wykonanie ślimaka o stożkowej powierzchni podziałowej jest znacznie łatwiejsze niż ślimaka dwuskokowego lub ślimaka z rozciętym dnem zwojów w części środkowej i osadzonego na trzpieniu. Przedmiot wynalazku pokazano w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia przekładnię ze ślimakiem stożkowym, fig.2-przekładnię ze ślimakiem beczkowatym, a fig.3 przekładnię z dzielonym ślimakiem. Jak pokazano na fig.1 ślimak 1 przekładni ma stożkową powierzchnię podziałową 2. Powierzchnia wierzchołków zwojów 3 ślimaka jest również powierzchnią stożkową, przy czym różnica średnic zewnętrznych D z i dz jest mniejsza niż różnica średnic podziałowych D p i V W innym przykładzie / f i g.2/ ślimak 4 ma beczkowaty kształt powierzchni podziałowej 5. Powierzchnia wierzchołków zwojów 6 ślimaka jest również powierzchnią beczkowatą, przy czym różnice średnic zewnętrznych są mniejsze od podziałowych. Przekładnie na fig.1 i fig.2 mają jeden określony kierunek obrotów 7 ślimacznicy 8, umożliwiający uzyskanie dłuższego pola przyporu, niż w przypadku przeciwnego kierunku obrotów. W celu zmniejszenia

4 luzu przekładni ślimak 1 należy przemieścić w kierunku przesuwu 9, przeciwnym do kierunku obrotów 7 ślimacznicy. W innym przykładzie /fig.3/ przekładnia ma dwa ślimaki 10 i 11 osadzone przesuwnie za pomocą wpustów 12 na wspólnym wałku 13. Obydwa ślimaki mają stożkowe powierzchnie, przy czym stożkowe powierzchnie wierzchołków zwojów mają różnicę średnic zewnętrznych D z i d z większą od różnicy średnic podziałowych Dp i dp. Uzyskuje się to przez stopniowe zmniejszenie wysokości zwoju ślimaka w kierunku j ego końca o mniejszej średnicy. Ślimaki 10 i 11 podzielone są sprężynę 14, a odległość ślimaków od siebie jest regulowana przy pomocy zespołu dwóch łożyskowych nakrętek 15 osadzonych na wałku 13. Nakrętki 15 są dostępne na zewnętrz tej przekładni i umożliwiają przesuwanie ślimaka 10 wraz z łożyskiem 16. Umożliwia to eliminację luzu przekładni bez j ej demontażu. Znajdujące się na drugim końcu wałka 13 nakrętki 17 służą do regulacji luzu osiowego tego wałka, poprzez regulację luzu łożysk 18 i 19. Przekładnia według tego przykładu najlepiej nadaje się do przypadku zakładanej zmiany kierunku obrotów przekładni. W przypadku, gdy sprężyna 14 napięta jest z siłę większą niż maksymalna siła obwodowa występująca na ślimacznicy, wówczas po zmontowaniu przekładni nakrętki 15 mogą być zluzowane. Wartość tego luzu nakrętek może być ściśle określona. Sprężyna 14 powoduje wtedy samoczynne kasowanie luzu przekładni, aż do takiego eksploatacyjnego zużycia zębów ślimaka i ślimacznicy, jakie przewidziano dla danej przekładni i ustawiono wstępnie przy pomocy nakrętek 15.

5 Fig

6 Fig.1 Fig. 2 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena zł