Зубчатая передача с зацеплением Новикова Советский патент 1985 года по МПК F16H1/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи мощности с помощью зубчатых передач, вьшолненных по пониженным степеням точности.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и снижение чувствительности передачи к монтажным погрешностям.

На фиг.1 изображен профиль зуба передачи; на фиг.2 - зубья зубчатой передачи в контакте.

Зубчатая передача состоит из колеса 1 и сопряженного с ним колеса 2

Головка зуба 3 колеса 1 образована дугой окружности радиуса ,а ножка 4 рядом радиусовр Др Л, л j-jj центры дуг окружностей , , Oj , которых расположены на соответствующих прямых, проходящих через конец предьщущего участка и его центр. Соответственно, головка 5 зуба колеса 2 образована радиусом дуги окружности Poj, а ножка состоит из участков Cj cJg образованных дугами окружностей, аналогичных нбжке 4 зуба колеса 1. Начальное касание зубьев происходит в точках N и М, расположенных на средних участках ножек зуба Ь, с, и , .

Относительная величина радиусов, образующих участки ножки зуба, определяется по зависимости

(..25

P«f

.

XCp

Pi 7

)

;«

отношение величины радиугдеса дуги окружности, обра-, зующего головку зуба, к нормальному модулю;

oi угол, определяющий середи«СРну каждого из участков;

R - коэффициент, характеризующий начальную точку контакта и равный

- ЛРЬ /совУ,°- pio-paU

/ь-р

де

отнощение радиуса дуги окружности, образующий участок зуба, содержащий заданную величину угла контакта, к нормальному модулю;расчетный угол контакта;

Oin /Ь

отношение величины радиуса дуги окружности, образующего каждый из участков ножки зуба, к нормальному модулю.

Зубчатая передача с зацеплением Новикова позволяет сохранить нагрузки на поверхность зубьев в допустимых пределах за счет соответствующего выбора величин радиусов Од и р. в зоне размещения заданного угла контакта (зацепление) оСо При этом благодаря изменению радиусов, формирующих соседние участки ножки

5 зубьев, величина допускаемого напряжения в зоне контакта сохраняется при расположении пятна контакта на указанных участках.Это достигается за счет предлагаемой зависимости

0 величины радиусов 0 от среднего угла, характеризующего выбранный участок oi )fq,.

Указанная зависимость основана на том, что значение напряжений в

5 материалах колес определяется приведенными радиусами кривизны и нормальной силой, действующей на зуб, которая в зависимости от угла контакта ы (зацепление или давление)изменяется по следующему закону:

Р Ii, cos oi

где Р, - усилие, передаваемое зубьями передачи, линия действия

которого расположена в плоскости, касательной к начальным окружностям, либо в плоскостях, параллельных ей, и зависящее только от передаваемой нагрузки и угла наклона зуба/3;

ОС угол контакта, именуемый углом зацепления или углом давления и зависящий от места расположения пятна контакта его центра) на рабочем участке зуба. Возникающие в материале зубчатых колес напряжения определяются формулой., I-

/О |9 Гр F (Рпр j| th t

,0

(1)

Рпрг) fnp Приведенный радиус кривизны вдоль зубьев по направлению движения пятен контакта передач Новикова равен

аи

(2)

P P luuf sin ainoL

где Одр. - приведенный профильный

радиус кривизны.

Подставив значение равенства (2) в формулу () и обозначив коэффициентом С величины, не зависящие от положения пятна контакта на профиле зуба (от угла oiy) получают

-2/9 о/ig г/3

/ п 0.09 --fL t

Uuu)4;n/%l

из формул величину , ./2

Sim Oiv

(4)

./npa,

cos 06 X

расчетного угла контакта потей зубьев все величины обозиндексом О, соответственно , щ

9ivi-oCc

fnp

С

(5) Kf/

20 cos 060

Величина С одинакова с той, что в равенстве (4) так как в нее собраны величины равенства (3), не завися1цие от углов .

Выразив из уравнения (5) значечение С и подставив его в уравнение (4) имеем:

/sinotxy fcos of (6)

)fPnp20

C050iy I

5in обо

в свою очередь приведенная кривизна при контакте выпуклой поверхности головки зуба с радиусом ра с вогнутой поверхностью ножки зуба J (различной для различных участков ножки зуба) определяется из выражения:

(7)

/Пр2х jPci РЬ

Далее обозначим в формуле (6) величины, относящиеся к данному участку ножки зуба OJ , на котором задан начальный контакт при выполнении зубчатой передачи без погрешностей, через Rj,:

О (s illof (8)

-«oJnpzo J

С помощью формул (6) - (8) представляется возможным выразить величину радиусов дуг окружностей, образующих ножку зуба:

- о

(9)

/« HcosVj

h

. (,обИ°

«

12000364

В последней формуле черта над величинами означает, что все они даны в долях нормального модуля.

Величина ширины пятна контакта Ь с определяется по следующему соот«.09 ГРГ

Ь

(Ш)

п- л1«

00 1РПР1

Величина среднего угла j участка

равная

-Д

При установке колес передачи, выполненных с допускаемыми отклонениями, пятно контакта, образуемое вокруг точек начального контакта , может смещаться по профилю от исходного положения и занимать различные положения на зубе в зависимости от конкретных отклонений колес передачи.

При этом указанное смещение связано с ошибками,приведенными к ошибке

межцентрового расстояния

(II.)

йа ,(sin oi «ах О

где - допускаемая величина смещения межцентрового расстояния;

PiPi r« разность радиусов, образующих участок ножки зуба и головку зубард -тах- m n соответственно максимальный и минимальный углы рассматриваемого участка. Передача работает след тащйм образом.

При приведении зубьев колес I и 2 передачи во вращение пятно контакта начинает перемещаться вдоль эубьев передачи, передавая полезную нагрузку.

Зубчатая передача при равнопррч- ности с зубчатыми передачами, обра- зованными другим контуром, может работать при допускаемых отклонениях 0 на 60% больших, что повышает ее надежность при низких степенях точности исполнения.

Выполнение передач при одинаковых заданных степенях точности А а позволяет создать передачи с повьш1енной контактной прочностью, в чем также заключается полезность предлагаемой передачи.

Г,. .. t

Г, ,,.

JV .

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА С ЗАЦЕПЛЕНИЕМ НОВИКОВА, активный профиль зубьев колес которой состоит из нескольких участков дуг разных радиусов окружностей, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и снижения чувствительности передачи к монтажным погрешностям, центры дуг окружностей меньшего радиус.а расположены соответственно на радиусе дуг окружностей большего радиуса, проведенном через точку соединения соседних участков, а величина центрального дуги окружности каждого участка определена выражением об; / Ь ширина активной поверхносгде с S ти зуба по его высоте; ра радиус кривизны дуги ок(Л ружности участка профиля зуба.