СПОСОБ СБОРКИ ПРЯМОЗУБОЙ КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 1994 года по МПК F16H1/14 

Изобретение относится к машиностроению. Известен способ сборки конических передач, заключающийся в том, что колесам дают преднамеренные осевые смещения, которые назначают в зависимости от ожидаемой деформации опор зубчатых колес, а возникновение при осевых смещениях конических колес разности основных шагов зубьев шестерни и колеса предотвращают смещением второго колеса с соблюдением условия
Δх₁ cos ϕ₁ = Δx₂ cos ϕ₂, где Δх₁; Δх₂ - осевые смещения соответственно шестерни и колеса; ϕ₁; ϕ₂- углы делительных конусов соответственно шестерни и колеса.

При этом условии в каждом нормальном к зубьям сечении мы имеем зацепление пары зубьев с равными модулями и основными штангами.

m₁ = m₂; Pb₁ = Pb₂.

В передаче, работающей под нагрузкой, вследствие деформации собственно зубьев шестерни и колеса возникает разность основных шагов ΔPb = Pb₂ - Pb₁. Попытка устранить ее за счет осевого смещения шестерни или колеса приводит к перекосу зубьев и, следовательно, к концентрации нагрузки в зацеплении. Поэтому возникающую от упругих деформаций разность основных шагов зубьев шестерни и колеса преднамеренно компенсируют при нарезании зубьев соответствующей корректировкой цепи обката зуборезного станка [1] .

Недостатком этого способа является то, что технология нарезания колес существенно усложняется. Кроме того, каждая пара колес, работающая при различной нагрузке, требует индивидуальной корректировки цепи обката зуборезного станка, что еще более усложняет технологию изготовления колес.

Известен способ сборки конической передачи, заключающийся в том, что осевыми смещениями колес добиваются их точного осевого положения. Затем компенсируют радиальную погрешность положения осей колес, отклонение межосевого угла и погрешность взаимного положения колес от упругих деформаций опор радиальными смещениями колес, осуществляемыми, например, с помощью косых шайб. Тем самым обеспечивается номинальное положение колес под нагрузкой, т. е. совпадение вершин начальных конусов и расчетный межосевой угол.

Однако при работе такой передачи зубья колес будут входить в зацепление с ударом вне линии зацепления, что обусловлено разностью основных шагов зубьев шестерни и колеса, связанной с неизбежными деформациями зубьев под нагрузкой.

Целью изобретения снижение шума и вибрации передачи. Поставленная цель достигается тем, что при сборке дополнительно смещают шестерню (или колесо) в осевом направлении на величину
Δx_i= i= 1; 2 и дополнительно смещают шестерню (или колесо) в радиальном направлении на величину
f_ar = Δx_i tg α_o sin ϕ_i, где Zi(1; 2) - числа зубьев шестерни и колеса; α_о - угол профиля зуба; δ_pb - разность основных шагов зубьев шестерни и колеса, вызванная упругими деформациями зубьев.

При этом осевое смещение обеспечивает требуемую для безударного зацепления разность основных шагов шестерни и колеса, а радиальное - необходимо для восстановления номинального прилегания зубьев и, следовательно исключения концентрации нагрузки в зацеплении.

На фиг. 1 представлена коническая зубчатая передача в сборе; на фиг. 2 - схема осевого смещения шестерни.

Способ сборки конической зубчатой передачи заключается в том, что шестерне или колесу сообщают дополнительные осевые смещения, вызывающие требуемую разность основных шагов шестерни и колеса и компенсируют влияние этих смещений на контакт зубьев дополнительными радиальными смещениями одного из колес.

Конические зубчатые колеса 1 и 2 (см. фиг. 1) смонтированы в корпусах 3 и 4, между которыми установлено регулировочное устройство, выполненное, например, из двух поворотных косых шайб 5 и 6. Осевые положения колес при предварительной сборке обеспечиваются и фиксируются любым известным способом.

Способ реализуется следующим образом. Предварительно обеспечивают совпадение под нагрузкой вершин делительных конусов и расчетный боковой зазор в зацеплении осевым и радиальным смещением колес согласно [2] .

Затем, используя известные зависимости, оценивают деформации зубьев в зацеплении под нагрузкой. Эта величина должна соответствовать разности основных шагов зубьев ведущего и ведомого колес (0,03-0,05 мм). Дополнительным осевым смещением шестерни (колеса) на величину Δх₁(2) обеспечивают требуемую разность основных шагов.

Осевое смещение одного из колес на разность основных шагов зубьев шестерни и колеса влияет следующим образом. На фиг. 2 показано нормальное положение делительных конусов пары конических колес (тонкими линиями) и их положение после осевого смещения шестерни Z₁ на величину Δх₁.

Тогда в сечении 1-1 R₂-R₁, а
R₁' = R₁ - Δx₁ cos ϕ₁; R1 = m₁Z₁/2sin ϕ₁. Модуль m₁' в сечении на расстоянии R₁' от вершины делительного конуса m = = m1- Основной шаг зубьев в сечении 1-1 без смещения и после осевого смещения соответственно Pb₁ = πm₁cosα_o; Pb'₁ = πm'₁cosα_o, а разность основных шагов шестерни и колеса Pb₁-Pb= ΔPb =
Чтобы восстановить номинальное прилегание зубьев, нарушенное указанными осевыми смещениями предлагается скомпенсировать их соответствующими расчетными дополнительными радиальными смещениями, которые не вызывают погрешностей основных шагов в зацеплении.

Величины требуемых радиальных смещений определим по зависимости, устанавливающей связь между погрешностями взаимного положения зацепляющихся конических зубатых колес и прилеганием зубьев
(E_s1+E_s2)cosα_o- f_arsinα_o- E_s1+Ecosα_o+f_arcos = 0
В передаче с зубчатыми колесами, нарезанными без всяких преднамеренных корректировок E_s1 = E_s2 = 0 и
f_arv sin α_o = -f_ar cos α_o, где f_arv - изменения условного межосевого расстояния, связанное с осевыми смещениями колес.

Для рассматриваемого случая (см. фиг. 2) f_arv = Δx₁ sin ϕ₁, поэтому величина компенсирующего радиального смещения будет
f_ar= -f_arv = -Δx₁tgα_osinϕ₁ а для случая осевого смещения колеса
f_ar = - Δx₂ tg α_o sin ϕ₂.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: предварительно обеспечивают осевым смещением совмещение вершин и конусов сопрягаемых зубчатых колес. Фиксируют колеса в осевом направлении. Обеспечивают расчетный боковой зазор в зацеплении радиальным смещением. Дополнительно смещают одно из колес в осевом и радиальном направлении на расчетную величину, обеспечивающую снижение шума и вибрации. 2 ил.

СПОСОБ СБОРКИ ПРЯМОЗУБОЙ КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ, заключающийся в том, что предварительно обеспечивают осевым смещением совмещение вершин конусов, сопряженных зубчатых колес, фиксируют колеса в осевом направлении, обеспечивают расчетный боковой зазор в зацеплении радиальным смещением колес, отличающийся тем, что, с целью снижения шума и вибраций передачи, одно из колес дополнительно смещают в осевом направлении на величину
ΔX_i = , i= 1,2
и радиальном направлении на величину
far_i = ΔX_i tgα₀˙sinϕ_i , i = 1,2 ,
где Z_i - число зубьев колес;
α₀ - угол профиля зуба;
ϕ_i - угол делительного конуса колес;
δ_Pв - разность основных шагов зубьев колес, вызванная упругими деформациями зубьев.