(73) Uprawniony z patentu: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Wyższa Szkoła Inżynierska, Koszalin, PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12)OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1 (21) N um er zgłoszenia: Urząd Patentowy (22) D ata zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (51) IntCl5: F16H 1/16 F16H 57/12 (5 4 ) Przekładnia ślimakowa z regulowanym luzem międzyzębnym (73) Uprawniony z patentu: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Wyższa Szkoła Inżynierska, Koszalin, PL BUP 12/91 (72) Twórcy wynalazku: (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: Wojciech Kacalak, Koszalin, PL Jerzy Ryckiewicz, Koszalin, PL WUP 06/94 Stanisław Ziółkowski, Koszalin, PL PL B1 (57) 1.Przekładnia ślimakowa z regulowa n y m luzem międzyzębnym, zawierająca osadzone obrotowo w korpusie: wałek napędzający ze ślimakiem oraz usytuowany w płaszczyźnie prostopadłej wałek napędzany ze ślimacznicą, znamienna tym, że ślimacznica (4) powiązana jest z wałkiem napędzanym (3) sprężystym elementem podatnym w postaci tulei cienkościennej (5), a ponadto wyposażona jest w regulowany, mimośrodowy mechanizm dociskowy (6), wymuszający równoległe przemieszczanie wałka napędzanego (3) wraz z tuleją cienkościenną (5) i wieńcem ślimacznicy (4) w kierunku prostopadłym do osi ślimaka (2).

2 Przekładnia ślimakowa z regulowanym luzem międzyzębnym Zastrzeżenia patentowe 1. Przekładnia ślimakowa z regulowanym luzem międzyzębnym, zawierająca osadzone obrotowo w korpusie: wałek napędzający ze ślimakiem oraz usytuowany w płaszczyźnie prostopadłej wałek napędzany ze ślimacznicą, znamienna tym, że ślimacznica (4) powiązana jest z wałkiem napędzanym (3) sprężystym elementem podatnym w postaci tulei cienkościennej (5), a ponadto wyposażona jest w regulowany, mimośrodowy mechanizm dociskowy (6), wymuszający równoległe przemieszczanie wałka napędzanego (3) wraz z tuleją cienkościenną (5) i wieńcem ślimacznicy (4) w kierunku prostopadłym do osi ślimaka (2). 2. Przekładnia według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja cienkościenna (5) ma kształt walcowego kubka z pogrubionym dnem (7), korzystnie wyposażonym w centralny otwór, umożliwiającym kołnierzowe połączenie z wałkiem napędzanym (3) oraz ma na obwodzie wieniec ślimacznicy (4) o płaszczyźnie symetrii (P), prostopadłej do minimalnej osi obrotu tulei i oddalonej od dna (7) na odległość (L) nie mniejszą niż połowa średnicy tulei (D), korzystnie zbliżoną do średnicy tulei (D). 3. Przekładnia według zastrz. 2, znamienna tym, że wieniec ślimacznicy (4) jest sztywny w zakresie przewidywanych sił odkształcających. 4. Przekładnia według zastrz. 2, znamienna tym, że wieniec ślimacznicy (4) jest sprężyście odkształcalny w zakresie przewidywanych sił odkształcających. 5. Przekładnia według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że mimośrodowy mechanizm dociskowy (6) ma postać walcowej obsady łożysk, osadzonej obrotowo w korpusie (1) i ustalanej w określonym położeniu po regulacji oraz mającej wewnętrzne walcowe gniazdo łożysk (8), usytuowane mimośrodowo względem zewnętrznego, walcowego obwodu obsady. 6. Przesadnia według zastrz. 5, znamienna tym, że obsada łożysk (8) mechanizmu dociskowego (6) wyposażona jest w kołnierz (9) z wydłużonymi obwodowo otworami (10), przez które za pomocą śrub (11), mechanizm dociskowy (6) jest mocowany i ustalany do korpusu (1), a ponadto wyposażona jest na obwodzie w elementy ułatwiające regulacyjny obrót względem korpusu (1), najkorzystniej w postaci otworów (12) pod klucz hakowy. * * * Przedmiotem wynalazku jest przekładnia ślimakowa z regulowanym luzem międzyzębnym, której konstrukcja umożliwia dogodne i w szerokim zakresie regulowanie luzów międzyzębnych w strefie zazębienia ślimaka i ślimacznicy, przy zachowaniu korzystnych własności dynamicznych przekładni. Przekładnia przewidziana jest do zastosowania w układach, gdzie wymagana jest duża dokładność kinematyczna, zwłaszcza w mechanizmach precyzyjnych przemieszczeń oraz w układach wymagających dużej równomierności ruchu i dobrego tłumienia przy zmiennych obciążeniach. Znane są klasyczne przekładnie ślimakowe zawierające osadzone obrotowo w korpusie: wałek napędzający ze ślimakiem oraz umieszczony w stałej odległości od wałka napędzającego, usytuowany w płaszczyźnie prostopadłej wałek napędzany ze ślimacznicą. Wadą klasycznej przekładni jest nie dający się wyeliminować i powiększający się w miarę zużycia eksploatacyjnego luz międzyzębny, powodujący niedokładności kinematyczne w układach przenoszenia napędu. Znana jest też z polskiego opisu patentowego nr bezluzowa przekładnia ślimakowa, w której ślimak jest wydrążony osiowo, wydrążeniem o średnicy równej lub nieco większej od średnicy dna wrębów. Ślimak osadzony jest suwliwie na trzpieniu i ustalony osiowo w części zawierającej rdzeń. Bezrdzeniowa część ślimaka poddawana jest regulacji przez rozciąganie lub

3 ściskanie przy pomocy mechanizmu przesuwnego w postaci podkładki i nakrętki. Wadą tej przekładni jest podatność na zginanie uzwojeń osadzonych suwliwie na trzpieniu pod wpływem sił osiowych działających na ślimak w czasie pracy przekładni, przez co przekładnia zdolna jest do precyzyjnego przenoszenia jedynie niewielkich momentów obrotowych. Celem wynalazku było opracowanie konstrukcji przekładni ślimakowej, umożliwiającej dogodne i w szerokim zakresie regulowanie luzów międzyzębnych w strefie zazębiania ślimaka i ślimacznicy, zdolnej do przenoszenia dużych momentów obrotowych oraz wykazującej podczas pracy dobre własności dynamiczne, zwłaszcza w zakresie tłumienia drgań. Przekładnia ślimakowa z regulowanym luzem międzyzębnym według wynalazku charakteryzuje się tym, że ślimacznica powiązana jest z wałkiem napędzanym sprężystym elementem podatnym w postaci tulei cienkościennej, a ponadto wyposażona jest w regulowany, mimośrodowy mechanizm dociskowy wymuszający równoległe przemieszczanie wałka napędzanego wraz z tuleją cienkościenną i wieńcem ślimacznicy w kierunku prostopadłym do osi ślimaka. W wyniku regulacyjnego przemieszczania wałka napędzanego wraz z połączonymi z nim osiowo: tuleją cienkościenną i wieńcem ślimacznicy, w strefie zazębienia ślimaka i ślimacznicy następuje stopniowe zbliżanie obwodu ślimacznicy do osi ślimaka, z równoczesnym zmniejszeniem się luzów obwodowych zębów, aż do obwodowego oparcia się powierzchni zębów ślimacznicy na zębach ślimaka. Dalsze zbliżanie wałka napędzanego po obwodowym zetknięciu się zębów ślimaka i ślimacznicy, powoduje sprężyste odkształcenie się tulei cienkościennej oraz naciski powierzchniowe zębów, proporcjonalne do naprężeń tulei. W sumie umożliwia to całkowite wyeliminowanie luzów, zarówno nominalnych, jak i rzeczywistych, wynikających z geometrycznej niedokładności elementów przekładni, zwłaszcza zębów, spowodowanych niedokładnością wykonania lub zużyciem eksploatacyjnym. Następne korzyści uzyskuje się, jeżeli tuleja cienkościenna ma kształt walcowego kubka z pogrubionym dnem, najkorzystniej wyposażonym w centralny otwór, umożliwiającym kołnierzowe połączenie z wałkiem napędzanym. Zapewnia to możliwość dogodnego i pewnego połączenia tulei cienkościennej z wałkiem napędzanym, które to części, ze względu na odmienny kształt i spełniane funcje powinny być wytworzone w odrębnych procesach i z różnych materiałów. Tuleja cienkościenna ma ponadto na obwodzie wieniec ślimacznicy o płaszczyźnie symetrii prostopadłej do nominalnej osi tulei i oddalonej od dna na odległość nie mniejszą niż połowa średnicy tulei, korzystnie zbliżoną do średnicy tulei. Zakładane proporcje wymiarowe tulei oraz usytuowanie płaszczyzny symetrii zapewniają prawidłowe działanie przekładni w warunkach eksploatacji. Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli wieniec ślimacznicy jest sztywny w zakresie przewidywanych dla przekładni sił odkształcających. W takiej przekładni odkształceniom sprężystym ulega jedynie tuleja cienkościenna, natomiast sztywny wieniec ślimacznicy pozostaje nieodkształcony i w takiej postaci jest on sprężyście docisany przez tuleję cienkościenną do ślimaka. Rozwiązanie takie ułatwia wykonanie uzębień ślimaka oraz ślimacznicy, ponieważ pozwala na wykonanie zębów normalnych, dla ślimacznicy ewolwentowych, bez konieczności korygowania ich zakresu. Inne korzyści, według odmiany wynalazku, uzyskuje się jeżeli wieniec ślimacznicy jest sprężyście odkształcalny w zakresie przewidywanych sił odkształcających. W takim przypadku odkształceniom sprężystym ulega zarówno tuleja cienkościenna, jak i wieniec ślimacznicy, którego obwód w strefie zazębienia ze ślimakiem ulega spłaszczeniu, przez co wydłuża się strefa zazębienia i przy odpowiednim do przewidywanych odkształceń, prawidłowym zarysie zębów zmniejszają się naciski powierzchniowe oraz luzy międzyzębne. Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli mechanizm dociskowy ma postać walcowej obsady łożysk, osadzonej obrotowo w korpusie i ustalonej w określonym położeniu po regulacji, oraz mającej wewnętrzne walcowe gniazdo łożyska, usytuowane mimośrodowo względem zewnętrznego, walcowego obwodu obsady. Rozwiązanie takie charakteryzuje się dużą prostotą konstrukcji, składającej się z łatwych do wykonania elementów. Na uzyskanie następnych korzyści ma wpływ, jeżeli obsada łożysk mechanizmu dociskowego wyposażona jest w kołnierz z wydłużonymi obwodowo otworami, przez które za pomocą śrub, mechanizm dociskowy jest mocowany i ustalony do korpusu. Obsada łożysk wyposażona

4 jest ponadto na obwodzie w elementy ułatwiające regulacyjny obrót względem korpusu, najkorzystniej w postaci otworków pod klucz hakowy. Konstrukcja obsady umożliwia pewne i jednoznaczne osadzenie wałka napędzanego, wraz z zespołem łożysk, tuleją cienkościenną i ślimacznicą, w korpusie oraz dokładną i dogodną regulację luzu międzyzębnego. Wynalazek przedstawiony został w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, który ilustruje budowę przekładni w przekroju osiowym. Przekładnia ślimakowa z regulowanym luzem międzyzębnym zawiera osadzone obrotowo w korpusie 1: wałek napędzający ze ślimakiem 2 oraz usytuowany w płaszczyźnie prostopadłej wałek napędzany 3 ze ślimacznicą 4. Ślimacznica 4 powiązana jest z wałkiem napędzanym 3 sprężystym elementem podatnym w postaci tulei cienkościennej 5. Przekładnia wyposażona jest w regulowany, mimośrodowy mechanizm dociskowy 6, wymuszający równoległe przemieszczanie wałka napędzanego 3 wraz z tuleją cienkościenną 5 i wieńcem ślimacznicy 4, w kierunku prostopadłym do osi ślimaka 2. Tuleja cienkościenna 5 ma kształt walcowego kubka z pogrubionym dnem 7, wyposażonym w centralny otwór, umożliwiającym kołnierzowe połączenie z wałkiem napędzanym 3 oraz ma na obwodzie wieniec ślimacznicy 4 o płaszczyźnie symetrii P prostopadłej do nominalnej osi obrotu tulei i oddalonej od dna 7 na odległość L równą średnicy tulei D. Wieniec ślimacznicy 4 jest sztywny w zakresie przewidywanych sił odkształcających. Mimośrodowy mechanizm dociskowy 6 ma postać walcowej obsady łożysk 8, osadzonej obrotowo w korpusie 1 i ustalanej w określonym położeniu po regulacji oraz mającej wewnętrzne walcowe gniazdo łożysk 8, usytuowane mimośrodowo względem zewnętrznego, walcowego obwodu obsady. Obsada łożysk 8 mechanizmu dociskowego 6 wyposażona jest w kołnierz 9 z wydłużonymi obrotowo otworami 10, przez które, za pośrednictwem śrub 11, mechanizm dociskowy jest mocowany i ustalony do korpusu 1. Ponadto mechanizm dociskowy 6 wyposażony jest na obwodzie w otwory 12, ułatwiające regulacyjny obrót mechanizmu dociskowego 6 względem korpusu 1, przy pomocy klucza hakowego. Pokazana w przykładzie wykonania na rysunku przekładnia działa w ten sposób, że moment obrotowy z wałka napędzającego i zespolonego z nim ślimaka 2 przekazywany jest, za pośrednictwem ślimacznicy 4 i tulei cienkościennej 5, na wałek napędzany 3. Odległość pomiędzy osiami ślimaka 2 i wałka napędzanego 3 jest regulowana przy pomocy obrotowego, mimośrodowego mechanizmu dociskowego 6. Regulację przeprowadza się po zwolnieniu docisku śrub 11 wkręconych w korpus 1, poprzez wydłużone obrotowo otwory 10 w kołnierzu 9. Kluczem hakowym, którego pazur zaczepia się otwór 12, dokonuje się obrotu mimośrodowego mechanizmu dociskowego 6, po czym, po dokonaniu regulacji, ponownie dociska się kołnierz 9 śrubami 11 do korpusu 1 ustalając w ten sposób położenie mechanizmu dociskowego 6.

5 164102

6 D epartam ent Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena zł