ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 2004 года по МПК F16H55/08 F16H55/22 F16H1/18 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в пространственных зацеплениях между ортогональными перекрещивающимися осями для передачи вращения и крутящего момента.

Анализ уровня техники в данной области показал, что известна зубчатая передача, наиболее близкая по решаемой технической задаче и являющееся прототипом предложенного технического решения, содержащая ведомое колесо с плоскими рабочими поверхностями, впадины между зубьями которого выполнены радиальными, равноширокими и равноглубокими, и ведущее колесо с равновысоким зубом (патент РФ № 2193707, МПК F 16 Н 55/00, 55/08).

Зубья ведущего и ведомого колеса могут быть нарезаны методом копирования на программном станке с ЧПУ либо на универсальном фрезерном станке с применением делительной головки и достаточно простого инструмента. Этим инструментом для нарезания ведомого колеса является обычная двухугловая фреза. Возможно нарезание впадин ведомого колеса одновитковой червячной фрезой, а зубьев ведущего колеса - стандартной червячной фрезой на зубофрезерном станке.

Недостатком известной зубчатой передачи является невозможность обеспечения больших передаточных отношений вследствие возрастания габаритов.

Задачей предлагаемого изобретения является создание пространственной зубчатой передачи между одновитковым геликоидом и плоским колесом с улучшением эксплуатационных характеристик за счет рационального выбора параметров впадин плоского колеса и поперечных размеров витка геликоида, упрощение процесса изготовления передачи за счет отказа от применения специальных зубообрабатывающих станков.

Указанный технический результат достигается тем, что зуб ведущего колеса равновысокий и выполнен в виде одновиткового геликоида с поперечным равнобоким трапецеидальным профилем в нормальном сечении витка, при этом зуб ведущего колеса сопрягается с зубом ведомого колеса и имеет шаг винта, равный шагу ведомого колеса на диаметре, проходящем через середину ширины зубчатого венца, и определяемый из зависимости

где t - шаг в зацеплении, d - диаметр, проходящий через середину ширины зубчатого венца ведомого колеса; Z - число впадин ведомого колеса.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана передача в рабочем зацеплении и сечение А впадины зуба ведомого колеса; на фиг.2 показан вид на передачу сверху и сечение Б профиля зуба геликоида.

Зубчатая передача состоит из ведущего колеса 1 и ведомого колеса 2. Оси вращения ведущего колеса и ведомого колеса ортогонально перекрещивающиеся, то есть на диаметре d ведомого колеса 2 оси вращения перекрещиваются под прямым углом. Ведущее колесо (геликоид) выполнено с жестким базированием, определяемым диаметральным размером d ведомого колеса 2 (фиг.1, 2). Под геликоидом понимается винтовая поверхность постоянного шага t. На ведущем колесе расположен равновысокий зуб 3, выполненный в виде одновиткового геликоида с поперечным равнобоким трапецеидальным профилем в нормальном сечении витка (фиг.2). На ведомом колесе 2 расположены разноширокие зубья 4 с плоскими рабочими поверхностями, впадины между зубьями выполнены радиальными, равноширокими и равноглубокими (фиг.2).

Зубчатая передача работает следующим образом.

Ведущее колесо 1 зацеплено с ведомым колесом 2, при этом виток геликоида, имеющий поперечный профиль равнобокой трапеции, сопрягается с впадиной зуба ведомого колеса 2, выполненной в виде равнобокой трапеции. Сопряжение профилей происходит по высоте зубьев. Ведущее колесо 1, выполнено в виде втулки с внешним витком, либо виток спрофилирован по валу. Ведущее колесо 1, вращаясь, приводит во вращение ведомое колесо 2. За один оборот ведущего колеса ведомое колесо поворачивается на 1/Z (Z - число впадин плоского колеса). Передача реверсивная, т.е. вращение ведущего колеса может быть как правосторонним, так и левосторонним. Крутящий момент прикладывается к валу, на котором расположено ведущее колесо 1, и снимается с вала ведомого колеса 2.

Предложенная конструкция зубчатой передачи обеспечивает оптимизацию параметров передачи при ее проектировании (оптимизацию контактных напряжений, габаритных размеров и др.), простоту изготовления и монтажа, отказ от специального оборудования и применения токарных и фрезерных станков.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в пространственных зацеплениях между ортогональными перекрещивающимися осями для передачи вращения и крутящего момента. В зубчатой передаче зуб ведущего колеса 1 выполнен в виде одновиткового геликоида с поперечным равнобоким трапецеидальным профилем в нормальном сечении витка, при этом зуб ведущего колеса сопрягается с зубом 4 ведомого колеса 2 и имеет шаг t винта, равный шагу ведомого колеса 2 на диаметре d, проходящем через середину ширины зубчатого венца b, и определяемый по следующей зависимости: где t - шаг в зацеплении; d - диаметр, проходящий через середину ширины зубчатого венца ведомого колеса; Z - число впадин ведомого колеса. Технический результат заключается в создании пространственной зубчатой передачи между одновитковым геликоидом и плоским колесом с улучшением эксплуатационных характеристик за счет рационального выбора параметров впадин плоского колеса и поперечных размеров витка геликоида, упрощении процесса изготовления передачи за счет отказа от применения специальных зубообрабатывающих станков. 2 ил.

Зубчатая передача, содержащая ведомое колесо с плоскими рабочими поверхностями, впадины между зубьями которого выполнены радиальными, равноширокими и равноглубокими, и ведущее колесо с равновысоким зубом, отличающаяся тем, что зуб ведущего колеса выполнен в виде одновиткового геликоида с поперечным равнобоким трапецеидальным профилем в нормальном сечении витка, при этом зуб ведущего колеса сопрягается с зубом ведомого колеса и имеет шаг винта, равный шагу ведомого колеса на диаметре, проходящем через середину ширины зубчатого венца, и определяется по следующей зависимости:

где t - шаг в зацеплении;

d - диаметр, проходящий через середину ширины зубчатого венца ведомого колеса;

Z - число впадин ведомого колеса.