плоская волновая передача область техники.

изделие относится к устройствам передачи вращательного движения, в частности, к волновым зубчатым передачам и предназначено для использования в передаточных механизмах, например, редукторах или в регулировочных механизмах в разных областях техники.

предшествующий уровень техники.

из уровня техники известны конструкции волновых зубчатых передач (или далее сокращенно - передач), содержащие входное звено, связанное с генератором волн (или далее сокращенно - генератором), гибкое зубчатое колесо (или далее сокращенно - гибкое колесо) и жёсткое зубчатое колесо (или далее со- кращенно - жёсткое колесо), связанные с выходными звеньями. гибкое колесо обычно имеет деформируемую в радиальном направлении генератором часть и недеформируемую часть, связанную с выходным звеном. описанные конструкции обладают высокой способностью воспринимать нагрузку при малых габаритах в радиальном направлении. однако вследствие необходимости разделения гибкого колеса на деформируемую и недеформируемую части, размеры передач в осевом направлении весьма значительны. известны конструкции, в которых соединение гибкого колеса с выходным звеном выполнено в деформируемой части гибкого колеса. близким техническим решением к заявляемой конструкции является волновая зубчатая передача, описанная в изобретении DE 10021236; F16H1/32; 15.11.2001, содержащая планетарный генератор волн, связанный с входным звеном, жёсткое зубчатое колесо, связанное с первым выходным звеном, и гибкое зубчатое колесо, входящее в зацепление наружными зубьями с жёстким коле- сом, а внутренними зубьями с зубчатыми колёсами сателлитами планетарного генератора волн. вращение от гибкого колеса ко второму выходному звену передаётся гибкими спицами, имеющими дугообразную или S-образную форму, позволяющими гибкому колесу деформироваться в радиальном направлении. частным случаем данного изобретения является вариант, в котором спицы имеют прямую форму, но разъединены, примерно, посредине и части спиц, присоединённые к гибкому колесу, входят в зацепление со спицами, при- соединёнными к ступице выходного звена. такая конструкция позволяет уменьшить размеры волновой передачи в осевом направлении за счёт соединения гибкого колеса с выходным звеном в зоне деформирования гибкого колеса, но не позволяет приблизить выходное звено непосредственно к зоне деформирования гибкого колеса из-за недостаточной, в этом случае, жёсткости спиц. из-за этого возможности уменьшения размеров в осевом направлении использованы не полностью. известны конструкции, в которых соединение гибкого колеса с выходным звеном выполнено в непосредственной близости от зоны зацепления гибкого колеса с жёстким колесом. например, изобретение Na198079, 1967г., в котором представлена конструкция волновой зубчатой передачи, содержащей генератор, связанный с входным звеном, жёсткое колесо, соединённое с первым выходным звеном, и гибкое колесо, связанное со вторым выходным звеном путем зацепления выступов на торцевой поверхности гибкого колеса (или далее сокращенно - выступов) за цилиндрические или призматические радиальные направляющие,

1 заменяющий лист (правило 26)

закреплённые на выходном звене. соотношение размеров, входящих в зацепление элементов, выбрано из условия свободной деформации гибкого колеса под действием генератора волн.

уникальное достоинство такой конструкции заключается в том, что она обеспечивает минимально возможные размеры передачи в осевом направлении, позволяя сделать её практически плоской, а недос- татки, препятствующие её применению, являются следствием того, что точки поверхности каждого выступа гибкого колеса совершают движение относительно неподвижного выходного звена по криволинейным замкнутым траекториям, вытянутым в радиальном направлении, а взаимодействуют, при этом, с точками, расположенными на прямолинейных образующих цилиндрической или призматической поверхности направляющих выходного звена. то, что точки гибкого колеса совершают движение по замкнутым криволинейным траекториям, можно понять, обратившись к главе, посвященной волновым передачам, книги м.н.иванова «дeтaли мaшин» 1984 года издания или умозрительно, представив себе точку, расположенную на участке гибкого колеса с изменяемой кривизной, которая удаляется от центра вращения при увеличении кривизны и приближается при уменьшении кривизны участка. при этом, в окружном направлении точка смещается в сторону участка с большей кривизной от двух своих нейтральных положений, соответствующих максимальной и минимальной кривизне гибкого колеса, по отношению к которым кривизна в обоих направлениях одинакова. потому что, точка, расположенная на участке гибкого колеса с переменной кривизной и делящая этот участок на два участка одинаковой длины, будет смещена в окружном направлении в сторону участка с большей кривизной, то есть, угол, ограничивающий участок с большей кривизной, будет меньше угла, ограничивающего участок с меньшей кривизной.

таким образом, для того, чтобы обеспечить упомянутое условие свободной деформации гибкого колеса под действием генератора, прямолинейные образующие цилиндрических или призматических направляющих должны проходить по касательной к траектории движения взаимодействующих с ними точек выступов. то есть, каждый выступ, совершая один цикл своего движения по замкнутой траектории, один раз кос- нётся одной граничащей с ним направляющей и один раз другой. значит, в тот момент времени, когда два выступа, находящиеся в противоположных фазах цикла своего движения, касаются направляющих, люфта в зацеплении нет. но, в следующий момент времени, когда выступы отдалятся от направляющих, люфт появится и, затем, опять исчезнет, когда следующая пара выступов встанет враспор с направляющими. надо заметить, что максимальное количество пар, которые могут одновременно касаться прямолинейных направ- ляющих невелико, оно равно количеству пар с совпадающими фазами цикла и не зависит от общего количества выступов, например, в двухволновой передаче их может быть не более двух, а в трёхволновой, не более трёх. исходя из сказанного можно сделать следующие выводы: во-первых, люфт в данном соединении гибкого колеса с выходным звеном неизбежен; во-вторых, чем больше выступов, входящих в зацепление с направляющими, содержится в соединении, тем чаще встают враспор с направляющими пары выступов, тем точнее и плавнее передача и тем этот люфт меньше; в-третьих, количество выступов, одновременно взаимодействующих с выходным звеном даже при большом общем их количестве, мало, вследствие чего каж-

2 заменяющий лист (правило 26)

дый выступ испытывает значительную нагрузку со стороны направляющих при передаче крутящего момента.

описанные конструкции обладают признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемых изобретений. вместе с общими для обеих конструкций; генератором, связанным с входным звеном; жёстким колесом, связанным с первым выходным звеном; гибким колесом, связанным со вторым выходным звеном, в первом примере это - наличие, кроме внешних, внутренних зубьев на гибком колесе, находящихся в зацеплении с сателлитами планетарного генератора волн, а во втором примере - выступы на торце гибкого колеса, входящие в зацепление с перемычками между отверстиями второго выходного звена, в которые входят эти выступы, причём, перемычки выполняют функцию направляющих. ближайшим аналогом заявляемых изобретений можно назвать изобретение Ns 198079, 1967гoдa. такая конструкция обеспечивает минимальные размеры волновой зубчатой передачи в осевом направлении, но работоспособность её ограничена следующими проблемами: в соединении гибкого колеса с выходным звеном присутствует люфт, который снижает точность и плавность передачи, уменьшает её способность передавать крутящий момент от гибкого колеса к выходному звену и воспринимать нагрузку, особенно дина- мическую, от внешних сил выходными звеньями; люфт можно уменьшить, а точность и плавность передачи повысить, увеличив количество выступов на торце гибкого колеса, входящих в зацепление, но это приведёт к уменьшению протяжённости выступов в окружном направлении, а значит и к уменьшению их прочности и жёсткости, в то время как каждый выступ испытывает значительные нагрузки при передаче крутящего момента из-за малого количества выступов, взаимодействующих с направляющими одновременно. раскрытие изобретений.

задача группы изобретений - улучшить работоспособность плоской, то есть предельно компактной в осевом направлении, волновой зубчатой передачи, у которой гибкое колесо соединено с выходным звеном зацеплением торцевых выступов гибкого колеса за перемычки между отверстиями выходного звена в непосредственной близости от зоны зубчатого зацепления гибкого колеса с жёстким колесом. улучшение работо- способности означает увеличение способности волновой передачи передавать крутящий момент от гибкого колеса к выходному звену и воспринимать нагрузку от внешних сил выходными звеньями, а также повышение точности и плавности передачи. для того, чтобы увеличить способность волновой передачи передавать крутящий момент от гибкого колеса к выходному звену и воспринимать нагрузку от внешних сил выходными звеньями, необходимо увеличить прочность и жёсткость соединения гибкого колеса с выходным звеном и, кроме этого, уменьшить люфт в соединении. для того, чтобы повысить точность и плавность передачи, необходимо, также, уменьшить люфт и, кроме этого, увеличить количество выступов на торце гибкого колеса, входящих в зацепление с перемычками между отверстиями второго звена, при этом, необходимо найти решения, позволяющие скомпенсировать потерю прочности выступов, вызванную уменьшением их протяжённости в окружном направлении. таким образом, общими техническими результатами или положительными эффектами заявляемых изобретений, решающими поставленную задачу являются: во-первых, уменьшение или полное отсутствие

3 заменяющий лист (правило 26)

люфта в соединении гибкого колеса с выходным звеном; во-вторых, повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном; в-третьих, повышение точности и плавности передачи.

сущность первого изобретения заключается в том, что в волновой зубчатой передаче, содержащей одно входное звено, связанное с генератором волн, и два выходных звена, первое из которых связано с жё- стким зубчатым колесом, а второе с гибким зубчатым колесом, содержащим на торцевой поверхности выступы, входящие в отверстия второго выходного звена, форма поверхности, образующей каждое отверстие, соответствует поверхности касательной к поверхности входящего в него выступа в любом положении, занимаемом им при движении относительно этого отверстия, вызванном деформированием гибкого колеса генератором волн, в этом случае, каждый выступ, двигаясь по замкнутой криволинейной траектории относитель- но второго выходного звена, будет всегда касаться поверхности, образующей отверстие, в которое этот выступ входит, а каждые два выступа, находящиеся в противоположных фазах цикла своего движения, будут препятствовать повороту выходного звена относительно гибкого колеса - один в одном, а другой в другом направлении - передавая, таким образом, крутящий момент и препятствуя люфту. в отличие от аналога, все выступы в любой момент времени взаимодействуют с выходным звеном и, чем их больше, тем меньше на- грузка на каждый из них.

для полного исключения люфта, теоретически, достаточно двух выступов, находящихся в противоположных фазах цикла своего движения, вызванного деформированием гибкого колеса генератором волн, но, способность двух выступов препятствовать люфту зависит от положения волнообразующих элементов генератора по отношению к ним: в тот момент времени, когда один из выступов находится на максимальном, а второй на минимальном расстоянии от центра вращения, они взаимодействуют с поверхностями, образующими отверстия под очень маленьким углом и, практически, не могут препятствовать люфту. поэтому, для более надёжного предотвращения люфта, необходимы, по меньшей мере, ещё два выступа на торцевой поверхности гибкого колеса, участвующие в соединении гибкого колеса с выходным звеном, смещённые, лучше всего, на четверть цикла по отношению к первым двум. практически, надо стремиться к максималь- ному количеству выступов в зацеплении, потому что, в этом случае, их суммарная жёсткость в окружном направлении будет меньше зависеть от угла взаимодействия каждого выступа с соответствующей поверхностью второго выходного звена или, можно сказать, от положения волнообразующих элементов генератора относительно выступов гибкого колеса, или, другими словами, от угла поворота входного звена, что приведёт к более точной и плавной передаче крутящего момента от входного звена на выходные звенья. таким образом, технические результаты этого изобретения таковы: уменьшение или полное отсутствие люфта; повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном за счёт большего количества выступов, взаимодействующих с выходным звеном в один момент времени; повышение точности и плавности передачи как следствие уменьшения или полного отсутствия люфта.

сущность второго изобретения заключается в том, что в волновой зубчатой передаче, содержащей одно входное звено, связанное с генератором волн, и два выходных звена, первое из которых связано с жёстким зубчатым колесом, а второе с гибким зубчатым колесом, содержащим на торцевой поверхности вы-

4 заменяющий лист (правило 26)

ступы, входящие в отверстия второго выходного звена с возможностью перемещения в них при деформировании гибкого колеса генератором волн, генератор волн выполнен в виде планетарного генератора волн, состоящего из солнечного зубчатого колеса жёстко связанного с входным звеном, по меньшей мере, двух зубчатых колёс сателлитов, входящих в зацепление с солнечным зубчатым колесом и внутренним зубчатым венцом гибкого колеса; причём каждый выступ на торцевой поверхности гибкого зубчатого колеса содержит, по меньшей мере, один зуб, являющийся продолжением зуба, по меньшей мере, одного - наружного или внутреннего венца гибкого колеса.

это предельный и общий случай, говорящий о том, что для повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном достаточно усилить каждый выступ на торце гибкого колеса хотя бы одним зубом, являющимся продолжением зуба наружного или внутреннего венца гибкого колеса. его развитием и уточнением является вариант, в котором наружные и внутренние зубья гибкого колеса расположены друг относительно друга таким образом, что напротив каждого наружного зуба расположен внутренний зуб в радиальном направлении недеформированного колеса, и каждый выступ на торце гибкого колеса является продолжением части гибкого колеса в осевом направлении и содержит, по меньшей мере, одну пару зубьев: один наружный и один внутренний зуб.

изгибающие напряжения, определяющие прочность и жёсткость выступов, зависят от формы сечения выступа в месте соединения с гибким колесом. наилучшая форма, способная сопротивляться изгибу без значительного увеличения жёсткости гибкого колеса в радиальном направлении, получается в том частном случае, когда каждый выступ содержит две пары зубьев. в этом случае, каждый выступ имеет н-образную форму и напоминает двутавровую балочку, которая обладает хорошим сопротивлением изгибу. сопротивление срезу также увеличивается из-за увеличения площади сечения выступа за счёт площади сечения зубьев. таким образом, развитием и уточнением предшествующего варианта, обеспечивающим ещё лучшее усиление каждого выступа, является вариант, в котором каждый выступ на торце гибкого колеса содержит две пары зубьев, причём, выступы расположены равномерно, например, через один зуб. способствует ре- шению поставленной задачи, также, такой вариант, при котором каждый выступ на торце гибкого колеса одинаково сопротивляется окружным силам в обоих направлениях, для этого он выполнен симметричным относительно плоскости симметрии выступа, проходящей через ось недеформированного гибкого колеса.

таким образом, техническими результатами второго изобретения будут: в одном случае, повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном - это, если применить предложенное усиление выступов и не увеличивать, при этом, общее количество выступов в зацеплении при тех же размерах передачи; или, в другом случае, повышение точности и плавности передачи, а также уменьшение люфта - это, если увеличить общее количество выступов, а предложенное усиление выступов использовать для компенсации потери прочности, вызванной уменьшением их протяжённости в окружном направлении. возможно и получение обоих технических результатов при совмещении увеличения количества выступов в пе- редаче тех же размеров с усилением каждого выступа, предложенным в этом изобретении.

третьим изобретением является волновая зубчатая передача, содержащая одно входное звено, свя-

5 заменяющий лист (правило 26)

занное с генератором волн, и два выходных звена, первое из которых связано с жёстким зубчатым колесом, а второе с гибким зубчатым колесом, содержащим на торцевой поверхности выступы, входящие в отверстия второго выходного звена с возможностью перемещения в них при деформировании гибкого колеса генератором волн, отличающаяся тем, что гибкое зубчатое колесо, содержит выступы на обоих торцах, а второе выходное звено состоит из двух соосных гибкому колесу частей, расположенных по обе стороны первого выходного звена. то есть, в этом случае гибкое зубчатое колесо содержит выступы на втором торце, а второе выходное звено содержит дополнительно ещё одну часть соосную гибкому колесу, расположенную по другую сторону первого выходного звена, содержащую отверстия; причём, выступы на втором торце гибкого колеса входят в отверстия второй части второго выходного звена с возможностью перемещения в них при деформировании гибкого колеса генератором волн. в этом случае, повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном достигается увеличением количества выступов гибкого колеса, взаимодействующих со вторым звеном, за счёт выступов на второй торцевой поверхности гибкого колеса, взаимодействующих со второй частью второго выходного звена. но этим положительный эффект описанного варианта не ограничивается. дополнительный положительный эффект увеличения способности меха- низма воспринимать нагрузку проявляется по причине отсутствия перекоса механизма от действия внешних сил на выходные звенья из-за того, что на первое выходное звено действуют силы от двух частей второго выходного звена, расположенных по обе стороны первого выходного звена, и оπого уравновешивающих друг друга. уменьшение перекоса имеют своей целью и два других дополнения к этому варианту, в первом из которых гибкое зубчатое колесо содержит плоскость симметрии, проходящую перпендикулярно его оси, а во втором - выходные звенья расположены симметрично относительно этой плоскости симметрии гибкого колеса. в другом случае, когда более важным фактором является отсутствие люфта, выступы на втором торце гибкого колеса смещены относительно выступов на первом торце для того, чтобы находиться по отношению к ним в разных фазах цикла движения относительно отверстий второго выходного звена, вызванного деформированием гибкого колеса генератором волн. таким образом, техническими результатами третьего изобретения будут: в одном случае, повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном за счёт выступов на второй торцевой поверхности гибкого колеса, взаимодействующих со второй частью второго выходного звена - это, если не увеличивать, при этом, количество выступов на каждом торце гибкого колеса при тех же размерах передачи; или, в другом случае, повышение точности и плавности передачи, а также уменьшение люфта - это, если увеличить количество выступов на каждом торце гибкого колеса, а предложенное в этом изобретении повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном использовать для компенсации потери прочности и жёсткости соединения, вызванной уменьшением протяжённости выступов в окружном направлении. возможно и получение обоих технических результатов в передаче тех же размеров при совмещении предложенного усиления соединения гибкого колеса с выходным звеном с увеличением коли- чества выступов на каждом торце гибкого колеса.

четвёртым изобретением является волновая зубчатая передача, содержащая одно входное звено, связанное с генератором волн, и два выходных звена, первое из которых связано с жёстким зубчатым

6

заменяющий лист (правило 26)

колесом, а второе с гибким зубчатым колесом, содержащим на торцевой поверхности выступы, входящие в отверстия второго выходного звена с возможностью перемещения в них при деформировании гибкого колеса генератором волн, в которой выступы на торце гибкого колеса выполнены с возможностью упруго деформироваться в окружном направлении и, по меньшей мере, одно из выходных звеньев содержит упор для другого звена, ограничивающий перемещение звеньев вдоль оси в направлении друг от друга и расположенный по отношению к другому звену с зазором. в результате действия внешних сил на выходные звенья, на выступы гибкого колеса действуют силы в окружном направлении со стороны поверхностей отверстий выходного звена. под действием этих сил выступы упруго изгибаются на некоторый угол по отношению к оси, после чего появляются осевые составляющие этих сил, оπалкивающие второе выходное звено от пер- воrо выходного звена. в результате упругих деформаций звеньев, вызванных оπалкивающими силами, зазор между упором и выходным звеном выбирается, выходные звенья прижимаются к упорам и возникает сила трения, препятствующая повороту одного выходного звена относительно другого.

в частном случае, для усиления сопротивления повороту взаимодействующие поверхности упора и выходного звена содержат торцевые шлицы, выполненные с возможностью зацепления при осевом пере- мещении звеньев друг от друга. шлицы, в разных вариантах, имеют прямоугольную, трапецеидальную, треугольную или пилообразную форму профиля. в частном случае, для возможности стопорения при меньшем усилии внешних сил, на кромках отверстий со стороны гибкого колеса выполнены фаски, которые способствуют изгибу выступов и усиливают осевую составляющую сил взаимодействия выходного звена и гибкого колеса. для увеличения осевого перемещения выходных звеньев друг от друга между буртиком входного звена и выходным звеном установлена упругая шайба, которая деформируется при действии на неё осевой составляющей силы взаимодействия второго выходного звена и гибкого колеса.

таким образом, техническими результатами четвёртого изобретения будут: в одном случае, повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном за счёт перераспределения нагрузки с торцевых выступов гибкого колеса, в случае их упругого изгиба, вызванного этой нагрузкой, на вы- ходные звенья - это, если не увеличивать, при этом, количество выступов на торце гибкого колеса при тех же размерах передачи; или, в другом случае, повышение точности и плавности передачи, а также уменьшение люфта - это, если увеличить количество выступов на торце гибкого колеса, а предложенное в этом изобретении повышение прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном использовать для компенсации потери прочности и жёсткости соединения, вызванной уменьшением протяжённости высту- пов в окружном направлении. возможно и получение обоих технических результатов при оптимальном увеличении количества выступов в зацеплении в передаче тех же размеров вместе с предложенным в этом изобретении повышением прочности и жёсткости соединения гибкого колеса с выходным звеном.

ещё одним дополнением к решению поставленной задачи служит концентричный по отношению к жёсткому колесу буртик, выполненный на первом выходном звене, для центрирования по внутренней поверх- ности концентричной по отношению к отверстиям выборки, выполненной на втором выходном звене. в другом варианте, концентричный по отношению к отверстиям центрирующий буртик выполнен на втором выходном звене, а концентричная по отношению к жёсткому колесу выборка для приёма буртика - на первом.

7

заменяющий лист (правило 26)

в обоих вариантах выборка выполнена с возможностью размещения и вращения в ней буртика с минимальным зазором. предпочтительная форма для наружной поверхности буртика и внутренней поверхности выборки - цилиндрическая. буртик принимает на себя радиальную составляющую нагрузки, действующей на выходные звенья, и, тем самым, разгружает выступы гибкого колеса, оставив на их долю лишь окружную составляющую.

в случае выполнения деталей волновой передачи из пластмассы выступы будут нагружены равномернее, вследствие их меньшей жёсткости, появится возможность увеличить натяг при их соединении со вторым звеном.

краткое описание фигур чертежей. на фиг. 1 показан разрез по осям выходных звеньев 20 и 30 плоской волновой передачи 1 в сборе.

видно, как входное звено 10 своим буртиком 14 ограничивает в осевом направлении выходное звено 30, а буртиком с защёлкой 13 выходное звено 20; видно, как зафиксированы в осевом направлении между выходными звеньями сателлиты 50; видно, как центрирующий бурт 22 выходного звена 20 входит в выемку 31 выходного звена 30; видно, как выступы 43 гибкого колеса 40 входят в отверстия 33 второго выходного звена 30.

на фиг. 2 показаны детали плоской волновой передачи 1, сдвинутые из положения в сборе вдоль общей оси с учётом последовательности сборки: входное звено 10 с солнечным зубчатым колесом 11 планетарного генератора волн 5; три сателлита 50 планетарного генератора волн 5 с наружными зубьями 51 и торцевыми поверхностями 52; выходное звено 20 с жёстким колесом 21; выходное звено 30 с отверстиями 33; гибкое колесо 40 с выступами 43.

на фиг. 3 показан вид на плоскую волновую передачу 1 в сборе со стороны второго выходного звена 30; видно расположение выступов 43 гибкого колеса 40 в отверстиях 33 второго выходного звена 30.

на фиг.4 показан вид на одно отверстие 33 второго выходного звена 30 с входящими в это отверстие выступами 43 гибкого колеса 40 плоской волновой передачи 1 в сборе. виден контур отверстия 33, являю- щийся проекцией образующей это отверстие поверхности 34 на плоскость чертежа. видны контуры выступов 43 гибкого колеса 40 в разных положениях, занимаемых ими при движении относительно этого отверстия 33, вызванном деформированием гибкого колеса 40 генератором волн . видно, что контур отверстия 33 соответствует линии касательной к контурам выступов 43 во всех положениях.

на фиг. 5 показана волновая передача 2 в сборе, а на фиг.6 показан её разрез. видно, как входное звено 10 своим буртиком 14 ограничивает в осевом направлении часть 30, а буртиком с защёлкой 13 часть 30' выходного звена 130; видно, как зафиксированы в осевом направлении между двумя частями 30 и 30' второго выходного звена 130 сателлиты 50; видно, как центрирующие буртики 22 и 22' выходного звена 120 входят в выемки 31 и 31' выходного звена 130 соответственно; видно, как выступы 43 и 43' гибкого колеса 40 входят в отверстия 33 и 33' частей 30 и 30' второго выходного звена 130 соответственно. на фиг. 7 показаны детали плоской волновой передачи 2, сдвинутые из положения в сборе вдоль

8

заменяющий лист (правило 26)

общей оси с учётом последовательности сборки: входное звено 10 с солнечным зубчатым колесом 11 планетарного генератора волн 5; три сателлита 50 планетарного генератора волн 5 с наружными зубьями 51 и торцевыми поверхностями 52; выходное звено 120 с жёстким зубчатым колесом 21 и центрирующими буртиками 22 и 22'; две части 30 и 30 ¹ второго выходного звена 130 с отверстиями 33 и 33'; гибкое колесо 140 с выступами 43 и 43'.

на фиг. 8 показана волновая передача 3 в сборе, а на фиг. 9 показан её разрез. видно, как входное звено 10 своим буртиком 14 ограничивает в осевом направлении выходное звено 30, а буртиком с защёлкой 13 выходное звено 20; видно, как зафиксированы в осевом направлении между выходными звеньями сателлиты 50; видно, как центрирующий бурт 22 выходного звена 20 входит в выемку 31 выходного звена 30; вид- но, как выступы 43 гибкого колеса 40 входят в отверстия 33 второго выходного звена 30; виден упор 60, закреплённый на звене 20 и взаимодействующий с торцевыми шлицами 35 звена 30; виден упор 60', закреплённый на звене 30 и взаимодействующий со звеном 20.

на фиг. 10 показаны детали плоской волновой передачи 3, сдвинутые из положения в сборе вдоль общей оси с учётом последовательности сборки: входное звено 10 с солнечным зубчатым колесом 11 пла- нетарноrо генератора волн 5; три сателлита 50 планетарного генератора волн 5 с наружными зубьями 51 и торцевыми поверхностями 52; выходное звено 20 с жёстким зубчатым колесом 21 и торцевыми шлицами 25; выходное звено 30 с отверстиями 33 и торцевыми шлицами 35; гибкое колесо 40 с выступами 43; упор 60 с торцевыми шлицами 61 и опорными поверхностями 62 содержит дополнительный вид в повёрнутом положении ; упор 60' с торцевыми шлицами 61' и опорными поверхностями 62' также содержит дополнительный вид в повёрнутом положении.

на фиг. 11 показаны две волновые передачи 2, в отверстия 12 входных звеньев 10 которых входит вал 400, форма сечения которого соответствует форме отверстий 12.

на фиг, 12 показана школьная парта 300 с основанием 310, двумя частями 320 и 330 стойки, столешницей 340, последовательно соединёнными шарнирами, в каждый из которых встроена волновая передача 2 таким образом, что её выходные звенья жёстко связаны с соединяемыми элементами.

Jlучшие варианты осуществления изобретений.

плоская волновая передача 1 (фиг. 1 и 2), в которой реализованы первые два изобретения, включает планетарный генератор волн 5 и содержит: входное звено 10 с солнечным зубчатым колесом 11; три сателлита 50 планетарного генератора волн 5; выходное звено 20 с жёстким колесом 21; выходное звено 30 с отверстиями 33; гибкое колесо 40 с выступами 43.

входное звено 10 содержит отверстие 12 с гранями для приёма крутящего момента, буртик 14, буртик 13 с фиксирующей защёлкой, солнечное зубчатое колесо 11 с наружными зубьями.

сателлиты 50 содержат наружные зубья 51, две торцевые поверхности 52, фиксирующие сателлиты в осевом направлении относительно поверхностей 32 и 23 выходных звеньев. выходное звено 20 содержит жёсткое зубчатое колесо 21 с внутренними зубьями; буртик 22 для

9

заменяющий лист (правило 26)

центрирования с выходным звеном 30 по внутренней поверхности выборки 31; часть 25 для присоединения к элементам других устройств и соответствующая им по форме, например, она может быть выполнена в виде фланца, шкива или звёздочки.

гибкое колесо 40 содержит наружные зубья 41, входящие в зацепление с внутренними зубьями 21 жёсткого колеса 20; внутренние зубья 42, входящие в зацепление с наружными зубьями 51 сателлитов 50; выступы 43, входящие в отверстия 33 выходного звена 30 и взаимодействующие с поверхностями 34 образующими отверстия 33; наружные 41 и внутренние 42 зубья расположены друг относительно друга таким образом, что напротив каждого наружного зуба 41 расположен внутренний зуб 42 в радиальном направлении недеформированного гибкого колеса 40, а каждый выступ 43 на торце гибкого колеса 40 является продолже- нием части гибкого колеса 40 в осевом направлении и содержит, по меньшей мере, одну пару зубьев: один наружный 44, являющийся продолжением зуба 41 наружного венца, и один внутренний 45 зуб, являющийся продолжением зуба 42 внутреннего венца, расположенные напротив друг друга в радиальном направлении недеформированного гибкого колеса 40. предпочтительным вариантом, изображённым на фиг. 1 и фиг. 2, предполагается такой, при котором каждый выступ 43 содержит две пары зубьев 44 - 45, причём, выступы 43 расположены равномерно через один зуб, а зубья 44 и 45, на выступе 43 расположены симметрично относительно плоскости симметрии выступа 43, проходящей через ось недеформированного гибкого колеса 40. возможно, для волновой зубчатой передачи с мелким зубом лучшим окажется вариант с тремя парами зубьев на выступе с расположением выступов через два или три зуба, а для волновой зубчатой передачи с крупным зубом лучшим окажется вариант с одной парой зубьев на каждом выступе с расположением высту- пов через один зуб.

выходное звено 30 содержит отверстия 33 для приема выступов 43 гибкого колеса 40 (фиг. 3); поверхность 32 для направления сателлитов 50 путём взаимодействия с их поверхностями 52; внутреннюю поверхность выборки 31 для центрирования с буртиком 22 выходного звена 20; часть 35 для присоединения к элементам других устройств и соответствующая им по форме, например, она может быть выполнена в ви- де фланца, шкива или звёздочки, отверстия 33 выходного звена 30 образованы поверхностями 34, взаимодействующими с выступами 43 гибкого колеса 40 и воспринимающими от них крутящий момент. поверхность 34 каждого отверстия 33 образована точками равноудалёнными от поверхности касательной к поверхности входящего в это отверстие выступа 43 в любом положении, занимаемом им при движении относительно этого отверстия 33, вызванном деформированием гибкого колеса 40 генератором волн 2, по направлению внутрь отверстия 33 на расстояние соответствующее заданному натягу (фиг.3 и 4).

плоская волновая передача 1 работает следующим образом: вращение от входного звена 10 через солнечное зубчатое колесо 11 передаётся на зубчатые колёса - сателлиты 50, которые катятся по солнечному зубчатому колесу 11 и по внутреннему зубчатому венцу 42 гибкого колеса 40. гибкое колесо 40 прижимается сателлитами 50 своим наружным венцом 41 к внутренним зубьям 21 жёсткого зубчатого колеса 20, волны на гибком колесе 40, образованные катящимися сателлитами 50, воздействуют на жёсткое колесо 21 и приводят его в движение относительно гибкого колеса 40. выступы 43 на торце гибкого колеса 40, двигаясь вместе с гибким колесом 40, воздействуют на поверхности 34 отверстий 33 второго выходного звена 30,

10

заменяющий лист (правило 26)

приводя его во вращение вместе с гибким колесом 40 относительно первого выходного звена 20.

плоская волновая передача 2 (фиг. 5, 6 и 7), в которой реализованы первые три изобретения, включает планетарный генератор волн 5 и содержит: входное звено 10 с солнечным зубчатым колесом 11; три сателлита 50 планетарного генератора волн 5; выходное звено 120 с жёстким зубчатым колесом 121; две части 30 и 30' выходного звена 130 с отверстиями 33 и 33'; гибкое колесо 140 с выступами 43 и 43' .

входное звено 10 идентично описанному входному звену 10 в волновой передаче 1, сателлиты 50 идентичны описанным сателлитам 50 в волновой передаче 1.

выходное звено 120 содержит жёсткое колесо 121 с внутренними зубьями, буртик 22 для центрирования с частью выходного звена 30 по внутренней поверхности выборки 31 и буртик 22' для центрирования с частью выходного звена 30 ^х по внутренней поверхности выборки 31 \ часть 25 для присоединения к элементам других устройств и соответствующая им по форме, например, она может быть выполнена в виде фланца, шкива или звёздочки.

гибкое зубчатое колесо 140 отличается от гибкого зубчатого колеса 40 волновой зубчатой передачи 1, описанного выше, тем, что содержит плоскость симметрии, проходящую перпендикулярно его оси и, сле- довательно, выступы 43" на втором торце, симметричные выступам 43 относительно этой плоскости.

выходное звено 130 содержит две симметричные относительно плоскости симметрии гибкого колеса 40, проходящую перпендикулярно его оси, части 30 и 30'. часть 30, идентичная второму выходному звену 30 волновой зубчатой передачи 1, описана выше (фиг. 3 и 4).

плоская волновая передача 3 (фиг. 8, 9 и 10), в которой реализованы первое, второе и четвёртое изобретения, включает планетарный генератор волн 5 и содержит: входное звено 10 с солнечным зубчатым колесом 11; три сателлита 50; выходное звено 220 с упором 60; выходное звено 230 с упором 60'; гибкое колесо 40 с выступами 43.

входное звено 10 идентично описанному входному звену 10 в волновой передаче 1. сателлиты 50 идентичны описанным сателлитам 50 в волновой передаче 1. выходное звено 220 отличается от выходного звена 20 волновой передачи 1 наличием торцевых шлицов 24, выполненных на внешней торцевой поверхности с возможностью зацепления с торцевыми шлицами 61' упора 60' при осевом перемещении звена 220 от звена 230, и наличием упора 60.

упор 60 содержит торцевые шлицы 61, выполненные с возможностью зацепления с торцевыми шлицами 36 выходного звена 230 при осевом перемещении звеньев 230 и 220 друг от друга и поверхности 62 для присоединения к выходному звену 220 со стороны выходного звена 230.

гибкое колесо 40 содержит наружные зубья 41, входящие в зацепление с внутренними зубьями 21 жёсткого колеса 20, внутренние зубья 42, входящие в зацепление с наружными зубьями 51 сателлитов 50, выступы 43, входящие в отверстие 33 выходного звена 30 и взаимодействующие с внутренней поверхностью

34 отверстий 33.

11

заменяющий лист (правило 26)

выходное звено 230 отличается от выходного звена 30 волновой передачи 1 наличием торцевых шлицов 36, выполненных на внешней торцевой поверхности с возможностью зацепления с торцевыми шлицами 61 упора 60 при осевом перемещении звеньев 230 и 220 друг от друга, и наличием упора 60 ^' .

упор 60' содержит торцевые шлицы 61 ', выполненные с возможностью зацепления с торцевыми шлицами 24 выходного звена 220 при осевом перемещении звеньев 230 и 220 друг от друга и поверхности 62' для присоединения к выходному звену 230 со стороны выходного звена 220.

возможен, также, вариант, в котором осуществлены все четыре изобретения. в этом варианте упоры

60 и 60' присоединены с двух сторон к выходному звену 120 в волновой передаче 2 для взаимодействия с наружными поверхностями частей 30 и 30' . в частном случае, взаимодействующие поверхности, аналогич- но описанной волновой передаче 3, снабжены шлицами, выполненными с возможностью зацепления при осевом перемещении частей 30 и 30' выходного звена 130 от выходного звена 120.

использование в промышленности. способы изготовления и применения.

особенностью заявляемого механизма волновой передачи является то, что он предельно компактен в осевом направлении, можно сказать, что он плоский. кроме этого, он очень простой и дешёвый, особенно, если его детали выполнены литьём под давлением из пластмассы из-за удобной для литья формы деталей.

механизм можно использовать для передачи вращательного движения как редуктор. например, если в волновой передаче 2 две части 30 и 30' второго выходного звена 130 закрепить, то есть сделать неподвижными, а первое выходное звено 120 выполнить в виде, например, шкива для приводного тросика, шкива ремённой передачи, звёздочки цепной передачи или шестерни зубчатой передачи, то в таком качестве ме- ханизм может быть применён для разных приводов с малой или умеренной нагрузкой, например, экранов или закрывающих элементов оконных или дверных проёмов, сворачиваемых в рулон, или для приводов детских игрушек, например, подъемных кранов или самосвалов.

в другом примере, если два выходных звена 20 двух волновых передач 1 присоединить концентрично с двух сторон к торцам барабана, а выходные звенья 30, при этом, закрепить, например, на стене; входные звенья 10 соединить валом, проходящим через отверстия 12, с возможностью передачи крутящего момента, то, при вращении этого вала, например, электродвигателем, входные звенья 10 будут вращаться и приведут во вращение выходные звенья 20 вместе с барабаном, на барабане могут быть закреплены в разных вариантах: шторы для окон; жалюзи или ставни для оконных или дверных проёмов, сворачиваемые в рулон; гибкий экран, например, домашнего кинотеатра. в этом примере, в частном случае, может быть применена волновая передача 3 с упорами 60', выполненными в виде колец и закреплёнными на выходных звеньях 230 со стороны барабана, взаимодействующими, в случае превышения внешней нагрузки на барабан выше некоторого заданного предела, своими шлицами 61' со шлицами 24 выходных звеньев 220, расположенными на большем диаметре, чем диаметр барабана,

механизм можно использовать в разных конструкциях для регулировки угла между какими-либо эле- ментами. например, его можно использовать для регулирования угла наклона спинки сиденья какого-либо

12 заменяющий лист (правило 26)

транспортного средства или кресла как элемента мебели. если одно выходное звено соединить с сиденьем, а второе со спинкой этого сиденья, то, при вращении входного звена, спинка будет поворачиваться относительно сиденья. таким же образом его можно использовать для регулирования угла наклона других элементов мебели, например, подставок под ноги или подголовников кресел, столешниц школьных парт или столи- ков для рисования.

механизм можно использовать в разных конструкциях не только для регулировки угла между какими- либо элементами, но и, более широко, для регулирования положения этих элементов в пространстве. для этого, его можно встроить в шарнир рычажной конструкции таким образом, что его выходные звенья будут соединены с рычагами этой конструкции или сами являться рычагами этой конструкции. в этом случае, вра- щение от входного звена передастся на оба выходных звена и приведёт рычаги в движение.

например, если его таким образом встроить в один из шарниров механизма, рычаги которого образуют параллелограмм, а другие три шарнира выполнить в виде обычных цилиндрических шарниров, то, при вращении входного звена, рычаги придут в движение, причём, рычаги, расположенные напротив, будет двигаться параллельно друг другу. в другом примере, если его таким же образом встроить в шарниры механизма, рычаги которого последовательно соединены этими шарнирами, то вращением входных звеньев встроенных механизмов можно добиться любого заданного расположения рычагов в пространстве.

в том случае, если регулируемые элементы имеют значительную протяжённость при недостаточной жёсткости, они могут быть связаны двумя или более шарнирами со встроенными механизмами, у которых входные звенья расположены на одной оси и связаны валом, как показано на фиг. 11, с возможностью передачи крутящего момента. в этом случае, при вращении вала, выходные звенья будут поворачиваться синхронно, приводя в движение регулируемые элементы.

в качестве примера применения плоской волновой передачи как регулировочного механизма, можно привести, представленную на фиг. 12, конструкцию школьной парты, в которой регулируется высота и на- клон столешницы. парта 300 содержит основание 310, на котором шарнирно установлена стойка, состоящая из двух шарнирно соединенных частей 320 и 330, на которой шарнирно установлена столешница 340. в каждый из трёх шарниров встроена волновая передача 2 таким образом, что основание соединено с выходным звеном 120, нижняя часть стойки соединена с выходным звеном 130 волновой передачи 2, встроенной в нижний шарнир. нижняя часть стойки соединена с выходным звеном 130 волновой зубчатой передачи 2, встроенной в средний шарнир, выходное звено 120 которой соединено с верхней частью стойки. верхняя часть стойки соединена с выходным звеном 120 волновой передачи 2, встроенной в верхний шарнир, выходное звено 130 которой соединено со столешницей. шарниры могут быть выполнены одинарными или, для уменьшения перекосов, спаренными, как показано на фиг. 11.

13

заменяющий лист (правило 26)