ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА КОНСТРУКЦИИ Л.Н. БУРКОВА Российский патент 2008 года по МПК F16H1/06 F16H55/08 

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к конструированию зубчатых передач, и может быть использовано во всех машинах, где применяются зубчатые передачи.

Известны зубчатые передачи, описанные в книге М.Н.Иванова и В.А.Финогенова «Детали машин», М., «Высшая школа», 2006 г., стр.119-121. Известная зубчатая передача состоит из ведущего и ведомого колеса с зубьями на поверхности колес, находящимися в зацеплении. Существенным недостатком такой передачи являются высокие контактные напряжения, которые ограничивают передаваемую мощность.

Указанный недостаток устраняется в предлагаемой зубчатой передаче, состоящей из ведущего и ведомого колеса, на поверхностях которых выполнены зубья, находящиеся в зацеплении, причем зубья ведущего и ведомого колес выполнены криволинейными (например, гиперболическими или параболическими) по продольной оси и симметрично выпуклой боковой поверхностью с обеих сторон в поперечном сечении зуба ведомого колеса, при этом радиус кривизны в поперечном сечении выпуклости зуба ведущего колеса равен радиусу вогнутости в поперечном сечении зуба ведомого колеса, а вершины зубьев ведущего колеса плавно сопрягаются с боковыми поверхностями зуба, причем ножки зубьев как ведущего, так и у ведомого колес, плавно сопрягаются с поверхностью колес, а вершины зубьев ведомого колеса выполнены выпуклыми и плавно сопрягаются с вогнутыми боковыми поверхностями зубьев.

Новые существенные признаки изобретения:

- зубья ведущего и ведомого колес выполнены криволинейными (например, гиперболическими или параболическими) по продольной оси,

- боковая поверхность выполнена симметрично выпуклой с обеих сторон в поперечном сечении зуба ведущего колеса,

- боковая поверхность выполнена симметрично вогнутой с обеих сторон в поперечном сечении зуба ведомого колеса,

- радиус кривизны в поперечном сечении выпуклости зуба ведущего колеса равен радиусу вогнутости в поперечном сечении у зуба ведомого колеса,

- вершины зубьев ведущего колеса плавно сопрягаются с боковыми поверхностями зуба,

- ножки зубьев как у ведущего, так и у ведомого колес плавно сопрягаются с поверхностью колес,

- вершины зубьев ведомого колеса выполнены выпуклыми и плавно сопрягаются с вогнутыми боковыми поверхностями зубьев.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты.

Технический результат достигается за счет того, что

- зубья ведущего и ведомого колес выполнены криволинейными (например, гиперболическими или параболическими) по продольной оси для увеличения площади контакта, т.к. криволинейный контакт длиннее, чем прямолинейный,

- симметричное выполнение выпуклостей и вогнутостей на зубьях ведущего и и ведомого колес обеспечивают "обратимость" передачи, т.е. они могут поменяться ролями без потери работоспособности передачи в целом,

- выполнение радиуса кривизны в поперечном сечении зуба ведущего колеса равным радиусу кривизны вогнутости зуба ведомого колеса позволяет снизить скольжение их друг относительно друга и улучшить таким образом кинематические параметры работы - выполнение плавного сопряжения вершин зубьев ведущего и ведомого колеса с боковыми поверхностями зуба, так же, как и плавное сопряжение ножек всех зубьев с поверхностями колес, необходимо для снижения концентраций напряжений на острых кромках работающих зубьев.

На фиг.1 дан общий вид на зубчатую передачу, на фиг.2 дан вид по стрелке А в развернутом виде для удобства чтения чертежа, на фиг.3 дано сечение Б-Б с фиг.2, показывающее профиль зуба в поперечном сечении, на фиг.4 дано поперечное сечение зуба ведомого колеса.

Рассмотрим устройство зубчатой передачи. Ведущее колесо 1 и ведомое 2 зацепляются зубьями 3 ведущего колеса 1 и зубьями 4 ведомого колеса 2, которые выполнены криволинейными, например гиперболическими или параболическими по продольной оси, и симметрично выпуклой боковой поверхностью 5 с обеих сторон в поперечном сечении зуба 4 ведомого колеса 2, при этом радиус кривизны в поперечном сечении зуба 3 ведущего колеса 1 равен радиусу вогнутости в поперечном сечении зуба 4 ведомого колеса 2, а вершины 7 зубьев 3 ведущего колеса 1 плавно сопрягаются с боковыми поверхностями 5 зуба 3, а ножки 8 зубьев как у ведущего 1, так и у ведомого 2 колес плавно сопрягаются с поверхностью колес 1 и 2, а вершины 9 зубьев 4 ведомого колеса 2 выполнены выпуклыми и плавно сопрягаются с вогнутыми боковыми поверхностями 6 зубьев 4.

Рассмотрим работу зубчатого соединения. Во время вращения колеса 1 его зубья 3 плавно входят в соединение с зубьями 4 ведомого колеса, т.к. радиусы выпуклостей и вогнутостей равны, площадки контакта больше, а напряжения меньше.

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано во всех механизмах, где рационально использовать зубчатые передачи. Зубья ведущего и ведомого колес зубчатой передачи выполнены криволинейными, например гиперболическими или параболическими по продольной оси. Боковые поверхности зубьев ведущего колеса выполнены симметрично выпуклыми. Боковые поверхности зубьев ведомого колеса выполнены симметрично вогнутыми. Радиус кривизны в поперечном сечении выпуклости зуба ведущего колеса равен радиусу вогнутости в поперечном сечении ведомого колеса. Вершины всех зубьев, так же, как и ножки зубьев, плавно сопрягаются соответственно с боковыми поверхностями зубьев и с поверхностью колес. Такое выполнение позволяет значительно снизить контактные напряжения в зубчатой передаче. 4 ил.

Зубчатая передача, состоящая из ведущего и ведомого колеса, на поверхностях которых выполнены зубья, находящиеся в зацеплении, отличающаяся тем, что зубья ведущего и ведомого колес выполнены криволинейными, например гиперболическими или параболическими, по продольной оси и симметрично выпуклой боковой поверхностью с обеих сторон в поперечном сечении зуба ведущего колеса и симметрично вогнутой боковой поверхностью с обеих сторон в поперечном сечении зуба ведомого колеса, при этом радиус кривизны в поперечном сечении выпуклости зуба ведущего колеса равен радиусу вогнутости в поперечном сечении зуба ведомого колеса, а вершины зубьев ведущего колеса плавно сопрягаются с боковыми поверхностями зуба, причем ножки зубьев как у ведущего, так и у ведомого колес плавно сопрягаются с поверхностью колес, а вершины зубьев ведомого колеса выполнены выпуклыми и плавно сопрягаются с вогнутыми боковыми поверхностями зубьев.