Червячная передача Советский патент 1984 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к передачам с иилиндрическчм червяком. Известны передачи с конволютным червяк повышенной грузоподъемности, имеющие в главных сечениях криволинейные профили зубьев, зацепляющихся между, собой, в одно из нюс(осевом) профиль червяка вогнутый, прюфиль зуба колеса выпуклый, в другом (торцовом) профиль витка, сопряженный с криволинейным профилем зуба, колеса, имее форму .удлиненной эвольвенты 1. Недостатком такой червячной передачи является невысокая нагрузочная способность, особенно в передачах с малозаходными червяками из-за конструктивной необходимости уменьшать в.них высоту ножки витка и этим смещать пятно касания в зону. контакт ных линий, менее благоприятных для условий контакта. К тому же в таких передачах сравнительно сложная технология изготовления червяка. . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является червячная передача, содержащая конволютный червяк с вогнутым профилем витков, в торцовом сечении имеющих форму удлиненной эвольвенты и сопряженное с ним червячное колесо. В передаче дополюсный участок линии зацепления выполнен нерабочи Однако известная предача имеет малые нагрузочную способность и КПД ввиду использования при зацепленин элементов передачи неблагоприятных зон зацепления. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и КПД. Указанная цель достигается тем, что в червячной передаче, содержащей конволютны червяк с вогнутым профилем витков, в тор цовом сеченни имеющих форму удлиненной звольвенты, и сопряженное с ним червячное колесо, вогнутый профиль витка в осевом сечении очерчен дугой, описанной радиусом переменной кривизны, который определен зависимостью 1. Р Н-Г-г ьИГУт,(гУг1 irjig: -)- , полярная координата ближайшего к оси червяка конца дуги определена по формуле о i- ( где г - текущая полярная координата г. - радиус направляющего цилиндра червяка; г, - делительный радиус червяка; YJJ - угол подъема винтовой линии на направляющем цилиндре червяка, связанный с углом « наклона образующей прямой поверхности витка открытого косого геликоида равенством J р - -«t N и выбран в пределах 20-22°; ОС j( - осевой угол профиля витка, определенный по формуле .l 66j( circtpпараметр удлинения удлиненной звольвенты профиля витка червяка равен диаметру направляющего цилиндра и определен по зависимости , J.y .где d( - делительный диаметр червяка; У - делительный угол подъема витка, а колесо выполнено корригированным с величиной коррекции, равной разности радиусов цилиндра вершин витков и делительного цилиндра червяка. На фиг. 1 изображен осевой профиль с эволютой витка конволютного червяка; на . фиг. 2 - удлиненная эвольвента с зволютой в торцовой плоскости конволютного червяка; на фиг. 3 - червячная пара с конволютным червяком и его контактные линии, поперечное сечение; на фиг. .4 - червячная пара с конволютным червяком и его продольные линии зацепления, продольное сечение. Червячная передача содержит цилиндрический червяк 1 и червячное колесо 2 с вогнутым профилем 3 витка червяка и с выпуклым профилем 4 зуба червячного колеса. Червячная передача имеет в осевом сечении линии 5 зацепления и в поперечном сечении контактные линии 6. При работе, передача, содержащая червяк 1 с винтовой поверхностью профиля 3 и колесо 2 с поверхностью профиля 4, завершает зацепление витка и зуба до полюса зацепления в зоне продольной линии 5 зацепления и контактных линий 6 более благоприятной не только для уменьшения контактных напряжений (повышения нагрузочной способности), но и для создания лучших условий трения. Нагрузочная способность передачи увеличивается благодаря усовершенствованию формы витка червяка путем профилирования его дугой с радиусом кривизны в ее нижней точке, не выходящим своей вершиной за среднюю делительную линию витка и обеспечивающий угол осевого профиля витка, не превышающий верхний допустимый предел в 35 . Такой выбор пути способствует получению больших приведенных радиусов кривизны сопряженных профилей, что повышает контактную прочность витков и зубьев, а, следовательно, и нагрузочную способность передачи, Однако вьхбраниая дуга не только улучшает условия контакта, но и условия скольжения, благодаря обеспечению более равномерного и небольшого скольжения рабочих участках профилей. Кроме того, такая дуга способствует образованию таких форм контактных линий, которые благоприятно влияют на режим трения. Достигается это координацией нижней точки профилирующей витков дуги относительно оси червяка полярной координатой Тр. Это позволяет легко нижний конец дуги зафиксировать относительно средней делительной линии витка высотой h , определяющейся как разность радиусов г, иг,, следовательно, по формуле i лг ч Соответственно высоте. h X показатель смеще о ния профиля относительно средней делительной линии витка устанавливается через коэффициент X, смещения профиля витка, определяющийся по соотношению V, Ь X,-

К, - высота ножки витка исходного

где

1(

червяка;

m - расчетный модуль червяка. Улучшению условий трения способствует не только конструкция витка, но и конструкция зубьев колеса. Для зтой цели сопряженный профиль зуба колеса в осевом сечении червяка вьшолнен в форме огибающей профиля витка червяка, смещенного для зацепле- ния с колесом на величину, равную разности радиуса цилиндра вершин витков и делительного радиуса производящего червяка. Соответственно такому смещению червяка коэффициент X; смещения профиля колеса определяется по соотнощению

, - п.

где Гд,- радиус окружности вершин витков

производящего червяка.

Такое конструктивное выполнение зубьев

колеса способствует приближению наружного

цилиндра червяка к начальному, что позволя ет пятно касания витка с зубом переместить

в зону верхних контактных линий, что со- действует улучшению гидродинамических условий трения в передаче. Верхние контактtgy

9 Ь

Величина поперечной подачи ; одностороннего прямобочного резца, смещенного относительно оси заготовки на расстояние г«

1 при нарезке витков, определяется по формуле

И . оГо

г)

сов- агсб1п --arc5tn,,

поп.п

ч . -о о

cos- larcsin +arcsinгде h, - высота витка исходного ервяка;

, + т(1-X,) - расчетный радиусад

вершин витков червяка; fj - т(1,25+-х) - расчетный радиус

впадин червяка.

Расчетная толщина витка с учетом получг н щегося в прюцессе его нарезания утонения по отношению к номинальной тоящнне, равной половине расчетного щага Р я высотой коррекции, определяется по формуле

«Г +

(г,+х,т1-Грагс5 я- 1.

дОГССОв.,tx,m

А J ные линии в точках контакта обеспечивают большие нормальные составляющие от величины относительной скорости чем нижние, что приближает трение к жидкостному. Конволютная винтовая поверхность, имеющая параметр удлинения, равный диаметру направляющего цилиндра, который определен по формуле ЧУ° более технологичная в изготовлении, чем другие конволютно винтовые поверхности, так как реализация ее основана на более простых уравнениях и способах нарезания и шлифования витков червяка. Образование ее в металле можно производить по двум известным в практике схемам. По схеме нарезания эвольвентного червяка односторонним прямобочным резцом, профильный угол которого отвечает равенству Нм -Ь, де oiu - профильный утоп инструмента; Ур- угол подъема винтовой линии на направляющем цилиндре, связанный с делительным углом подъема витка равенством По схеме нарезания архимедова червяка про-фильным двухсторонним резцом уравнение правой и левой режущих кромок в цилиндри ческих координатах имеет вяд ()(г|) 7. ( Jr-r + Г« « fe ЙО Я - 5 где Z, г, У) -текущие КО рдинаты системы жестко связанной с червяком Для левой кромки резца в уравнении берут нижние знаки. Витки червяка щлифуются чашечным щлифовальным кругом с прямолинейной образующей с установкой оси круга в плоскости, касательной к направляющему цилиндру, под углом Ср скрещивания с осью червяка, равным , . , где 0 ЬОЛ между основанием и конусной частью круга. Круг устанавливается так, что правая его сторона в правозаходном червяке касается ле вой rpaiffl витка, а левая сторона - правой грани витка. Для построения профильной образующей дискового или пальцевого щлифевольного круга при одностороннем шлифовании витка координаты центров радиусов кривизны осевого профиля находят по уравнениям -JUiiC bh (t b-hrjt y). Z Ccl-Z; - с Ыг ЗгЛ,, где г;, ZJ-текущие координаты осевого профиля. Нагрузочная способность червячной передачи превыщает нагрузочную способность передач с архимедовым и звольвентным червяком на 50-60%. Предлагаемая передача имеет наиболее простую технологию изготовления червяка и .более высокий КПД ,

ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая конволютный червяк с вогнутым профилем витков, в торцовом сечении имеющих форму удлиненной эвольвенты, и сопряженное с ним червячное копесо, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и КПД, вогнутьш профиль витка в ооевом сечении очерчен дугой, описанной радиусом переменной кривизны, который определен зависимостью гтз/z trlirr- tg bid jrif Рг s4U( полярная координата ближайшего к оси червяка конца дуги определена по формуле г, -(г,- rj,.), о где г - текущая полярная координата дуги; Гд - радиус направляющего цилиндра червяка; г, - делительный радиус червяка; У - угол подъема винтовой линии на направляющем цилиндре червяка, связанный с углом ot ц наклона образующей прямой поверхности витка открытого косого геликоида равенством jfj - - и выбран в пределах 20-22 С; - осевой угол профиля витка, опре- . деленный по формуле .,.., ,7 параметр удлинения удлиненной звольвенты профиля витка червяка равен диаметру нал- равляющего цилиндра и определен по зависимости , . W где d( - делительный диаметр червяка; У - делительный угол подъема витка/ а колеса выполнено корригированным с величиной коррекции, равной разности радиусов цилиндра верщин витков и делительного цилишфа червяка.

Эвимюта/ продзим

фиг.1

ЭвоАюта Н4А. .

Фиг.2 jl - Фиги .