Коническая зубчатая передача Советский патент 1984 года по МПК F16H1/14 

Изобретение относится к машиностроению, применимо для высоко}1аг1ряженных малогабаритных механических трансмиссий горных ман1ин (очистных комбайнов, редукторов привода конвейеров, лебедок и т. д) и может быть использовано во всех отраслях народно о хозяйства в редукторостроении для передачи крутящего момента от двигателя к исполнительному органу машины с необходимым передаточным отношением в пределах от 15 до 100 и более, при этом ведунгий и ведомый валы редуктора раснолагаются сооспо.

Известны нрецессионные конические зубчатые передачи, состоящие из нары колес с оби1,ей точкой прецессии, расгуоложенной в пространстве на пересечении осей колес, у которой оба колеса пары имеют наружные прямые зубья, а BepnjHna делительного конуса одного колеса смещена относительно верн1ины делительного конуса другого колеса и лежит на его образующей 1

Указанное зацепление в отличие от внутреннего имеет высокую износостойкость зубчатых профилей, так как в процессе зацепления вместо качения со скольжением происходит взаимное отталкивание профилей зубьев.

Недостатком такой прямозубой передачи является низкая многопарность (в зацеплении находится не более одной пары зубьев).

Наиболее близкой к изобретению по технической суниюсти и достигаемому эффекту является коническая зубчатая передача, содержащая колесо с двояковогнутыми зубьями и совершающее прецессируюнхее движение подвижное колесо с двояковьппклыми зубьями, а верщинЬ) делительных конусов колес смен1ены относительно друг друга 2.

Однако известная тередача имеет значительные габариты, ограниченные диапазон передаточ1Н)1Х отношений и нагрузочную способность. Боковые линии зубьев выполнены выпукловогнутыми, а касательные к среднему сечению боковых линий зубьев проходят через вершину делительного конуса своего зубчатого колеса, в процессе зацепления совпадение боковых линий произойдет To.ibKo в одной паре зубьев, остальные пары зубьев, находящиеся в зацеплении, окажутся несопряженными, т.е. их боковые линии будут пересекаться, и в ipoцессе зацепления неизбежна их продольная интерференция. С.гедовательно, выпукловогнутые формы зубьев в известном исполнении, как и фямозубые конические зубчатые передачи, не могут быть применены для высоконапряженногч) прецессионного зацепления.

Цель изобретения повышение нагрузочной способности, уменьшение габаритов

и расширение диапазона передаточных от ноще}|ий.

Указанная цель обеспечивается тем, что в конической зубчатой передаче, содержаП1ей колесо с двояковогнутыми зубьями и совершающее прецессирующее движение подвижное колесо с двояковыпуклыми зубьями, а вершины делительных конусов колес смещены относительно друг друга, касательные к боковы.м линиям зуба подвижного колеса, проходящие через среднее сечение зуба, пересечены в точке, смещенной отноеительно этого колееа на величину г и лежаплей па его образующей, а окружная толщина зуба нодвижного колеса определена зависимостью

Ste,, 0,,,-lg6i(Rei+r)lgo,

где индекс е и верхние арифметические знаки от}1осятся к случаю, когда число Z, зубьев колеса с двояковыпуклыми зубьями больше числа 7.- зубьев колеса с двояковогнутыми зубьями, а индекс i и нижние арифметичес кие знаки - когда Zj меньше

г

Jte,

Jt, -внешняя и внутренняя толщина зуба подвижного колеса;

внешний и внутренний окружT le,Wt; ные модули; R..

BHeHJHee конусное расстояние нодвижного колееа; б - угол сходимости образующей делительного конуса подвижного колеса со средней линией зуба;

6- угол сходимости касате.чьной к боковой линии зуба подвижного колеса со средней линией зуба.

На фиг. 1 показана коническая зубчатая передача, когда прецессирующее (подвижное) зубчатое колесо имеет больн1ее число зубьев, чем неподвижное зубчатое колесо; на фиг. 2 - то же, когда прецессирующее (под| ижное) зубчатое колесо имеет меньшее число зубьев, чем неподвижное зубчатое колесо.

На фиг. 1 показан двояковыпуклый зуб 1 нодвижного зубчатого колеса, находящийся в контакте с двояковогнутым зубом 2 нецодвижного зубчатого колеса. 3 подвижного зубчатого колеса не совпадает с точкой 4 пересечения касательных, нроведен}1ых к среднему сечению двояковьн уклого зуба, которое проходит через точки 5 и 6 и не совпадает также с вершиной 7 двояковогнутого колеса.

Точка 4 удалена от внешнего торца двояковыпуклого зуба на величину .

В этом случае внешняя окружная толН1ина 5 двояковыпуклого зуба 1 уменьшается на определенную величину 2д.

Величина Д получается из следующего выражения

Д Re, tg6-(Re, tr)tg6,

где Rei бвнешнее конусное расстояние подвижного колеса; угол сходимости образующей делительного конуса подвижного колеса со средней линией зуба; величина смещения точки пересеr чения касательных к боковым линиям зуба подвижного колеса относительно его верщины;

6 угол сходимости касательной к боковой линии зуба подвижного колеса со средней линией зуба. На фиг. 2 изображен случай, когда двояковыпуклое (подвижное) зубчатое колесо меньше по числу зубьев неподвижного колеса. В этом случае вершина 3 неподвижного колеса также не совпадает с точкой 4 пересечения касательных, однако точка 4 приближена к внешнему торцу двояковыпуклого зуба на величину Re,-г, за счет чего уменьшается внутренняя окружная татщина S(-; двояковыпуклого зуба на величину, равную 2й, где д определяется из следующего выражения A (Re,-r)tgd-R;,tg6.

При работе передачи в процессе зацепления вершина 3 подвижного зубчатого колеса с двояковыпуклыми зубьями 1 перемешается по окружности, центром которой является вершина 7 неподвижного колеса с двояковогнутыми зубьями 2. Образующие делительных конусов сопрягаемых зубчатых колес контактируют только в одной точке 5, проходящей через среднее сечение зубьев 1 и 2. Остальные зубья сектора, находящегося в зацеплении, контактируют вдоль боковой линии зуба в различных сечениях, несовпадающих со средни.м сечением. Если подвижное зубчатое колесо больше по числу зубьев неподвижного, то точка контакта перемещается от среднего сечения к внешнему окружному модулю. В этом случае возможна интерференция боковых линий зубьев на участке от среднего сечения к внешнему модулю.

Благодаря пересечению касательных к среднему сечению боковых линий зубьев в точке 4, удаленной от внешнего торца зуба на величину Rei+r, внешняя окружная толщина S зуба уменьшается на величину 2д, достаточную для ликвидации интерференции в указанной области. Если зубчатое колесо с двояковыпуклыми зубьями 1 меньше по числу зубьев зубчатого колеса с двояковогнутыми зубьями 2 и относительное движение происходит аналогично описанному - точка контакта перемещается вдоль боковой линии зуба от среднего сечения по точкам 5-6 к внутреннему окружному модулю, Иде возможна продольная интерференция зубьев. Благодаря пересечению касательных к среднему сечению боковых линий зубьев в точке 4, приближенной к внешнему торцу зубьев на величину Re,-r, внутренняя окружная толщина Stj зуба уменьшается на величину 2д, достаточную для ликвидации интерференции боковых линий зубьев.

Предлагаемая прецессионная коническая зубчатая передача с внешним зацеплением, зубья которой выполнены с указанной продольной модификацией, обеспечивает необходимую многопарность зацепления без продольной интерференции. Кроме того, в процессе зацепления в такой конической передаче происходит отталкивание сопрягаемых профилей. Передача обладает с одной стороны высокой износостойкостью, а с другой стороны способна передавать значительные нагрузки.

А , Ste Л

(риг.:

КОНИЧЕСКАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая колесо с двояковогнутыми зубьями и совершающее прецессирующее движение подвижное колесо с двояковыпуклыми зубьями, а вершины делительных конусов колес смещены относительно друг друга, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной сгЮсобности, уменьщения габаритов и расширения диапазона передаточных отношений, касательные к боковым линиям зуба подвижного колеса, проходящие через среднее сечение зуба. пересечены в точке, смещенной относительно вершины этого колеса на величину г и лежащей на его образующей, а окружная толшина зуба подвижного колеса определена зависимостью S(.,,-0,5}rmt, Re,-te6T(,±r) tgij, где индекс е и верхние арифметические знаки относятся к случаю, когда число Zj зубьев колеса с двояковыпуклыми зубьями больше числа Z зубьев колеса с двояковогнутыми зубьями; а индекс i и нижниеарифметические знаки - когда Zj меньше Zj; Ste Stj - внешняя и внутренняя толщина зуба подвижного колеса; внешний и внутренний окружные модули; Rpj - внешнее конусное расстояние S подвижного колеса; (Л 6 - угол сходимости образующей делительного конуса подвижного колеса со средней линией зуба; б- угол сходимости касательной к боковой линии зуба подвижного колеса со средней линией зуба. 00 00