Зубчатая передача для винтовых компрессоров и насосов Советский патент 1983 года по МПК F16H1/08 F16H55/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для транспортировки жидких, твердожидких смесей и загрязненных жидкостей.

Известны зубчатые передачи для компрессоров и насосов, содержащие, два вращающихся звена, образующие поверхностей которых представляют собой участки кривых второго порядKaDL

Недостатком известных передач является наличие согласованного вращения винтов в разные стороны и наличие усиленного износа поверхностей винтов,.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является зубчатая передача для винтовых компрессоров и насосов, содержащая два имеющих возможность вращения и находящихся в постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относительно .оси зуба активным профилем в торцовом сечеНИИ, В этой передаче профили зубьев описаны сопряженными дугами окружностей 2 .

Недостатком известной зубчатой передачи является малая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет обеспечения однонаправленного вращения звеньев.

Указанная цель достигается тем, что в зубчатой передаче для винтовых компрессоров и насосов, содержащей два имеющих возможность вращения и находящихся в постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относительно оси зуба активным профилем в тор .цовом сечении, каждая из симметричных кривых торцового профиля зуба описана последовательно соединенными участками в виде дуги окружности с радиусом, равным радиусу, окружноети вершин зубьев, эвол1звенты и сопрженной с ней кривой, описанной уравнением

iWaij -uQv rQCOS(.V(f42)a - sin (ro-cftpj)-cfV,

2,

где r. - радиус - вектор;

межосевое расстояние между двумя вращающимися звеньями;

радиус окружности вершин зубьев;

угол, отсчитанный от линии межосевого расстояния до точки перехода неэвольвентного участка профиля зуба в радиус впадин между зубьями;

угол поворота сопряженного

звена, находящегося в пределах OTC(f J-Q

rv - угол, определяющий положение радиус - вектора отсчитываемый от линии межосевого расстояния, и дуги окружности с радиусом, равным радиусу окружности впадин между зубьями. На фиг, 1 показана часть профиля зуба одного из звеньев в торцово сечении; на фиг, 2 - винт зубчатой передачи, набранный из комплекта одинаковых дисков.

Передача содержит принудительно вращающиеся в одном направлении два звена 1 и 2, Профиль зуба звеньев 1 и 2 состоит из следующих участков (фиг, 1): 3-4; который выполнен по дуге окружности радиуса Гц участок 4-5 выполнен по эвольвенте,которая строится от основной окружности ра,циуса 5-б-неэвольвентный участо плавно сопряженный с эвольвентным учатком и имеет профиль кривой,полученно при обращенном движении точки окружности выступов радиуса Гд зуба второго звена, участок 6-7 является дугой окружности радиуса впадин Г , Линия зацепления очерчена замкнутым контуром 5-8-9-10,

На фиг, 1 также обозначены: Н - длина прямолинейного участка 8-9 линии зацепления, а межосевое расстояние;

р - радиус кривизны эвольвенты; fg- угол поворота звена 1, когда точка контакта между зубьями проходит по линии зацепления из положения 10 в положение 5 (в соот ветствии с указанными направлениями вращений звеньев 1 и 2) ; /3 - угол профиля эвольвентного участка.

Будем считать, что угловые скорости звеньев W.rW - )i ;r, r. r.,

-01 . 0

и ra, ,

Геометрические зависимости для эвольвентного участка определяются (аедующим образом.

Из фиг, 1 видно, что отрезки 11-5 и 12-10 Рп11И минимальный радиус кривизны эвольвенты; 11-10 и 12-5- РМО максимальный радиус кривизны эвольвенты. Тогда

Pwi + Pn.)

(1)

Pv QX P viiH

(2) .

Решая (1) и (2) относительно р или а, ,выполнив геометрические преобразовани:ч находим уравнение эвольвенты параметрической форме радиус - вектора R и угла профиля ,e,Ri ((),) , который отсчитываемся от радиуса R . Оно имеет вид V(), «.- -(pmir, ): где Ofif i|)g, Величину угла профиля эвольвен ного участка получаем в виде: р V arctg- 7) arctg ( г- ),{ т mi и PntiH W Геометрические зависимости для эвольвентного участка профиля опр деляются в параметрической форме виде радиус - вектора Г: и угла профиля if(т.е.г ft%)). Выражение для радиуса вектора получаем в виде: Г V4 -2av.a cos (if ) +r, где 0«: cf VT ro arctg (rg/p) J 0 Ча угол поворота звена 2. Из фиг. 1 видно, что .4 %-rfVrC/V,z, гдесГ|/,(о-агс81п sinCj -crqig ). Подставив уравнения (8) в урав ние (7), получим f.arcsin - sin(ro-(ffP(i)-(, ЕслисГ й 0/ то%- (fe. Если eAp-iS эг, то г -2Гр что гартветствует углу 2.0 б, который откладывается вправ от линии межосёвого расстояния Оу( ( 1) Зацепление осуществляется след щим образом. Число зубьев в торцовом сечени (а для винта - число заходов) дол но быть целым положительным число в том числе оно может быть равно единице. Z-ir 2-Tt 10 где Z - число зубьев в торцовом с Нин; С - угловой шаг. С другой стороны Х(2р) +2Ч,+ла+д)-2, где р - угол профиля зуба на эвол вентном участке; ф - угол профиля зуба неэволь вентного участка; Ла - угол профиля вершины зуба д€ - угол профиля впадины зуба При условии, и Гд rQ Га, получим, что , . тогда 2г(р+Н,2.+л)27Г, Приравняв уравнения 10 и 12,получим2- 1-с fii-Vh (13) где С - целое положительное число. Учитывая, (/д+ур /уравнение (13) запишется . () Ib+Voi-з -А Для упрощения технологии изготовления зубчатого зацепления винтов и получения различных параметров по производительности и рабочему давлению конструктивно тело каждого винта формируется из комплекта одинако вых дисков 13 (фиг. 2), снабженных зубьями описанного профиля, которые с некоторым угловЕлм шагом закрепляются на валу 14, например на шлицах, при помощи гайки 15. Производительность ви.нтового насоса и его рабочее давление зависит от угла относительного смещения профилированных дисков. Чем больше угол относительного смешения, тем больше производительность и меньше напорное давление и наоборот. Таким образом, устанавливая профилирован- ные диски 13 с зубьями описанного профиля с.тем или иным углом относительного смещения, можно, используя одни и те же элементы конструк г ции, получить винтовые компрессоры и насосы различных параметров. При работе передачи вращение винтов в одном направлении приводит к тому, что все твердые фракции транспортируемого рабочего тела вытгшкиваются из зоны контакта между профилями зубьев. Такое свойство, описанного зацепления позволяет значительно уменьшить износ и выкрашивание активных поверхностей зубьев винтов и предотвращает их заклинивание. Отсутствие силового замыкания в зоне контакта профилированных поверхностей винтов также повышает надежность и работоспособность всего механизма., . Набор винтов из одинаковых профилированных дисков, снабженных зубьями описанного профиля, позволяет значительно упростить технологию изготовления компрессоров и насосов с различными параметрами по производительности и рабочему давлению.

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ДЛЯ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ И НАСОСОВ,содержащая два имеющих возможность вращения и находящихся в постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относительно оси зуба активным профилем в торцовом сечении, отличающая с я тем, что, с. целью повьппения надежности работы за счет обеспечения . однонаправленного вращения звеньев каждая из симметричных кривых торцо вого профиля зуба описана последовательно соединенными участками в виде .дуги окружности с радиуром,равным радиусу окружности вершин зубьев, эвольвенты и сопряженной с ней кривой, описанной уравнениями - aV- tQv njCosCro-cfJfiHyq, j , Hf. arcei« Sin (, радиус - вектор; . межосевое :расстояние между двумя вращающимися звеньями; а ргщиус окружности вершин зубьев; % угол, отсчитанный от лиМии межосевого расстояния до точки перехода неэвольвентного участка профиля зуба в радиус впадин между (Л зубьями; (fifjj - угол поворота сопряженного звена, нахо;д1ящийся в предела О $ сГ Ф. « 71) § Ф - УГОЛ, определяющий поло(сение радиус - вектора f и отсчитываемый от линии межосевого расстояния, э д to и дуги окружности с радиусом, равным радиусу окружности впадин между зубьями.. hO :л :л