Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос :  ea201301011a*\id

больше ...
Термины запроса в документе


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Предложена планетарная роликовинтовая передача, в которой вращательное движение винта преобразуется в поступательное движение гайки посредством резьбовых роликов, установленных между винтом и гайкой. Винт, вращаясь, приводит в движение резьбовые ролики и гайку. Все ролики, установленные в сепараторах, совершают планетарное движение. Каждый ролик вращается вокруг своей оси в отверстиях сепараторов и все резьбовые ролики вместе с сепараторами вращаются вокруг оси винта. Кроме того, все ролики с сепараторами вместе с гайкой совершают поступательное движение вдоль оси винта. Особенностью планетарной роликовинтовой передачи является то, что число заходов резьбы гайки Z г и число заходов резьбы винта Z в связаны соотношением |Z г - Z в - 2| = 1, при этом направления резьб винта и гайки противоположны. Изобретение позволяет без усложнения конструкции и без снижения грузоподъемности передачи получить передаточную функцию по абсолютной величине меньше, чем шаг резьбы винта.


ПЛАНЕТАРНАЯ РОЛИКОВИНТОВАЯ ПЕРЕДАЧА
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для преобразования вращательного движения в поступательное.
Роликовинтовые передачи (РВП) широко используются в качестве механических передач для преобразования вращательного движения в поступательное. Преимуществами таких передач являются надежность, долговечность, малые габариты, низкая относительная масса, высокая грузоподъемность и высокий коэффициент полезного действия (КПД). РВП отличаются многообразием конструктивных схем и могут иметь величину шага меньшую, чем шариковинтовые передачи. Среди РВП следует выделить планетарные механизмы с резьбовыми роликами. Они получили широкое распространение из-за большой грузоподъемности.
Известна планетарная передача винт-гайка с длинными резьбовыми роликами (патент РФ №2292502, МПК F16H25/22, опубл. 27.01.2007). Данная передача содержит длинные резьбовые ролики, которые выполнены с разными числами заходов резьб на ходовом и опорном участках. Ролики сопряжены с винтом с соответствующими числами заходов резьб на его ходовом и опорном участках при определенных условиях сборки. Опора передачи выполнена или в виде опорной гайки на одном из концов передачи, или в виде двух опорных полу гаек на обоих концах передачи. Между ходовым и опорным участками резьбы роликов выполнены проточки (канавки) с шириной, превышающей ширину ходовой полугайки, и с глубиной ниже глубины впадин резьбы. На концах винта, длинных роликов и опорных гаек могут быть выполнены или зубчатые венцы, или дополнительная резьба с углом подъема, превышающим угол подъема резьбы на ходовом и опорном участках. Опорные участки резьбы винта, роликов и опорных гаек могут быть выполнены с величинами углов подъема и профиля резьб, предотвращающими заклинивание передачи. Данная передача
позволяет получить передаточную функцию в разы меньше шага резьбы, однако она обладает рядом недостатков, а именно: большими габаритами, ограничением хода длиной роликов и сложностью изготовления.
Известен аппарат для преобразования вращательного движения в 5 поступательное (патент США №4926708, МПК F16H25/22, опубл. 22.05.1990), включающий винт с внешней резьбой, гайку с внутренней резьбой и возможностью вращения вокруг винта, а также несколько роликов, причем резьба винта выполнена одно- или многозаходной, внутренняя поверхность гайки имеет канавки, а ролики имеют два чередующихся контура резьбы,
10 один из которых обеспечивает взаимодействие с резьбой винта, а другой - с канавками гайки. Такая конструкция аппарата позволяет обеспечивать сравнительно высокую точность линейного перемещения при сохранении высокой грузоподъемности.
Известен роликовинтовой механизм (патент РФ №2011074, МПК
15 F16H25/24, опубл. 15.04.1994), содержащий корпус и установленные в нем винт и резьбовые ролики, размещенные параллельно оси винта с возможностью вращения и взаимодействия с винтом, причем средние диаметры резьбы ходового винта и роликов выбраны из условия О < [dcpp - dcpe) = 0.5 dcp e , где dcpp - средний диаметр резьбы роликов, dcp e
"ср.в
dCp.p )
20 - средний диаметр резьбы ходового винта. В данном роликовинтовом механизме достигается повышение точности позиционирования поступательного движения за счет уменьшения разности между диаметрами резьбы винта и роликов. При этом перемещение выходного звена определяется выражением:
25 A = t
360
где ср - угол поворота ходового винта, t - шаг резьбы винта и роликов.
Известна РВП (Проектирование передач с линейными перемещениями выходного звена: учебное пособие / В.С.Янгулов; Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 169 с). Данная планетарная РВП состоит из винта, гайки с многозаходной 5 резьбой и роликов-сателлитов, расположенных между винтом и гайкой. Ролики снабжены однозаходной резьбой, имеющей в осевом сечении форму выпуклых дуг окружности. При такой форме профиля создается многоточечный контакт роликов с гайкой и винтом, обеспечивается высокий КПД. Для предотвращения проскальзывания и исключения перекосов осей
10 роликов при работе по торцам гайки запрессованы зубчатые венцы, зацепляющиеся с зубчатыми венцами на концах роликов. Торцовые шейки роликов установлены в сепараторы. При вращении винта ролики обкатываются по резьбовой поверхности гайки. Резьбы ролика, винта и гайки имеют одинаковый шаг. Резьбы роликов и гайки имеют одинаковые
15 направления и одинаковые углы подъема. Поэтому ролики не вывинчиваются из гайки при вращении винта. Направление резьбы винта может совпадать с направлением резьбы гайки, в таком случае РВП называется нормальной. Если направление резьбы винта противоположно направлению резьбы гайки, то такие РВП называются дифференциальными. Дифференциальные передачи
20 отличаются большей грузоподъемностью.
Наиболее близким аналогом предлагаемой планетарной РВП является передача (Д.Н.Решетов "Детали машин", учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов, 4-е издание, Москва, Машиностроение, 1989, с.314), состоящая из винта, цельной гайки и
25 установленных между ними резьбовых роликов. Углы подъема резьбы роликов и гайки одинаковы. Резьба гайки - многозаходная с числом заходов равным отношению диаметров резьбы гайки и роликов. Резьба на винте также многозаходная, число заходов резьбы винта выбирается равным числу заходов резьбы гайки. Направления резьб на винте и гайке одинаковы. Ролики своими
торцовыми шейками установлены в сепараторах. Для синхронности движения
и исключения самопроизвольного вывинчивания они дополнительно связаны
по торцам с гайкой зубчатыми зацеплениями. Витки резьбы роликов
находятся в зацеплениях с витками резьбы винта и гайки. Для того, чтобы 5 предотвратить кромочные контакты витков, профиль резьбы роликов
выполняют выпуклым, обеспечивая тем самым начальный точечный контакт в
средней зоне рабочих поверхностей витков.
Основным недостатком данной РВП является то, что для получения
малых передаточных функций требуется изготовить резьбу с малым шагом, 10 т.е. с малыми размерами профиля, что в свою очередь либо технологически
усложняет изготовление и контроль деталей РВП, либо ухудшает параметры
грузоподъемности и кинематической точности передачи.
Задачей изобретения является уменьшение передаточной функции
передачи без уменьшения шага резьбы.
15 Согласно настоящему изобретению предложена РВП с передаточной
функцией по абсолютной величине меньше шага резьбы винта.
При этом поставленная задача решена в настоящем изобретении
посредством того, что в заявляемой планетарной роликовинтовой передаче,
включающей винт, гайку и установленные между ними резьбовые ролики, 20 которые своими торцовыми шейками установлены в сепараторах, резьба на
гайке выполнена многозаходной с числом заходов Zz не менее 3, число
заходов резьбы винта Ze выбирается из условия \Ze - Ze - 2| = 1, а
направления резьб на винте и гайке противоположны.
Согласно предпочтительному варианту, для синхронности вращения и 25 исключения самопроизвольного вывинчивания роликов они дополнительно связаны по торцам с гайкой зубчатыми зацеплениями. При этом предпочительно углы подъема и направление резьб роликов и гайки одинаковы.
Согласно предпочтительному варианту, витки резьбы роликов находятся в зацеплениях с витками резьб винта и гайки.
В одном из вариантов, для исключения кромочного контакта между витками резьбы гайки и роликов и между витками резьбовых роликов и винта, 5 резьба роликов выполнена выпуклой в виде дуги окружности, что обеспечивает начальный точечный контакт в средней зоне рабочих поверхностей витков.
Таким образом, согласно изобретению, при минимальном изменении
конструкции, а именно уменьшении числа заходов резьбы винта, в отличие от
10 прототипа можно получить значения передаточной функции меньше шага
резьбы. При этом достигается технический результат, который заключается в
том, что при малых габаритах, простой конструкции и простых в
изготовлении деталях передачи получен механизм с высокой редукцией,
высоким КПД и высокими силовыми характеристиками.
15 Изобретение поясняется чертежом, на котором показан осевой разрез
основных деталей планетарной РВП.
На чертеже показаны винт 1, гайка 2 и резьбовые ролики 3. Направления резьб винта 1 и гайки 2 противоположны, а резьбы роликов 3 и гайки 2 имеют одинаковые направления и одинаковые углы подъема. В 20 корпусе гайки 2 закреплены две втулки 4 с внутренними зубчатыми венцами, которые зацепляются с наружными зубчатыми венцами, выполненными на концах каждого резьбового ролика 3. Ролики своими торцовыми шейками установлены в сепараторах 5..
Базовые элементы для крепления винта и соединения его с двигателем, 25 а также базовые элементы для соединения корпуса гайки с исполнительным механизмом не показаны.
При отсутствии проскальзывания роликов относительно винта или гайки осевое перемещение гайки относительно винта за один его оборот (передаточная функция) S складывается из осевого перемещения ролика
относительно гайки Sp_z и перемещения ролика относительно винта Sp_e
(Кинематика планетарных ролико-винтовых механизмов / П.А.Соколов, О.А.Ряховский, Д.С.Блинов, И.А.Лаптев. Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. "Машиностроение". 2005. №1. с.3-14). Планетарная РВП в соответствии 5 с одним из вариантов реализации изобретения изготовлена таким образом, чтобы не допускать осевого перемещения роликов относительно гайки. Это условие обеспечивается тем, что резьбы роликов и гайки имеют одинаковые направления и одинаковые углы подъема. Кроме того, резьбу на роликах на практике выполняют однозаходной, т.к. изготовление многозаходных резьб на 10 роликах является сложной, трудоемкой и дорогостоящей операцией, не имеющей разумного технического обоснования. Если в планетарной РВП нет осевого перемещения роликов относительно гайки Sp_2 = 0, направления
резьб винта и гайки противоположны, а число заходов резьбы на роликах из соображений практической целесообразности выбрано равным единице, то 15 величину S можно определить из соотношения:
где t - шаг резьбы винта, К - отношение средних диаметров резьбы винта и 20 роликов.
Из условия Sp_z = 0 следует, что 2г - К + 2, тогда технический результат изобретения |s| < t достигается при Zz - Ze = 3 или Zz-Ze=\.
Примеры технической реализации заявляемого устройства имеют следующие характеристики: 25 Пример №1.
К = 4, Zs=6, Ze-3. Передаточная функция равна 3/5 от шага резьбы.
Пример №2.
К = 3, Zs = 5, Ze = 4. Передаточная функция равна - 5/8 от шага резьбы.
В обоих примерах технической реализации изобретения выполняется
условие возможности сборки передачи и размещения роликов между винтом и
гайкой. Максимальное число роликов в данных примерах реализации равно 9.
5 В общем случае, для данного изобретения, максимальное количество
роликов может быть неограниченным и рассчитывается по сумме числа заходов резьбы на винте и гайке, то есть, например, при количестве заходов резьбы на винте 7 и 4 на гайке, максимальное число роликов будет равно 11.
Заявляемая планетарная РВП работает следующим образом. Винт,
10 вращаясь, приводит в движение резьбовые ролики и гайку. Ролики, установленные в сепараторах, совершают планетарное движение. Каждый ролик вращается вокруг своей оси в отверстиях сепараторов и все резьбовые ролики вместе с сепараторами вращаются вокруг оси винта. Кроме того, все ролики с сепараторами вместе с гайкой совершают поступательное движение
15 вдоль оси винта. Таким образом, происходит преобразование вращательного движения винта в поступательное движение гайки.
Таким образом, получена простая планетарная роликовинтовая передача с повышенной по сравнению с прототипом редукцией и высоким КПД. Повышение редукции передачи непосредственно определяет
20 повышение точности преобразования вращательного движения в поступательное.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Планетарная роликовинтовая передача, содержащая винт, корпус гайки с внутренними зубчатыми венцами и установленные между ними имеющие наружные зубчатые венцы резьбовые ролики, которые своими торцовыми шейками установлены в сепараторах, а также дополнительно связаны по торцам с гайкой зубчатыми зацеплениями, при этом ролики находятся в резьбовых зацеплениях с винтом и гайкой, углы подъема и направление резьб роликов и гайки одинаковы, отличающаяся тем, что направления резьб винта и гайки противоположны, а число заходов резьбы винта Ze выбрано из условия
\Ze - Ze - 2| = 1, где Z2 - число заходов резьбы гайки.
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК)
Номер евразийской заявки: 201301011
Дата подачи: 29 августа 2013 (29.08.2013)
Дата испрашиваемого приоритета:
Название изобретения:
Планетарная роликовинтовая передача
Заявитель:
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ДИАКОНТ"
П Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа)
[""] Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
F16H1/34 F16H 25/22 (2006.01) (2006.01)
Согласно международной патентной классификации (МПК)
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК)
F16H 1/00, 1/28, 1/30, 1/34, 25/20, 25/22. 25/24
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
ЕР 1617103 Al (TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA) 18.01.2006, реферат, параграфы [0093], [0097], [0098], пп. 1, 16 формулы
SU 739289 А (ВЛАДИМИРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ и др.) 15.06.1980, фиг. 1-2, формула
SU 1610139 А1 (ДОРОФЕЕВ В.Ф. и др.) 30.11.1990, фиг. 1, 2, кол. 3, строка 58 - кол. 4, строка 23
| | последующие документы указаны в продолжении графы В данные о патентах-аналогах указаны в приложении
* Особые категории ссылочных документов:
"А" документ, определяющий общий уровень техники
"Е" более ранний документ, но опубликованный на дату
подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
"Т" более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения
"X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету
поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень,
взятый в отдельности "Y" документ, имеющий наиболее близкое отно
поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с
другими документами той же категории
" &" документ, являющийся патентом-аналогом
"L" документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
23 декабря 2013 (23.12.2013)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 123995,Москва, Г-59, ГСП-5, Бережковская наб., 30-1.
Факс: 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицо :
Телефон № (495) 531-6481