Зубчатый венец Советский патент 1984 года по МПК F16H1/04 F16H55/17 F16D3/18 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых приводах при наличии монтажных и эксплуатационных погрешностей.

Известен зубчатый венец с внешними зубьями, эвольвентными в среднем торцовом сечении венца и бочкообразными в сечении поверхностью его делительного цилиндра с цилиндрической поверхностью впадин и бочкообразной поверхностью выступов.

Бочкообразность зубьев обеспечивается путем придания зубьям круговой формы в продольном сечении венца путем обработки зубьев со смещением исходного контура по окружности определенного радиуса, зависяшего от величины разницы в толщине бочкообразного зуба в его середине и по краям. При этом поверхность впадин зубчатого венца также выполнена в виде круговой бочки 1.

Недостатком зубчатого венца является чувствительность к монтажным погрещностям ввиду ограниченной величины бочкообразности.

Целью изобретения является снижение чувствительности к монтажным погрешностям путем увеличения технологически допустимой величины бочкообразности.

Указанная цель достигается тем, что в зубчатом венце с внешними зубьями, эвольвентными в среднем торцовом сечении венца и бочкообразными в сечении поверхностью его делительного цилиндра с цилиндрической поверхностью впадин и бочкообразной поверхностью выступов, сечения боковых поверхностей зубьев венца плоскостью, касательной к делительному цилиндру, представляют собой участки эвольвент, основные окружности которых касательны к среднему торцовому сечению венца и имеют диаметр, кратный делительному модулю зубьев.

На фиг. 1 изображен зубчатый венец с внешними зубьями; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - зубчатое соединение муфты, включающей втулку с зубчатым венцом; на фиг. 5 - зубчатая передача внещнего зацепления, включающая колеса с зубчатым венцом.

Зубчатый венец состоит из обода 1 и внешних зубьев 2. Зубья 2 зубчатого венца ограничены поверхностью 3 выступов, боковыми поверхностями 4, поверхностью 5 впадин и крайними торцовыми поверхностями 6. Поверхность 3 выступов представляет собой поверхность вращения, соосную с делительным цилиндром 7 зубчатого венца. Она может быть -выполнена сферической, либо бочкообразной с радиусом осевого сечения, не меньшим радиуса окружности выступов в среднем торцовом сечении. Поверхность 5 впадин венца выполняется в виде прямого кругового цилиндра, соосного с делительным цилиндром 7. Боковые поверхности 4 зубьев выполнены в среднем торцовом сечении венца по эвольвентам 8 основной окружности 9. В сечении разверткой делительного цилиндра 7 поверхности 4 выполнены по выпуклым кривым 10, радиус / кривизны которых определяется в зависимости от допустимого рабочего угла Wперекоса венца и его рабочей щирины b

P4b/2w

В качестве кривых 10 могут быть использованы, например, участки эвольвент основной окружности 11, которая касается среднего торцового сечения венца на расстоянии р от рассматриваемой линии зуба. Диаметр dfc этой окружности должен быть кратен делительному модулю m зубьев, т. е. А г т, где z - число заходов эвольвентных спиральнодисковых инструментов, которыми могут быть нарезаны зубья с указанными формами боковых поверхностей и поверхности впадин. Например, при угле перекоса (0,1) зубчатого венца с зубьями т 8 мм, Ь 50 мм и числе заходов эвольвентных спиральнодисковых инструментов z 2 получаем радиус кривизны боковых поверхностей зубьев в сечении разверткой делитель

ным цилиндром Р 50/2 0,1 250 мм. Диаметр основной окружности db, участки эвольвент которой могут быть использованы для получения поверхностей с радиусом кривизны р 250 мм, db 16 мм.

Зубчатый венец работает следующим образом.

При передаче крутящего момента и наличии перекоса в зубчатом зацеплении или соединении на зубьях 2 зубчатого венца возникает усилие, направленное по нормали

к боковой поверхности 4.

В связи с наличием перекоса происходит поворот венца относительно кинематического центра О при его использовании в зубчатой муфте и относительно линии М-М при использовании его в зубчатой передаче внешнего зацепления. При этом обод 1 с зубьями 2, поверхности выступов 3, впадин 5 и крайних торцовых сечений б наклоняются, выбирая (уменьшая) радиальные зазоры в зависимости от величины угла перекоса.

Усилие, приложенное к боковой поверхности 4 зубьев, создает момент, изгибающий их. В ножках зубьев 2 в крайних торцовых сечениях отсутствует подрез, возникающий обычно в известных конструкциях зубчатых венцов при увеличенных углах перекоса.

Это позволяет увеличить длину зуба, превышающую обычную длину зуба при увеличенных углах перекоса, а также высоту зуба 2 в крайних торцовых сечениях (по сравнению с высотой зуба в известных конструкциях) .

Конструкция предложенного зубчатого венца обеспечивает беззазорность в зубчатом соединении зубчатой муфты и синхронность ее вращения, что снижает динамические нагрузки. Кроме того, прочность зубьев 2 зубчатого венца увеличивается, что позволяет более рационально использовать металл и уменьшить массу приводов различных машин.

Экономическая эффективность предложенного решения заключается в экономии металла путем повышения долговечности зубчатых венцов и увеличения производительности механообработки при нарезании зубьев.

ЗУБЧАТЫЙ ВЕНЕЦ с внешними зубьями, эвольвентными в среднем торцовом сечении венца и бочкообразными в сечении поверхностью его делительного цилиндра с цилиндрической поверхностью впадин и бочкообразной поверхностью выступов, огличающийся тем, что, с целью снижения чувствительности к монтажным погрешностям путем увеличения технологически допустимой величины бочкообразности, сечения боковых поверхностей зубьев венца плоскостью, касательной к делительному цилиндру, представляют собой участки эволь вент, основные окружности которых касательны к среднему торцовому сечению венца и имеют диаметр, кратный делительному модулю зубьев.

К

Б-Б

Фиг.2

Фиг.д