Зубчатая передача Советский патент 1984 года по МПК F16H55/14 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах машин и механи мов, с многопарным зацеплением. Известна зубчатая передача, соде жащая зубчатые колеса, по крайней м ре одно из которых включает в себя ступицу, зубчатый венец fij. В этой передаче венец зубчатого колеса выполнен из двух дисков, установленных с возможностью углового смещения друг относительно друга. Однако данное конструктивное решение не позволяет в передачах с мн гопарным зацеплением существенно сни зить кромочные и боковые удары и характеризуется пониженными нагрузочными (по контактной прочности) возможностями вследствие уменьшения по длине контакта зубьев, равного пятну контакта зубьев одного из дисков. Наиболее близкой к предлагаемой является зубчатая передача, содержащая зубчатые колеса, по крайней ме ре одно из которых включает в себя ступицу, зубчатый венец и упругие элементы .. Упругое соединение зубчатого венца и ступицы позволяет зубчатому венцу самоустанавливаться под нагруз кой по сопрягаемому зубчатому колесу, значительно снизить динамическую составляющую нагрузки. Однако для зубчатых колес с МНОРО парным зацеплением, например прямозубых зубчатых колес с удлиненным зубом, при пересопряжениях зубьев возникающие кромочные и срединные удары не быть существенно снижены за счет упругого сопряжения зубчатого венца и ступицы, так как шаг между соседними зубьями, одновре менно находящимися в зацеплении, является жёсткой постоянной величиной. Поэтому удар локализуется внутр зубчатого венца, воспринимаете. не упругими элементами, а только зубчатым венцом. Это снижает долговечност зубьев зубчатых колес с многопарным зацеплением и, в особенности, зубчатых колес с удлиненными зубьями. Цель изобретения - повьшение долговечности зубчатой передачи. Указанная цель достигается тем, . что в зубчатой передаче, содержащей зубчатые колеса, по крайней мере одн из которых включает всебя ступицу. 912 зубчатый венец и упругие элементы, зубчатый венец выполнен из двух дисков, на обращенных друг к другу торцах которых между зубьями выполнены впадины,. в которых размещены с зазором выступы зубьев другого диска, а каждый диск и ступица связаны упругими элементами. Кроме того, выступы и впадины смещены в окружном направлении относительно оси симметрии профилей зубьев в сторону, обратную действию наибольшего момента, на величину Д равную а--Н (0, ширина впадины; номинальные моменты, передаваемые зубчатым колесом в прямом и обратном направлениях. На фиг. 1 и 2 показаны диска зубчатого венца, на фиг. 3 - зубчатое колесо, на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3, на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 3, на фиг. 6 - расчетная схема смещения зазора. Зубчатое колесо состоит из зубчатого венца, выполненного из двух дисков 1 и 2, упругих элементов 3, каждая группа которых взаимодействует с различными дисками зубчатого венца, крепежных шайб 4,-фиксирующих венец относительно ступицы в осевом направлении, и ступицы 5, Зубча7 тый венец установлен на ступице с зазором, что обеспечивает его самоустановку под нагрузкой по сопрягаемому зубчатому колесу. На обращенных друг к другу торцах дисков венца выполнены впадины 6, в которых размещаются выступы 7 другого диска с зазором 8 , обеспечивающим возможность окружной податливости зубьев друг относительно друга. Впадины 6 и выступы 7 смещены относительно оси симметрии профилей зубьев на величину Д (фиг. 5). При передаче крутящих моментов Tj. () в прямом и обратном направлении для достижения одинаковой изгибной прочности зубьев, разрушающихся по переходной кривой у ножки зуба, работающей на растяжение, поверхность разъема впадин и выступов должна быть смещена на величину 4 относительно оси симметрии профилей зубьев пропорционально Т и Т2 , т.е. stiff-; - f.° Kyflai.40,5-r7 Смещение поверхности разъема в направлении, обратном наибольшему крутящему моменту, способствует повьшению изгибной выносливости зубьев. Толщина зубчатого венца в радиал ном направлении принимается равной или большей двух модулей. При работе зубчатого колеса его венец под нагрузкой самоустанавливается по сопряг.аемому зубчатому колесу (не показано) , что обеспечивает выравнивание нагрузки по длине контактной линии. Кроме того, окруж ной шаг данного зубчатого колеса также самоустанавливается по окружному шагу сопрягаемого зубчатого колеса. При этом возникающие динамические удары не Локализуются внут ри зубчатого венца, а гасятся группой упругих элементов, которая взаи действует с тем диском (1 или 2) зубчатого венца, на зубья которого воздействует динамическая нагрузка. Зуб, испытывающий удар (кромочный, срединный), вместе со всем диском упруго подается в направлении удара (диск упруго поворачивается на некоторый угол относительно ступицы 5 в то время как соседний зуб, находя щийся в зацеплении, независимо от этого продолжает передавать крутящи момент. После гашения удара нагрузка восстанавливается до номинальной и под действием реакций упругих эле ментов 3 диск поворачивается в обрат ном направлении А шаг между соседними зубьями восстанавливается до первоначального. Как правило шестерня в зубчатой передаче выполняется большей по ширине, чем зубчатое колесо, поэтому, обладая запасом изгибной прочности Хдля зубчатых колес среднего и крупного модуля), шестерня теряет работоспособность по контактной прочности. Зубья составного зубчатого колеса сдвинуты в осевом направлении таким образом, чтобы суммарная ширина колеса быПа равна ширине шестерни, причем при проектировании передачи число зубьев колеса принимается равным четному числу, шестерни - нечетному. Это обеспечивает в процессе работы суммарную длину контакта шестерни, равную ширине ее венца, что также способствует значительному повышению долговечности передачи. Ширина зубчатого венца и дпина выступа : рассчитываются так, чтобы обеспечить одинаковую долговечность зубьев по контактной и изгибной выносливости. Галтели, вьшолненные у ножки зубьев, способствуют повьш1ению их податливости и концентрации нагрузки в этой зоне. Все это в целом обеспечивает существенное снижение динамической составляющей нагрузки в зацеплении, ловьш1ению равномерности распределения нагрузки как по длине контакта, так и между зубьями, что способствует; значительному повышению долговечности зубчатого колеса и снижению его виброактивности.

1. ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая зубчатые колеса, по крайней мере одно из которых включает в себя ступицу, зубчатый венец-и упругие элементы, отличающаяс я тем, что, с целью повышения долговечности, зубчатый венец выполнен из двух дисков, на обращенных друг к другу торцах которых между эубьями вьтолнены впадины, в которых размещены с зазором выступы зубьев другого диска, а каждый диск и ступица связаны упругими элементами. 2, Зубчатая передача по п, 1, отличающаяся тем, чтовыступы и впадины смещены в окружном направлении относительно оси симметрии профилей зубьев в сторону, обратную действию наибольшего момента, на величину А , равную (й5-- ) g Т( I J. / где Н - ширина впадины; 1 и Та. - номинальные моменты, передаваемые зубчатым колесом в прямом и обратном направлениях. 09 КО о ;о