Без сепаратора. Механизмы SINnX

29.03.15.

Механизмы SINnX без сепаратора. Очередное упрощение.

Оставляем только одну направляющую, вот такую, - неподвижную, - лишь к одному из шариков, катящемуся по ней.
 
Тогда ИДЕАЛЬНЫМ сепаратором является лишь сам математический принцип таких механизмов.
 
В них радиальные направления перемещения промежуточных элементов зацепления через них наших вращающихся колёс (например, зацепление через шарики, линзы, ролики, и всякие какие-либо сборные узлы такого назначения) находятся на равных углах друг от друга.

Направляющая качения по ней в данном примере для просто цельного шарика (покупного, массового производства подшипниковой индустрии) служит упором, исключающим обращение этих шариков вокруг оси всего этого механизма.

Направляющая канавка, выполненная в торце колес, здесь не показана хотя бы потому, что такие канавки могут быть по внешнему виду довольно многообразными.
К сожалению, я пока и не умею выполнять математические кривые, применяя для этого специальные компьютерные программы.

Линии направления канавки как на ведущем, так и и ведомом звене являются выбранными конструктором какими-либо  полярными синусоидами формулы
                SINnX = SIN(1/m)X
где m и n являются целыми числами, а передаточное отношение в таком редукторе (или мультипликаторе) равно отношению частот этих синусоид.

Показаны по одному из двух предельных положений узлов зацепления.

Фиолетовым цветом показан стальной (калёный) колпачок на подшипнике. Окружностью из квадратных точек этого цвета показан - в данном примере - цилиндрический выступ на торце колпачка со стороны ведомого звена передачи.

Этот цилиндр является роликом (толкателем), катящемся по стенке канавки прямоугольного профиля, выполненнй в торце ведомого колеса нашего механизма.
 
С целью снижения потерь на трение между торцами колпачка и колесом механизма на упомянутом выступе колпачка надето антифрикционное плоское кольцо из латунной жести (на рисунке оно не видно).
Диаметр его, понятно, равен диаметру колпачка.

Выступ колпачка на подшипнике, надетого со стороны ведущего звена, может иметь иную форму: например, в виде "усов".
 
Это нужно, если число m вышеуказанной формулы не равно единице, и тогда нужна такая "лыжа", чтобы она могла благополучно проскакивать самопересечение канавки на торце ведущего колеса в нашем редукторе.

При небольшой величине произведения заданных конструктором натуральных чисел mn наш механизм вполне работоспособен (то есть не заклинивает) в качестве распрекрасного мультипликатора.
 
Пример. Для применения показанного мною ранее не раз быстросъёмного вставного шпинделя к имеющемуся почти любому типичному металлорежущему станку: токарному, сверлильному, фрезерному.
 
Наш быстросъёмный такой мультипликатор к вставному шпинделю устанавливается на противоположном конце основного (так сказать, "родного") полого шпинделя станка.

На картинке показан пример только с тремя парами подшипников.
Это позволяет применить подшипники, сравнительно крупные относительно диаметра колес нашего редуктора.

С учетом немалой нагрузочной способности, например, удобных нам сферических роликоподшипников столь несложная конструкция нашего редуктора получается исключительно компактной и могучей.

---

Предположим, нам нужно передаточное отношение всего лишь хотя бы i = 40 (только в одной ступени!).
У нас i = mn = 10 x 4 = 40

Тогда. Три пары подшипников - это лишь треть от математически возможного их числа 9 при заданном n=10. То есть (10-1):3 = 3.

Надеюсь, при заданных на нашем рисунке пропорциях основных размеров в деталях нам удастся разместить на торце ведущего звена канавку достаточной ширины по замкнутой линии SIN(1/4)X.

Это значит, что "лыжа", предусмотренная на торце  нашего ведущего колпачка, скользя вдоль канавки, будет благополучно проходить самопересечения витков такой полярной синусоиды, где m=4.

Конструктору, реально строящему компоновку конструкции и задающему пропорции и все размеры деталей, здесь понадобится компьютерная графика для вычерчивания наших кривых линий с математически и численно заданными их основными параметрами и размерами.

Потери на трение здесь имеются лишь только в скольжении по слою смазки на лыжах и плоских торцах главных деталей.
Но эти потери малы вследствие исключительно низких там удельных давлений на плёнку смазки.

Поэтому к.п.д. такого редуктора  будет очень высок в сравнении с аналогичными устройствами.
 
Это качество - высокий кпд - наиболее судьбоносно для промышленных перспектив, то есть для всё более массового применения таких редукторов.

=======

Напомню свой ориентир для предположения о габаритах какого-либо трансформатора крутящего момента.

 Соответствие:

ОДИН (1)kgm при 
ОДНОМ (1)kw  и
ОДНОЙ (1)тыс. об/мин

Если имеется у нас, к примеру: 
 
3 kw - мощность электродвигателя,
3 тыс. об. в мин, 
1/30 m  - минимальное плечо рычага приложения силы в создании крутящего момента.

Хватит ли нам (допустим, в  размерах показанного здесь рисунка) нагрузочной способности какого-нибудь, предположим, просто сферического роликоподшипника, всего лишь широкой серии (двухрядного)?!

Этот редуктор внешне похож на муфту к электродвигателю, на месте которой и может быть установлен.

Однако, наилучший вариант применения таких редукторов не в кустарном, а в индустриальном исполнении. Это, как их назвали, "электроредукторы",- то есть столь компактный редуктор, что корпус его выполнен интегрально с корпусом электродвигателя или закреплён НА ЕГО ТОРЦЕ.
______________




Как я понял смысл этого нового для меня термина, в отличие от мотор-редуктора в так теперь называемом электроредукторе  корпус редуктора заметно компактнее корпуса электродвигателя. Поэтому редуктор крепится к электромотору, а не наоборот. То есть посадочные места крепления к раме привода промышленного оборудования имеются на корпусе двигателя, а не на корпусе редуктора.
 
Механизм наш должен быть размещён в своём герметичном отсеке, пристыкованном жёстко к выполненному специально под него плоскому торцу корпуса электромотора. 

С виду они как бы находятся в одном общем для них корпусе.
 
Хоть и не столь принципиально совершенные, как мои, но теперь таки принципиально аналогичные моим (т.е. уже типа SINnX) так называемые "электроредукторы", наконец-то, освоены российской промышленностью и уже массово производятся -(!),- например, в г. Томск.