09.08.11.
2. РЕДУКТОР ЗАЙЦЕВА А.П. (внезапно скончавшегося в 1971 году)
Сначала повторяю текст предыдущей публикации под этим названием, затем буду давать подсказки к той головоломке "Угадай-ка, угадай-ка! - интересная игра".
"Эту картинку я быстренько нацарапал своими ручками тогда, когда персональных компьюторов не было ещё и в помине.
Сейчас я лягу спать, потому что уже поздно. Вдаваться во всякие объяснения мне, как всегда, лень.
Лучше я задам вам, милые дети и домохозяйки, пока лишь вот эти первые вопросы к этой картинке:
1. Как (с целью весьма значительного повышения нагрузочной способности такого зацепления через шарик) увеличить хотя бы раза в 4 диаметр шариков при тех же диаметрах других деталей этого редуктора и при том же его передаточном числе?
2. Как при этом существенно уменьшить потери на трение в этой передаче (типа SINx=SINnx)?
____
Следующий вопрос:
3. Как при этом ещё и увеличить передаточное число в несколько раз?
_____
И ещё:
4. Как выглядят эти механизмы, построенные в иных системах координат?
В каких именно, например? Ради каких достоинств?
___________________________________________________________
В который раз подчёркиваю:
сама постановка этих вопросов несравнимо важнее... даже всех вариантов их решения!
Это лишь сегодняшняя затравочка.
Публикую её сейчас пока так, поскольку в эти минуты не имею времени, а продолжу сегодня же вечером.
Вечер. Продолжаю.
Здесь имеется какое-то число шариков, зацеплением через которые передаётся крутящий момент от ведущего звена к ведомому звену этого механизма.
В идеале все толкатели (в данном случае шарики) одновременно передают крутящий момент.
А в действительности?
Лишь один шарик! (Если оси соосных деталей заданы жёстко).
Если же эти три детали имеют некоторую свободу самоцентрироваться через шарики, каждый из которых находится одновременно сразу в трёх направляющих, принадлежащих сответственно трём этим звеньям механизма, то крутящий момент передают уже минимум какие-то три из всех этих шариков.
На этой картинке имеется удобное число шариков для существенного увеличения крутящего момента путём увеличения нагрузочной способности такого механизма за счёт существенного увеличения размера шариков, - при тех же габаритах механизма.
Из девяти имеющихся здесь шариков оставим лишь три, - каждый третий. Конструкция остаётся кинематически работоспособной.
Тогда и число прорезей в сепараторе тоже уменьшим в три раза.
В пластине этого сепаратора появляется место для прорезей под шарики, большие по диаметру раза в четыре.
Соответственно и канавки на ведущем и ведомом звеньях должны быть под шарики такого большого размера. Это увеличивает на порядки нагрузочную способность пятен контакта шариков со звеньями механизма.
Поскольку шарики теперь очень крупные, появляется возможность изменить конструкцию каждого их всех четырёх звеньев этого механизма.
Пусть шарик будет выполнен со сквозным отверстием по его диаметру.
Сепаратор вместо прорезей под шарики пусть имеет спицы, на которых свободно сидят шарики своими гладкими отверстиями.
Шарики пусть будут составными из двух полушарий, между которыми пусть будет упорный подшипник, не обязательно игольчатый. Лучше подшипник роликовый, точнее, лишь сепаратор с роликами.
Было бы ещё лучше конические ролики, расроложенные своими осями в плоскости вращения подшипника такого упорного подшипника. Однако такие подшипники пока не типичны.
Можно и просто конические подшипники между полушариями. Тогда толкатели становятся уже вытянутыми по оси их вращения.
Другой вариант конструкции толкателя представляет собой шарик на спице со шляпками по его бокам. В качестве такого сборного толкателя может быть использована пара стандартных сферических опор. Между шайбами в такой стандартной сферической опоре имеется толстый антифрикционный слой специального покрытия.
Удельное давление в контактах нагрузки уменьшается во много раз. Это обеспечивает благоприятные условия для гидродинамического скольжения деталей по надёжному слою масла и образование там масляного клина.
Прочие достоинства такого развития конструкций этого механизма разберите сами, мои дорогие читатели.
___________________
Промеждупрочем и вообще.
При очень большом диаметре шариков лепестки рисунка на ведомом звене могут слишком подрезать друг друга. Но давайте не будем гоняться за слишком большими передаточными числами в каждой ступени передачи, столь компактной, особенно, в габарите по оси такого редуктора.
В данном примере пусть число лепестков будет не восемь, а только, напр., четыре, что обеспечит передаточное отношение равное четырём в каждой одной ступени такого редуктора.
Но добавим в пакет дисков всего лишь ещё один сепаратор с шариками и ещё один диск, например, с соответствующими, хотя бы такими же канавками на обоих его торцах. Таким образом, мы будем иметь уже двухступенчатый редуктор с общим его передаточным числом 4 х 4 = 16.
Можно, конечно же, сделать двухступенчатый редуктор с тем же, что и было передаточным числом: 8 (то есть 4 х 2) и с разного размера шариками в двух его ступенях.
Ведь и обычные редукторы с зубьями колёс эвольвентного профиля тоже нет смысла выполнять со слишком большим передаточным числом на каждой ступени, как и с одинаковым модулем зубьев во всех ступенях.
Здесь я ловлю специалистов Ракетно-космического агентства России, а затем его Сибирской Машиностроительной Компании в чрезмерной увлечённости экзотическими особенностями редуктора Зайцева.
Стоило ли придавать слишком много значения моделям с передаточным отношением в одной ступени до 60, чем они так гордятся в своих каталогах?
Ведь и в одной ступени обычных релукторов с цилиндрическими колесами эвольвентного профиля зубьев, в принципе, тоже возможно обеспечить передаточное отношение равное аж 60-ти. Но кто ж так делает!
Желание ублажить высочайшее начальство экзотикой и затем немыслимая бюрократия при секретных разработках космической и военной техники "чуточку" - судьбоносно! - затормозили свободу развития этой почти детской в понимании, но фундаментально значимой технической мысли.
Спустя - всего лишь! - сорок лет развития этой темы, начавшейся с патентных описаний в заявках на изобретения Зайцева А.П., составленных мною (тогда его патентным поверенным), теперь уже даже я - писатель для детей - стал у сильнейших специалистов данной им темы "редукторным Фантастом".
(См. это их упоминание моего имени в первой же строке научного отчета о проделанной ими многолетней работе и серию моих заметок, хотя бы со словами в названиях "В нефте-газовой промышленности", "Казалось бы", "SINnX" и мн. др.)
Вот я и делюсь такими своими "фантазиями" и секретами с детками среднего школьного возраста и домохозяйками.