ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА СИДОРА Российский патент 1996 года по МПК F16H1/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым передачам, в частности к зубчатым передачам с регулируемым зазором зацепления между зубьями.

Известна зубчатая передача, содержащая два зацепляющихся колеса, зубья одного из колес выполнены в виде тел вращения, очерченных в сечениях, проходящих через ось колеса и оси симметрии зубьев, по дугам окружностей или близким к ним кривым, а зубья второго колеса передачи выполнены сопряженными по отношению к зубьям первого колеса [1]
Известна зубчатая передача с переменным передаточным числом, содержащая колеса, зубья которых выполнены с цилиндрическими головками и радиусными межзубовыми впадинами, межосевое расстояние a выбирается из условия
a d₁ + r₂ d₂ + r₁, где d_1,2 2ρ/tg β_1,2 радиусы окружностей колес, проходящих через центры радиусов межзубовых впадин;
r_1,2 2ρ/sin β_1,2 радиусы окружностей, проходящих через центры головок зубьев колеса, где
ρ радиус цилиндров головок и впадин зубьев;
β_1,2 угловые полушаги зубчатых колес [2]
Известна зубчатая передача с замкнутыми линиями контакта, содержащая два колеса на параллельных осях, профили зубьев которых нарезаны круговой рейкой, зубья ведущего колеса в продольном направлении выполнены двояковыпуклыми, а зубья ведомого колеса двояковогнутыми [3]
В процессе работы известных передач осуществляется износ зубьев, который приводит к возникновению зазора между зубьями, а последний к интенсивному износу зубьев, что снижает долговечность и плавность работы зубчатых передач.

Следовательно, недостатками известных зубчатых передач являются недостаточная долговечность и неплавность работы.

В основу изобретения поставлена задача создание зубчатой передачи, которая бы регулировала (уменьшала) зазор зацепления между зубьями ведущего и ведомого колес, который возникает и увеличивается за счет износа зубьев, что повышает долговечность и плавность работы путем ручной или автоматической регулировки.

Поставленная задача достигается тем, что в известной зубчатой передаче, содержащей два колеса, состоящие каждое из ступицы и зубчатого венца, установленные на параллельных осях, зубья ведущего колеса в продольном направлении выполнены двояковыпуклыми, а зубья ведомого колеса двояковогнутыми, одно из колес или оба состоят из двух полуколес, имеющих полузубья, каждая пара которых образует один зуб, полуколеса снабжены дополнительными ступицами, которые установлены на общей основной ступице посредством шлицевого соединения с зазором между полузубьями и соединены между собой болтами с возможностью перемещения и фиксации относительно друг друга.

Зубья колес в продольном направлении выполнены сферическими или двоякошевронными, или коническими, конусы в ведущем колесе с двоякошевронным профилем с вершинами по середине направлены в разные стороны до середины каждой пары полузубьев, а в ведомом колесе с двоякошевронным профилем с впадинами по середине направлены также в разные стороны от середины на торцы колеса, а толщина полузубьев имеет переменный профиль.

Зубья колес в продольном направлении имеют комбинированный профиль, при этом профиль зубьев ведущего колеса выполнен сферическим, а ведомого шевронным или коническим.

Каждая пара полузубьев в ведущем и ведомом колесах установлена с возможностью автоматического перемещения и фиксации на колесах, полуколеса установлены с возможностью автоматического перемещения и фиксации пружинами, установленными на болтах, соединяющих полуколеса.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что в предлагаемой зубчатой передаче одно из колес или оба состоят из двух полуколес, имеющих полузубья, каждая пара которых образует один зуб, полуколеса снабжены дополнительными ступицами, которые установлены на общей основной ступице посредством шлицевого соединения с зазором между полузубьями и соединены между собой болтами с возможностью перемещения и фиксации относительно друг друга.

Зубья колес в продольном направлении выполнены сферическими, или двоякошевронными или коническими, конусы в ведущем колесе с двоякошевронным профилем с вершинами по середине направлены в разные стороны до середины каждой пары полузубьев, а в ведомом колесе с двоякошевронным профилем с впадинами по середине направлены также в разные стороны от середины на торцы колеса, а толщина полузубьев имеет переменный профиль.

Зубья колес в продольном направлении имеют комбинированный профиль, при этом профиль зубьев ведущего колеса выполнен сферическим, а ведомого двуякошевронным или коническим.

Каждая пара полузубьев в ведущем и ведомом колесах установлена с возможностью автоматического перемещения и фиксации на колесах, полуколеса установлены с возможностью автоматического перемещения и фиксации пружинами, установленными на болтах, соединяющих полуколеса.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом техническом решении и признать изобретение соответствующим критерию "существенные отличия".

На фиг. 1, 2 и 3 изображена зубчатая передача с регулируемым зазором зацепления между зубьями в одном колесе; на фиг.4 двояковыпуклый и двояковогнутый профили зубьев ведущего и ведомого колес; на фиг.5 двоякошевронный с вершинами по середине и двоякошевронный с впадинами по середине профили зубьев ведущего и ведомого колес; на фиг.6 конические профили зубьев ведущего и ведомого колес; на фиг.7 в изометрии полузубья двоякошевронного профиля ведущего и ведомого полуколес и конического профиля ведущего и ведомого колес.

Зубчатая передача с регулируемым зазором зацепления между зубьями содержит ведущее 1 и ведомое 2 колеса с зубьями 3 и 4, установленными на валах 5 и 6. Зубья 3 ведущего колеса 1 могут иметь сферический выпуклый 7, двояковыпуклый 8, двоякошевронный 9 с вершинами 10 по середине и конический 11 профили. Зубья 4 ведомого колеса 2 соответственно имеют сферический вогнутый 12, двояковогнутый 13, двоякошевронный 14 с впадинами 15 по середине и конический 16 профили.

Ведомое колесо 2 состоит из двух полуколеc 17 и 18, имеющих полузубья 19 и 20, образующие зубья 4, и по одной дополнительной ступице 21 и 22, установленных шлицами 23 на общей ступице 24 с зазором а относительно друг друга и соединенных между собой болтами 25 с возможностью перемещения по шлицам 23 на общей ступице 24 относительно друг друга, т.е. с изменением величины зазора а между полуколесами 17 и 18 полузубьями 19 и 20.

Для автоматического изменения величины зазора а между полузубьями 19 и 20 ведомого колеса 2 полуколеса 17 и 18 подпружинены пружинами 26 и 27 разной жесткости, размещенными на болтах 28.

Ведущее колесо 1 может быть выполнено в виде двух полуколес 29 и 30, имеющих полузубья 31 и 32, образующие зубья 3, и по одной дополнительной ступице 33 и 34, установленных шлицами 35 на общей ступице 36 с зазором b относительно друг друга и соединенных между собой болтами 37 с возможностью перемещения по шлицам 35 на общей ступице 36 относительно друг друга изменения величины зазора b между полуколесами 29 и 30 полузубьями 31 и 32.

Зубчатая передача может иметь два варианта с комбинированными профилями зубьев, где ведущее колесо 1 имеет сферический выпуклый профиль 7 зуба 3, а ведомое колесо 2 имеет двоякошевронный 14 профиль с впадинами 15 или конический профиль 16.

В ведущем колесе 1 полуколесе 32 образующая делительного цилиндра а₁а₁' параллельна его оси вращения 0₁ 0₁', т.е. делительные диаметры d_o1 и d_o1' с обоих его торцов полузубьев 3 равны. Диаметры впадин d_a1 и d_a1' полузубьев с обоих торцов равны между собой, а диаметры выступов d_B1 и d_B1' с обоих торцов разные, т.е. d_B1 > d_B1'. Ширина каждого полузуба t₁ с одного торца больше ширины t₁' с другого торца, т.е. t₁ > t₁'.

В ведомом колесе 2 полуколесе 18 образующая делительного цилиндра а₂ а₂' параллельна его оси вращения 0₂ 0₂', т.е. делительные диаметры d_o2 d_o2' с обоих его торцов полузубьев 20 равны. Диаметры впадин d_a2 и d_a2' полузубьев 20 с обоих торцов равны между собой, а диаметры выступов d_B2 и d_B2' с обоих торцов разные, т. е. d_B2 < <d_B2' и ширина каждого полузуба 20 t₂ с одного торца меньше ширины t₂' с другого торца, т.е. t₂ < t₂'.

Для коррегированных ведущих 1 и ведомых 2 колес полуколес 30 и 18 диаметры выступов равны, т.е. d_B1 d_B1' и d_B2 d_B2', а ширина каждого полузуба 32 с одного торца t₁ больше ширины t₁' с другого торца и ширина каждого полузуба 20 с одного торца t₂ меньше ширины с другого торца t₂'.

Таким образом основным признаком изобретения для регулировки зазора зацепления между зубьями ведущего колеса 1 и ведомого колеса 2 является переменная толщина полузубьев 32 и 20, т.е. t₁ > t₁' и t₂ < t₂'.

Работа зубчатой передачи заключается в следующем.

Вращая болт 25 ведомого колеса 2, перемещают полуколеса 17 и 18 полузубья 19 и 20 ступицами 21 и 22 по шлицам 23 на общей ступице 24, уменьшают величину зазора а между полузубьями 19 и 20, т.е. приближают сферический вогнутый профиль 12 (двояковогнутый профиль 13 или двоякошевронный профиль 14 с впадинами 15 по середине или конический 16) полузубьев 19 и 20 зубьев 4 ведомого колеса 2 к соответствующему сферическому выпуклому профилю 7 (двояковыпуклому 8, двоякошевронному 9 профилям с вершинами 10 по середине или коническому профилю 11) зубьев 3 полузубьев 29 и 30 ведущего колеса 1, что выбирает зазор зацепления между зубьями 3 ведущего колеса 1 и зубьями 4 ведомого колеса 2.

В зубчатой передаче, где полуколеса 17 и 18 подпружинены пружинами разной жесткости 26 и 27, пружины 26 перемещают автоматически полуколеса 17 и 18 полузубья 19 и 20 ступицами 21 и 22 по шлицам 23, на общей ступице 24 уменьшают автоматически величину зазора а между полузубьями 19 и 20, что автоматически выбирает зазор зацепления между зубьями 3 ведущего колеса 1 и зубьями 4 ведомого колеса 2.

Аналогично вращая болт 37 ведущего колеса 1, перемещают полуколеса 29 и 30 полузубья 31 и 32 ступицами 33 и 34 по шлицам 35 на общей ступице 36, увеличивают величину зазора b между полузубьями 31 и 32, т.е. приближают соответственно сферический выпуклый профиль 7 (двояковыпуклый профиль 8 или двоякошевронный профиль 9 с вершинами 10 по середине или конический профиль 11) зубьев 3 ведущего колеса 1 к соответственному сферическому вогнутому 12 (двояковогнутому профилю 13 или двоякошевронному профилю 14 с впадинами 15 по середине или коническому профилю 16) зубьев 4 ведомого колеса 2, что выбирает зазор зацепления между зубьями 3 ведущего колеса 1 и зубьями 4 ведомого колеса 2.

Выполнение одного из колес или обоих колес в виде двух полуколес, имеющих по одной дополнительной ступице, установленных на общей ступице при помощи шлицов с зазором относительно друг друга, и соединение их между собой болтами с возможностью перемещения относительно друг друга изменения величины зазора, а также выполнение профилей зубьев ведущего колеса сферически выпуклым (двояковыпуклым, или двоякошевронным, или коническим) и выполнение профилей зубьев ведомого колеса сферически вогнутым (двояковогнутым, или двоякошевронным, или коническим) позволяет регулировать зазор зацепления между зубьями ведущего и ведомого колес, что повышает долговечность и плавность работы зубчатой передачи.

Установка пружин на болтах позволяет автоматически выбирать зазор между зубьями ведущего и ведомого колес.

Выполнение одного колеса с сферическим профилем зубьев и выполнение другого колеса с двоякошевронным или коническим профилями зубьев позволяет получить две комбинированные передачи с разными профилями зубьев в ведущем и ведомом колесах.

Выполнение отдельно полузубьев с направляющими, установка полузубьев по два на двух отдельных или одной общей направляющей полуколес или колеса с возможностью перемещения относительно друг друга, соединение каждой пары полузубьев болтами позволяет регулировать отдельно зазор зацепления между отдельными парами зубьев ведущего и ведомого колес.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым передачам с регулируемым зазором зацепления между зубьями. В основу изобретения поставлена задача создания зубчатой передачи, которая бы регулировала (уменьшала) зазор зацепления между зубьями ведущего и ведомого колес, который возникает и увеличивается за счет износа зубьев, что повышает долговечность и плавность работы путем ручной или автоматической регулировки зазора зацепления. Зубчатая передача с регулируемым зазором зацепления между зубьями содержит ведущее и ведомое колеса с зубьями, установленные на валах. Зубья ведущего колеса могут иметь сферический выпуклый, двояковыпуклый, двоякошевронный с вершинами посередине и конический профили. Зубья ведомого колеса соответственно имеют сферический вогнутый, двояковогнутый, двоякошевронный с впадинами посередине и конческий профили. Ведомое колесо состоит из двух полуколес, имеющих полузубья, образущие зубья, и по одной дополнительной ступице, установленных шлицами на общей ступице с зазором относительно друг друга и соединенных между собой болтами с возможностью перемещения по шлицам на общей ступице относительно друг друга, т. е. с изменением величины зазора между полуколесами. Для автоматического изменения величины зазора между полузубьями ведомого колеса, полуколеса подпружинены пружинами разной жесткости, размещенными на болтах. Ведущее колесо может быть выполнено тоже в виде двух полуколес, имеющих полузубья, образующие зубья, и по одной дополнительной ступице, установленных шлицами на общей ступице с зазором относительно друг друга и соединенных между собой болтами с возможностью перемещения по шлицам на общей ступице относительно друг друга - изменения величины зазора между полуколесами. Зубчатая передача может иметь два варианта с комбинированными профилями зубьев, где ведущее колесо имеет сферический выпуклый профиль зуба, а ведомое колесо имеет двоякошевронный профиль с впадинами или конический профиль. Основным признаком предлагаемого технического решения для регулировки зазора зацепления между зубьями ведущего и ведомого колес является переменная толщина полузубьев, т. е. толщина с одного торца полузубьев иная, чем с другого торца, т. е. меняется по конической зависимости или по зависимости двух дуг одинаковых радиусов. 1 с. и 3 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. Зубчатая передача, содержащая два колеса, состоящее каждое из ступицы и зубчатого венца, установленные на параллельных осях, зубья ведущего колеса в продольном направлении выполнены двояковыпуклыми, а зубья ведомого колеса выполнены двояковогнутыми, отличающаяся тем, что одно из колес или оба состоят из двух полуколес, имеющих полузубья, каждая пара которых образует один зуб, полуколеса снабжены дополнительными ступицами, которые установлены на общей основной ступице посредством шлицевого соединения с зазором между полузубьями и соединены между собой болтами с возможностью перемещения и фиксации относительно одна другой. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что зубья колес в продольном направлении выполнены сферическими, или двоякошевронными, или коническими, конусы в ведущем колесе с двоякошевронным профилем с вершинами посередине направлены в разные стороны до середины каждой пары полузубьев, а в ведомом колесе с двоякошевронным профилем с впадинами посередине направлены также в разные стороны от середины на торцы колеса и толщина полузубьев имеет переменный профиль. 3. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что зубья колес в продольном направлении имеют комбинированный профиль, при этом профиль зубьев ведущего колеса выполнен сферическим, а ведомого шевронным или коническим. 4. Передача по пп 1 и 2, отличающаяся тем, что каждая пара полузубьев в ведущем или ведомом колесах установлена с возможностью автоматического перемещения и фиксации на колесах, полуколеса установлены с возможностью автоматического перемещения и фиксации пружинами, установленными на болтах, соединяющих полуколеса.