Механизмы SINnX. 2. Что значит упростить ещё и ещё

09.09.12.

Передача концепции SINnX в сегодняшнем примере, показанном на этой картинке, имеет формулу
 
  SINnX = SIN(1/m)X, конкретнее, SIN 13X = SIN(1/3)X.

Передаточное число этого механизма

   mn = 3 x 13 = 39.
 
Это значит, что канавка, выполненная по линии полярной синусоиды на торце ведущего звена, гладко замыкается с каждыми тремя оборотами его вала.

Число зацеплений через шарики должно быть на единицу больше или меньше числа n.

Выбираю число шариков равное 12, но задействую только треть из них, - 4 шарика.

Число n=13 означает, что за полный цикл работы этого механизма, то есть за время прохождения каждым шариком по всем трём виткам канавки ведушего звена, этот шарик пройдёт по всем 13-ти волнам на торце канавки звена ведомого (Это при неподвижном сепараторе).

Канавка ведомого звена замыкается тоже через m=3 своих витков вокруг оси механизма. Следовательно на каждый виток её полярной синусоиды приходится 4 и 1/3 периода этой синусоиды.

Каждый шарик, скользящий по спицам сепаратора, всегда находится в точке пересечения трёх линий: 1 - радиальное направление его спицы, 2 - линия пологой синусоиды на ведущем звене, и 3 - линия синусоиды на ведомом звене.

Обе синусоиды ещё и пересекают каждая самоё себя.

В то мгновение, когда шарик находится в точке пересечения самоё себя ведущей синусоиды, она не проталкивает шарик ни по спице, ни по синусоиде ведомой.

Однако пересечение в этой точке двух других линий из всех трёх направляющих шарика выводит его из этой пассивной точки, - вследствие зацепления каждого из остальных шариков со всеми тремя упомянутыми направляющими.

Один раз за mn оборотов шарик окажется в точке, где и ведущая и ведомая синусоида пересекает каждая ещё и самоё себя.

Поэтому на шляпке каждого шарика со стороны пологой синусоиды предусмотрены "усы" (иначе сказать, "лыжа" или "переводная стрелка", функционально аналогичная железнодорожной стрелке на стальных путях для вагонов).

Она нужна для надёжности обеспечения правильного направления в продолжении движения шарика, проходящего такую точку.

Если шарики довольно крупные, - сколько возможно, что желательно, - то канавки синусоид все больше подрезают свои стенки. Доколе это можно терпеть?!

Стенки ведомой канавки, находящиеся внутри её витков срезать не жалко, - от них нет проку. Нас устроят и лишь дуги внешних стенок крутой синусоиды. По геометрическим параметрам, заданным этой картинкой, такая дуга, - приблизительно в четверть оборота ведомого звена, пожалуй, распрекрасно разместится в оставшемся для неё месте.

Обе синусоиды, - и пологая, и крутая, - замкнутые каждая в три витка, пересекают сами себя, - похожим образом на то, как пересекаются три синусоиды на графике напряжений трёхфазного тока.

Участки, - для нас плёвые, - крутой синусоиды, расположенные между точками её самопересечения со стороны оси механизма, для нас фактически бесполезные, решительно подрежим профилем канавки для шляпки шарика, - по возможности как можно крупного.

Внешние участки крутой синусоиды, расположенные между точками её самопересечения,
не очень привлекательны нам для передачи крутящего момента, - там углы зацепления с шариком мало благоприятны, слишком пологи.

Но и эти участки, возможно полезны, как страхующие, - для обеспечения правильного вывода очередного шарика из упомянутой выше пассивной точки, находящейся в самопересечении сразу нескольких линий: двух витков одной канавки, двух витков другой канавки и оси той спицы, по которой скользит этот надетый на неё шарик.   
 
Передача крутящего момента реально осуществляется хотя бы одним из четырёх имеющихся на этой картинке шариков, - в районе среднего участка спицы.

Нагрузочная способность шарика, например, вот такого размера - огромна.
 
Потери на трение скольжения в редукторе такой конструкции - малы.

При таких передаточных числах (равных произведению mn) в редукторе достаточно иметь меньше степеней (например, всего одну), чем в редукторах с зубчатыми колёсами зацепления эвольвентного.
______________

Такой редуктор, одно-, двух- или трёх-ступенчатый, уместится по своему осевому габариту даже на месте муфты, соединяющей соосные валы, сходящиеся торцами своих концов.
______________

При фланцевом креплении такого редуктора к корпусу какой-либо промышленной установки (а ещё, конечно же, и при фланцевом креплении электродвигателя к нему) для этого мотор-редуктора, то есть этого редуктора с закреплённым на нём электродвигателем, однако теперь уместнее сказать, при фланцевом креплении электро-редуктора,- то есть электродвигателя с таким, - теперь на нём, - столь компактным редуктором) для них уже не нужно предусмотреть место на раме размещения привода.
Да и самой таковой рамы теперь, в таком варианте компоновки привода - тоже не нужно.

Всего лишь одноступенчатый механизм такого сверх-компактного редуктора, помещённый уже в своё, герметичное отделение теперь внутри (!) самого корпуса электродвигателя, - на внутреннем торце его фланца,- такой механизм там занимает так почти незаметно мало места.

Перспективы масштабов производства таких (а не тех, что уже(!) массово производят хотя бы для нефтегазовой промышленности), новым термином называемых, появившихся недавно агрегатов аналогичных возможностей,- электроредукторов (концепции SINnX), - безграничны.


Cм. ещё хотя бы серию "Казалось бы" моих столь же неправдоподобных публикаций.


 Вскоре, почти сразу стадо понятно, что около оси этого механизма могут оказаться НЕНУЖНЫМИ  не только стопорные кольца (или шайбы), но и деталь, связующая концы спиц.

Ведь в качестве сепаратора достаточно двух пересекающихся стержней с подрезами на половину их сечения в месте их наложения друг на друга.
 
Скреплять их нет необходимости.

Тогда не нужны и стопорные кольца на концах этих спиц, а собрать такой узел можно будет в токарном патроне просто за счёт обеспечения достаточной упругости этого удерживающего их большого кольца.

Следовательно, амплитуда скольжения (по маслу) шариков на этих спицах увеличится, что здесь для меня, как конструктора, очень важно.