RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (2 1) Numer zgłoszenia: 317553 (22) Data zgłoszenia: 18.12.1996 (61) Patent dodatkowy do patentu: 174534, 08.07.1994 (19) PL (11) 181278 (13) B3 (51) IntCl7 F16H 1/32 (54) Trochoidalna dwumimośrodowa przekładnia kulkowa (43) Zgłoszenie ogłoszono: 22.06.1998 BUP 13/98 (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, Rzeszów, PL (72) Twórcy wynalazku: Edward Rejman, Rzeszów, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.07.2001 WUP 07/01 (74) Pełnomocnik: Trala Bronisław, Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza PL 181278 B3 (57) Trochoidalna dwumimośrodowa przekładnia kulkowa, posiadająca na wale czynnym usytuowane obok siebie mimośrodowe pierścienie i osadzone na nich łożyska toczne, do których na obwodzie przylegają kulki umieszczone w dwóch rzędach walcowych wycięć koszyczka sprzężonego z wałem biernym, zazębiające się z zębami o zarysie trochoidalnym kół stałych o uzębieniu wewnętrznym, przesuniętych względem siebie obwodowo o połowę podziałki zębów, według patentu nr 174 534, znamienna tym, że na wale czynnym (1) osadzone są obok siebie dwa pierścienie stożkowe (9 i 10), zwrócone do siebie wierzchołkami, a na nich są osadzone dwa mimośrodowe pierścienie (11 i 12) ze stożkowymi otworami (13 i 14), które mają mimośrody przemieszczone względem siebie, korzystnie o 180, a na ich zewnętrznych walcowych powierzchniach (15 i 16) są osadzone - jak dotychczas - łożyska toczne (17 i 18) z przylegającymi do ich zewnętrznych pierścieni (26 i 27) kulkami (19). Fig. 1
Trochoidalna dwumimośrodowa przekładnia kulkowa Zastrzeżenie patentowe Trochoidalna dwumimośrodowa przekładnia kulkowa, posiadająca na wale czynnym usytuowane obok siebie mimośrodowe pierścienie i osadzone na nich łożyska toczne, do których na obwodzie przylegają kulki umieszczone w dwóch rzędach walcowych wycięć koszyczka sprzężonego z wałem biernym, zazębiające się z zębami o zarysie trochoidalnym kół stałych o uzębieniu wewnętrznym, przesuniętych względem siebie obwodowo o połowę podziałki zębów, według patentu nr 174 534, znamienna tym, że na wale czynnym (1) osadzone są obok siebie dwa pierścienie stożkowe (9 i 10), zwrócone do siebie wierzchołkami, a na nich są osadzone dwa mimośrodowe pierścienie (11 i 12) ze stożkowymi otworami (13 i 14), które mają mimośrody przemieszczone względem siebie, korzystnie o 180, a na ich zewnętrznych walcowych powierzchniach (15 i 16) są osadzone - jak dotychczas - łożyska toczne (17 i 18) z przylegającymi do ich zewnętrznych pierścieni (26 i 27) kulkami (19). * * * Przedmiotem wynalazku jest ulepszenie trochoidalnej dwumimośrodowej przekładni kulkowej, pozwalającej na uzyskanie dużych przełożeń na jednym stopniu, przenoszenie większego momentu niż przekładnie jednomimośrodowe według patentu nr 174 541. Rozwiązanie trochoidalnej dwumimośrodowej przekładni kulkowej przedstawione w polskim opisie patentowym nr 174 534 polega na tym, że na wale czynnym osadzone są mimośrodowo dwa pierścienie z przeciwnymi mimośrodami, z osadzonymi na nich łożyskami tocznymi. Do zewnętrznych pierścieni łożysk przylegają kulki umieszczone w dwóch rzędach walcowych wycięć koszyczka połączonego z wałem biernym przekładni. Kulki zazębiają się z zębami o zarysie trochoidalnym kół stałych o uzębieniu wewnętrznym, przesuniętych względem siebie obwodowo o połowę podziałki zębów. Koła te stanowią obudowę zewnętrzną przekładni, przy czym ilość zębów w danym kole różni się o jeden od ilości kulek w danym rzędzie. Poza wyżej opisaną przekładnią, znane są również inne rozwiązania przekładni trochoidalnych, między innymi z japońskiego opisu patentowego nr 60141963 znana jest przekładnia trochoidalna, w której między trzema tarczami umieszczone są kulki poruszające się po torach trochoidalnych, wykonanych w mimośrodowo umieszczonej tarczy środkowej oraz tarczy czynnej i biernej. Również w polskim opisie patentowym nr 156 619 przedstawiono mimośrodową palcową przekładnię trochoidalną z trzema kołami tarczowymi uzębionymi zewnętrznie oraz otworami usytuowanymi promieniowo, w których osadzone są luźno sworznie wału biernego tej przekładni. Koła tarczowe posiadają otwór centralny, w którym osadzony jest generator wahań nadający tarczom ruch mimośrodowy, przy czym generator ten wprowadzany jest w ruch obrotowy przez wał czynny przekładni i sprzęgło Oldhama. Sworznie odbioru momentu obrotowego zamocowane są w tarczy wału biernego i przekazują na ten wał moment skręcający. Istotnym problemem pozostającym do rozwiązania w przekładni będącej przedmiotem polskiego patentu nr 174 534 jak również w pozostałych, dotychczas znanych przekładniach trochoidalnych, jest płynna regulacja luzu obwodowego. Problem ten rozwiązuje ulepszona konstrukcja trochoidalnej dwumimośrodowej przekładni kulkowej według patentu nr 174 534, która charakteryzuje się tym, że na wale czynnym osadzone są dwa pierścienie stożkowe zwrócone do siebie wierzchołkami, a na nich dwa mimośrodowe pierścienie ze stożkowymi otworami, z mimośrodami przemieszczonymi względem siebie kątowo o 180 i zewnętrznymi cylindrycznymi powierzchniami, na których osadzone są znane łożyska toczne z przylegającymi do ich zewnętrznych pierścieni kulkami
181 278 3 umieszczonymi w dwóch rzędach walcowych otworów koszyczka połączonego z wałem biernym przekładni. Wymienione kulki zazębiają się z wewnętrznymi zębami kół stałych stanowiących obudowę zewnętrzną przekładni. W wyniku wprowadzenia na wale czynnym zespołu stożkowych pierścieni oraz współpracującego z nim zespołu pierścieni ze stożkowymi i przesuniętymi mimośrodowo względem środka otworami, na których usytuowano stosowane dotychczas łożyska kulkowe i współpracujące z nimi kulki umieszczone w koszyczkach związanych z wałem biernym, które współpracują z uzębieniami trochoidalnych stałych kół, uzyskano możliwość łatwej i płynnej regulacji luzu obwodowego przekładni. W rezultacie uzyskano dużą jej dokładność kinematyczną, co - jak już wspomniano - ma istotne znaczenie w układach sterowania, w których najczęściej jest stosowana. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia trochoidalną dwumimośrodową przekładnię kulkową w przekroju osiowym z częściowym półwidokiem, a fig. 2 - tę samą przekładnię w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A, również z częściowym półwidokiem. Przekładnia składa się z wału czynnego 1 ułożyskowanego w łożyskach 2 i 3, osadzonych w pokrywie 4 i w wale biernym 5, ułożyskowanym w łożyskach kulkowych 6 i 7, osadzonych w pokrywie 8. Na wale czynnym 1 osadzone są dwa pierścienie stożkowe 9 i 10, a na nich dwa mimośrodowe pierścienie 11 i 12 ze stożkowymi otworami 13 i 14, przy czym pierścienie posiadają mimośrody przemieszczone względem siebie kątowo o 180. Na zewnętrznych powierzchniach walcowych 15 i 16 pierścieni 11 i 12 osadzone są łożyska kulkowe 17 i 18, a do ich zewnętrznych powierzchni 26 i 27 przylegają kulki 19, umieszczone w dwu rzędach w walcowych otworach 20 koszyczka 21. Kulki 19 zazębiają się z wewnętrznymi zębami 22 i 23 kół stałych 24 i 25, stanowiących obudowę zewnętrzną przekładni, przy czym ilość zębów 22 i 23 w danym kole różni się o jeden od ilości kulek 19 w danym rzędzie, przy czym koszyczek 21 połączony jest z wałem biernym 5. W czasie pracy obracający się wał czynny 1 wymusza ruch obrotowy pierścieni 9 i 10, a wraz z nimi pierścieni 11 i 12 oraz łożysk kulkowych 17 i 18, co powoduje promieniowe przemieszczanie kulek 19 w obu rzędach w przeciwnych kierunkach. Kulki wchodzą we wręby międzyzębne zębów 22 i 23 kół stałych 24 i 25, powodując równoczesny obrót koszyczka 21, który z kolei wymusza ruch obrotowy wału biernego 5, przy czym jeżeli ilość kulek 19 w każdym rzędzie jest większa od ilości zębów 22 i 23 kół stałych 24 i 25, to kierunki obrotów wałów 1 i 5 są przeciwne. Z kolei gdy ilość kulek 19 w tych rzędach jest mniejsza od ilości zębów 22 i 23 kół stałych 24 i 25, to kierunki obrotów wałów 1 i 5 są zgodne. W przypadku, gdy w przekładni występują nadmierne luzy obwodowe, można je wyregulować poprzez obrócenie, w przeciwnych kierunkach, pierścieni 9 i 10. Dokonanie obrotu wymienionych pierścieni spowoduje promieniowe przemieszczenie łożysk 17 i 18, a wraz z nimi kulek 19 i zmianę luzu do wymaganej wartości.
181 278
181 278 Fig. 2
181 278 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.