ЭЦ-зацепление, новый вид зубчатого зацепления — фундаментальная ресурсо и энергосберегающая разработка в области машиностроения

Разработан новый вид зацепления, названный эксцентриково- циклоидальным (ЭЦ), на основе которого возможно изготовление практически любого типа редуктора (цилиндрические, планетарные и конические ЭЦ-редукторы, а также реечные ЭЦ-передачи для механизмов с прямолинейным перемещением)

Новый вид зацепления защищен 7-ю патентами РФ

Поданы международные заявки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эксцентриково-циклоидальное(слева) и эвольвентное (справа) зубчатые колеса

 

 

Эксцентриково-циклоидальные редукторы

На томском предприятии ЗАО «Технология маркет» разработано и запатентовано эксцентриково-циклоидальное (ЭЦ) зацепление, на основе которого проектируются и изготавливаются цилиндрические, планетарные и конические ЭЦ-редукторы, а также реечные ЭЦ-передачи для механизмов с прямолинейным перемещением.

Предложено зацепление колес, меньшее из которых имеет один зуб в форме винтового эксцентрика. Профиль зуба в торцовом сечении представляет собой окружность, эксцентрично смещенную относительно оси колеса. Профиль зуба большего колеса в торцовом сечении представляет собой циклоидальную кривую.

Такие редукторы при равных нагрузочных характеристиках с эвольвентными передачами обладают следующими основными преимуществами:

до 7 раз меньшими массой и габаритами (Относительная масса 0,005-0,01 кг/Н·м.Сравни: эвольвентное 0,04-0,07 , зацепление с промежуточными телами качения 0,01-0,02);

увеличенным передаточным отношением U до 40 в одной ступени (в эвольвентном зацеплении U≤ 8);

повышенным КПД (0,93-0,97), особенно при больших передаточных отношениях.

Данные преимущества объясняются тем, что в ЭЦ-зацеплении зуб колеса работает на смятие, а в эвольвентном – на изгиб. У эвольвентного зацепления твердость зубчатых колёс значительно ниже из–за увеличения хрупкости ножки зуба, а в предлагаемом зацеплении можно увеличить твёрдость контактируемых деталей до самых высоких значений. И, что очень важно, в новом зацеплении из-за увеличенного пятна контакта уменьшаются удельные давления и, как следствие, увеличиваются нагрузочные характеристики.

 

Основными преимуществами ЭЦ- редукторов являются:

1.Низкая металлоёмкость. Обеспечивается высокая норма ресурсосбережения. Масса новых редукторов уменьшается в 5-7 раз (при одинаковых с выпускаемыми редукторами кинематических и силовых характеристиках).

2.Компактность. Пропорционально снижению металлоёмкости уменьшаются и габариты редукторов.

3.Высокая удельная мощность. При одинаковых с выпускаемыми редукторами габаритах и массе у ЭЦ-редукторов до 5 раз увеличиваются силовые характеристики.

4.Высокая надёжность. Не требуются (или минимизируются) затраты на ремонт, ЭЦ редукторы устойчивы к перегрузкам (допускаются 5-ти кратные кратковременные перегрузки).

5.Универсальность конструкции. ЭЦ-редукторы заменяют любые цилиндрические, конические, червячные и реечные зубчатые передачи, обеспечивая высокий КПД эвольвентного зацепления и большое передаточное отношение червячного.

6.Технологичность конструкции. До 4-х раз снижаются затраты в производстве и повышается производительность труда. Не требуются специальные зубообрабатывающие станки и инструмент. Применяются универсальные обрабатывающие центры и универсальные инструменты.

 

Передаточные механизмы с ЭЦ-зацеплением найдут применение во всех отраслях машиностроения, где необходимы редукторы с высокими нагрузочными характеристиками, например, тяговый редуктор локомотива, редуктор станка-качалки нефтепромыслового оборудования, планетарная коробка передач большегрузных карьерных самосвалов, бортовой редуктор колёсных и гусеничных транспортных средств, в горно-шахтном оборудовании, в судостроении, грузоподъемной технике. Особо актуальным является использование новых редукторов в тепло-электрогенерирующих станциях. В отдельное направление могут быть сформированы разработки по созданию мультипликаторов для ветроэнергоустановок (ВЭУ) и малой гидроэнергетики.

Низкая металлоёмкость, новые качественные характеристики и гибкое автоматизированное производство делают эту технологию недостижимой для конкурентов. Её развитие и распространение приведёт к вытеснению существующих передаточных устройств, снижая потребление десятков тысяч тонн металлов, экономя энергетические и водные ресурсы, уменьшая загрязнение окружающей среды.

Указанные преимущества обеспечивают высокую (более 30%) рентабельность производства и гарантируют минимальный срок окупаемости инвестиций (менее 3-х лет). Машиностроительные предприятия, имеющие обрабатывающие центры, могут в течение одного месяца освоить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Осевой тяговый редуктор железнодорожного локомотива МПТ6

 

 

Масса зубчатой пары: 150 кг. 
Номинальный момент: 10 000 Нм 
Максимальный момент: 15 000 Нм 
Передаточное отношение: 6 
Наружный диаметр колеса: 545 мм.

производство новых редукторов. На нескольких томских предприятиях уже освоено произв