Зубчатая передача Советский патент 1987 года по МПК F16H1/08 F16H55/08 

15

Изобретение откосится к машиностроению и может быть использовано в силовых и кинематических зубчатых механизмах машин и приборов.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности передач с линейным контактом и профильным перекрытием зубьев путем придания их головкам выпуклой, а ножкам вогнутой ю формы при сохранении наиболее простой формы у инструмента.

На чертеже показана передача с параллельными осями колес и с прямыми зубьями, общий вид.

Передача состоит из двух колес 1 и 2 с центрами вращения в точках О, и зубья 3 и 4 которых находятся в, контакте в полюсе зацеплени я - точке О. Полюс зацепления занимает фиксированное положение на линии 0 0 и является точкой касания начальных окрунсностей с радиусами R и R. Части зубьев, лежащие вне этих окружностей и ограниченные профилями соответственно 5 и 7, называются го-, ловками и являются выпуклыми, а части зубьев 5 лежащие внутри начальных окружностей и ограниченные профиляY,,(4 j (R4R -2Rcosft;,) (cosoi- COS sinCf,.- COS Cfp ; g Z ±(R-|R -2Rcosui,-U +U) -cose/.sin

R sin tg R cos.

20

25

и ,cosfi,

где R , Ry - радиусы начальных цилинд

ров колес; Cf qij - угловые координаты; В - угол наклона зубьев на

начальных цилиндрах; об - угол защепления в полюсе

передачи, обо (15-ДО) ; , R - константа, принимающая

в зависимости от величин коэффициента перекрытия зубьев значение в пределах

R (1,8 - 10,0) ш; m - модуль зубчатых колес. В этих уравнениях независимыми переменными являются Ср, и (.р , связан

ные между собой через числа зубьев на колесах, R и oi- - задаваемые кон- ми 6 и 8, называются ножками и выпол- зо станты, выбор которых осуществлен с нены вогнутыми. В полюсе передачи ра- учетом следующих обстоятельств.

бочие профили зубьев давят друг на др-уга под углом ji , который измеряется между нормалью к ним и линией, касательной к начальным окружностям. При косозубом исполнении передачи угол о{„ задается в ее нормальном сечении, плоскость которого образует с осями колес угол р « В нормальном сечений, которое происходит через начала систем координат X,Y, Z, и

оси Х, которых ориентированы по торцам колес, профили зубьев заданы уравнениями ( здесь верхние

Нагрузочная способность зубчатой передачи определяется в основном такими факторами: контактной проч2g ноотвю и выносливостью рабочих поверхностей, которая при прочих равны условиях увеличивается с ростом при веденного радиуса кривизны профилей зубьев; изгибной прочностью и

40 выносливостью зубьев, определяемой уровнем максимальных изгибных напряжений у корня зубьев; противозадир- ной стойкостью, которая при прочих равных условиях зависит от приведенальтернативные знаки относятся к про- 45 «ого радиуса кривизны, скоростей Филям 5 и В, а нижние - к профилям качения 6 и 7) :..зубь -ев.

и скольжения V профилей

X,±R,,sinCf, + (R-- R -2Rcos(x;oU+U ):(cos(-cos РЬ.созЦ , + sinoi,-sin Cji) ;

Y,+R,cosq ,+( cosaio- U+U) (cosfti-cosp,- sinC jt sinoi cosCf);

Zj ±(R- R: -2Rcos«ijU + U)-cosoi sin|i;

),+(R -jR -2Rcos,U+U) K (coso(. cosp. cosq jt sini -sinq j) ;

Y,,(4 j (R4R -2Rcosft;,) (cosoi- COS sinCf,.- COS Cfp ; Z ±(R-|R -2Rcosui,-U +U) -cose/.sin/3;

R sin tg R cos.

и ,cosfi,

где R , Ry - радиусы начальных цилинд ров колес; Cf qij - угловые координаты; В - угол наклона зубьев на

начальных цилиндрах; об - угол защепления в полюсе

передачи, обо (15-ДО) ; , R - константа, принимающая

в зависимости от величины коэффициента перекрытия зубьев значение в пределах

R (1,8 - 10,0) ш; m - модуль зубчатых колес. В этих уравнениях независимыми переменными являются Ср, и (.р , связанНагрузочная способность зубчатой передачи определяется в основном такими факторами: контактной прочноотвю и выносливостью рабочих поверхностей, которая при прочих равных условиях увеличивается с ростом приведенного радиуса кривизны профилей зубьев; изгибной прочностью и

выносливостью зубьев, определяемой уровнем максимальных изгибных напряений у корня зубьев; противозадир- ной стойкостью, которая при прочих равных условиях зависит от приведенR p кривизны, скоростей

и скольжения V профилей

Реализация большего по величине ко- коэффициента перекрытия дает возможность, при прочих равных условиях, передать большие нагрузки.

.Геометрические и кинематические параметры зацепления зубчатой пере- дачи зависит от геометрических параметров инструмента, например, таких как высота зубьев, измеренн ая от де-. пительной прямой, радиусов закругле-- НИИ на их головках и др.

Расчеты разкг к вариантов зубчатых передач и сравнение их по перечисленным параметрам нагрузочной способности показали, что для данной передачи существует оптимальный диапазон кон- стант R и ебд, при которых реализуется повышенная нагрузочная способность по сравнению с другими зубчатыми передачами с линейным контактом зубьев:

R(1 ,8-10,0) модулей, оСо (15-40) . fO ниями: В этом диапазоне возможна реализация профильного перекрытия ..2, Особенностью данной зубчатой передачи в сравнении с другими зубчатыми

нутыми ножками зубьев и с профильным перекрытием зубьев, отличающаяся тем, что, с целью повьше- ния нагрузочной способности, зацепления в полюсе передачи выбран в пределах t (15-40) , а профи-пи зубьев колес в нормальном сечении в системе координат с началом, располо женным на торцах колес, заданы уравн

X,-t-R.sinq

+(R-|R

2Rcosaio и +U ) X (cosoi созД coscfi isinft sinC ;

передачами с линейным контактом зубь-15 +R.cosl|, -(R-лlR -2Rcos ci U -bU) ев является то, что инструмент рееч- i w, - него типа для нарезания ее колес является одним из самых простых и очер чей на головках и ножках в нормальном сечении дугами окружностей радиусов 20 R (1,8-10,0)т, а профильный угол на его делительной прямой равен (15-40)°, где m - модуль передачи.

Зубчатая передача, считая колесо 1 ведущим, а колесо 2 ведомым, работает следующим образом.

Зуб 3 колеса 1 воздействует на зуб 4 колеса 2 усилием, направленным по

x(cosci cosp- sinq |+ sinoi-coscf,) ; Z,+(R- R -2Rcosci, U +U) . cosoc sin|3 X +R... sinq, ± (R- R2-2Rcos, U+U2 )x

2,

X-(cos cosfJ-cosq j t sin(). ) ;

25 созд)+(К-л1н 2Ксо8Ы, и+иг)х к (cosci cosp-sinq j+sin«i-cosCfj) ;

линии ОЦ . При этом колеса будут по- 30 ворачиваться в направлении qi, профили 5 и 8 будут обкатываться со скольжением друг по другу, а точка их контакта перемещаться по линии зацепления MN. В точке N контакт этой пары зубьев прервется, но к этому времени на линии зацепления в контакте уже оказываются одно или две другие пары зубьев в зависимости от коэффициента б, по которому проектиру-40 ется передача.

Таким образом, нагрузка последовательно передается по зубьям колес и обеспечивается непрерывность движения ведомого колеса так, что обес- 45 печивается постоянство соотношения скоростей

(R-lR -2Rcosoie U-f-U -cosoi-sinp; R sin 6о

об arctg

R

и Rw,-4 ,cos(3,

где верхние альтернативные знаки 35 относятся к частям профилей, работаю щих в заполюсной зоне зацепления, . нижние - к частям профилей, работающих в дополюсной зоне,

w w радиусы начальных (делительных) цилиндров колесуCj) , ср - угловые координаты;

(Ь - угол наклона зубьев на н начальных цилиндрах;

-константа, принимающая в зависимости от величины коэффр циента перекрытия зубьев значение в пределах R(1,8-10,0)m;

R

CO,

JE dcpconst.

Форму, ла изобретения

Зубчатая передача, содержащая два колеса с выпуклыми головками и вог- 55

ВНИШШ Заказ 5980/33

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

нутыми ножками зубьев и с профильным перекрытием зубьев, отличающаяся тем, что, с целью повьше- ния нагрузочной способности, зацепления в полюсе передачи выбран в пределах t (15-40) , а профи-пи зубьев колес в нормальном сечении в системе координат с началом, расположенным на торцах колес, заданы уравнеиями:

X,-t-R.sinq

+(R-|R

2Rcosaio и +U X (cosoi созД coscfi isinft sinC ;

+R.cosl|, -(R-лlR -2Rcos ci U -bU) i w, -

x(cosci cosp- sinq |+ sinoi-coscf,) ; Z,+(R- R -2Rcosci, U +U) . cosoc sin|3f X +R... sinq, ± (R- R2-2Rcos, U+U2 )x

2,

X-(cos cosfJ-cosq j t sin(). ) ;

созд)+(К-л1н 2Ксо8Ы, и+иг)х к (cosci cosp-sinq j+sin«i-cosCfj) ;

(R-lR -2Rcosoie U-f-U -cosoi-sinp; R sin 6о

об arctg

R

и Rw,-4 ,cos(3,

30 40

45

где верхние альтернативные знаки 35 относятся к частям профилей, работающих в заполюсной зоне зацепления, . нижние - к частям профилей, работаю, щих в дополюсной зоне,

w w радиусы начальных (делительных) цилиндров колесуCj) , ср - угловые координаты;

(Ь - угол наклона зубьев на на- начальных цилиндрах;

-константа, принимающая в зависимости от величины коэффр циента перекрытия зубьев значение в пределах R(1,8-10,0)m;

-модуль зубчатых колес;

R

50

m

(I 1 J г

55

ираж 804

- системы координат, связанные с колесами и своими осями Z ориентированные по осям колес.

Подписное

Изобретение относится к машиностроению. Целью изобретения является повьшение нагрузочной способности.В зубчатой передаче, содержащей колеса 1 и 2 с выпуклыми головками и вогнутыми ножками зубьев 4 и с профильным перекрытием зубьев, профили зубьев в нормальном сечении в системе координат с началом координат, расположенным на торце колес, выполнены квази- диклоидальными. Приведены математические зависимости для описания профилей зубьев. 1 ил.