Механизм SINnX. Упрощения. Упругие шарики

27.08.12.

Шарик, скользящий по спице сепаратора и по сфере в шайбе, сидящей на этом шарике, выполняем, к примеру, из тефлона. Этот материал имеет привлекательно малый коэффициент трения и достаточную здесь прочность.

Достаточно большая поверхность контакта шарика и со стальной спицей, и со стальной шайбой позволяет использовать тефлон в качестве такой детали, - несущей достаточно большую силовую нагрузку.

Тефлон удобен технологически для серийного производства таких шариков.

Все несколько спиц сепаратора (на этой картинке их только три) представляют собой одну цельную деталь. Такая её форма позволяет шарикам ближе приближаться к оси механизма и, таким образом, иметь несколько большую амплитуду перемещения шариков вдоль спиц сепаратора, - чем при том же габарите конструкции, что и со вставными спицами сепаратора. 

На спицы надето пружинящее кольцо, выполненное из стальной ленты. Для того, чтобы надеть это кольцо всеми его радиальными отверстиями на концы всех этих спиц сепаратора, его упруго выгибают в кулачках токарного патрона.

В показанном примере передачи SINnX его число n = 2, а передаточное число i = 3, если ведомым звеном является сепаратор, а неподвижным звеном - деталь с эллипсоидной канавкой под шарик не её торце. В таком примере крутящий момент передают реально все шарики, к тому же столь крупные.

Этот пример, - с эллипсом, - я показал только потому, что иные полярные синусоиды, чем эллипс и зксцентрично расположенная окружность, я не умею вычертить. Для выполнения полярных синусоид с иным числом (частотой) n требуется применение специальных программ вычерчивания математических кривых. Я сам этого делать не умею.
______________

Если не тефлоновый, то пусть этот шарик будет бронзовым.
______________

Кстати, именно этот вариант механизма SINnX может работать не только в качестве редуктора, но и в обратном направлении, - в качестве мультипликатора.

В таком варианте  не шайба, а этот сепаратор шариков - здесь звено ведущее, которое вращается валом электродвигателя с частотой, например, около 3000 об. в мин.
 
А то звено, что имеет форму шайбы с эксцентрично расположенной канавкой, выполненной на торце по эксцентричной окружности, пусть будет неподвижно закреплено на внутренней стороне торцевой стенки корпуса этого довольно компактного устройства.
 
Тогда шайба с эллиптической канавкой будет вращаться в три раза быстрее вала электромотора.

Такой мультипликатор понадобится для высокооборотных вставных (быстросьёмных) шпинделей к металлорежущим станкам.


============================ 
При некоторых условиях резина на смазке водой имеет коэффициент трения 0,001 (одна тысячная!).
Как бы испытать здесь жёсткую резину на смазке её водой!
 
Сфера в шайбе, скользящей по шарику, должна по своим краям плавно (чуть-чуть) переходить в узкий раструб, чтобы не возникала на нём заметная линия среза такого мягкого материала этой твёрдой шайбой на нём.
----------------------------------------
 
Дальнейшее упрощение.
Наложим крестом перпендикулярно друг к другу два стержня, подрезав их в половину их профиля только там, где они пересекаются. Скреплять их нет необходимости. Получается сепаратор состоящий из 4-х спиц скольжения по ним вот этих шариков.

Тогда и нет необходимости иметь охватывающий их обод, аналогичный показанному здесь.


Даю чуть упрощённо и чуть более обобщаюшее само математическое название механизмам такого принципа действия:

                SINnX = SINmX

где n есть целое натуральное число, а число m есть число дробное (если не единица).

Передаточное отношение у такого редуктора (как в каждой, так и, например, - почти всегда - в единственной его ступени)
равно ОТНОШЕНИЮ ЧАСТОТ в паре пересекающих друг друга его полярных синусоид.
 
Если зададим число n в два-три, а то и в четыре раза больше(!)... числа спиц в сепараторе, да ещё и число m будет меньше единицы в несколько раз, то соответственно выиграем пропорционально в передаточном отношении такого редуктора.