Гиперболоидная зубчатая передача Советский патент 1988 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых приводных устройствах.

Целью изобретения является повы- шение нагрузочной способности путем уменьшения опасности возникновения кромочного контакта.

На фиг. 1 изображен зуб колеса; на фиг. 2 - начальные гиперболоиды колес и межосевой перпендикуляр; на фиг. 3 - начальные гиперболоиды, ви сверху; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - то хе, при выпуклом и вогнутом криволинейных про Филях; на фиг. 6 - то же, при прямолинейном и выпуклом профилях зубьев на фиг. 7 - то же, при вьтолненных по дугам окружностей; на фиг. 8 - то же, при профилях, вьтолненных по дугам зллнпса;-на фиг. 9 - то же, после приработки передачи; на фиг. 10 - радиусы кривизны криволинейных поверхностей; на фиг. 11 - контакт выпуклого профиля с прямоли нейным.

,-

Гиперболоидная зубчатая передача содержит колеса (не показаны) с пе- рекрещиваю1цимися осями, у которых профили зубьев, ограниченные по высо те окружностями вершин и впадин, выполнены по длине зуба на участке 1 (фиг. 1), равном половине длины зуба, выпуклыми у торца и с переменной кривизной до плоскости горлового се- чения. На другой половине зуба - на участке 2 профиль зуба выполнен вогнутым у торца и с переменной кривизной до горлового сечения, а линия сопряжения участков профиля располо- жена в плоскости, перпендикулярной к винтовой линии зуба на начальных гиперболоидах 3 и 4 колес (фиг. 2 и 3), и проходит через межосевой перпендикуляр 5. Пробили 6 и 7 (фиг. 4) в сечениях, перпендикулярных к винтовым линиям зубьев на начальных гиперболоидах, выполнены криволинейными, а точка К касания профилей располагается в пределах ±0,3 высоты h зуба от точки О пересечения начального гиперболоида с данным сечением. В сечениях, перпендикулярных к винтовым линиям зубьев на начальных гиперболоидах, промять 8 вьтолне вогнутым, а профиль 9 выпуклым (фиг. 5).с максимальным радиусом кривизны на окружности вершин и впадин

с

ю 1Б 20 25

30

35 40 45 50н §5 -B±-|i l4AC R,5А

где R, - радиус кривизны выпуклого

профиля на окружности вершин и впадин, который из двух корней уравнения выбирается положительным;

А,В,С - коэффициенты, определяемые по формулам

()i ( ); C() -+4h T%

где Т - коэффициент, равный

Ьд - высота головки зуба; UR - разность между максимальными радиусами кривизны двух профилей зубьев на окружности вершин и впадин, которая выбирается в пределах от lOm до 20т „,

U ,,

где т„ - модуль зуба в нормальном сечении;

К - коэффициент, определяемый по формуле К 45 10 2 , где Ш - класс шероховатости профилей. Профиль 10 (фиг. 6) в сечениях,

перпендикулярных к винтовой линии зуба на начальном гиперболоиде, выполнен с нулевой кривизной, а профиль 11 - выпуклый с максимальным радиусом кривизны на окружности вершин и впадин

К -ha

R,- -2к-

где R, - радиус кривизны выпуклого профиля на окружности вершин и впадин; hg - высота головки зуба; К - коэффициент, определяемый по

указанной формуле. Профили 12 и 13 (фиг. 7)выполнены вогнутыми и выпуклыми по дугам окружностей. Радиус выпуклого профиля

., -Bi.|B -4Ac

R,5А

где А,В,С - коэффициенты, значения которых указаны.

Профили 14 и 15 (фиг. 8) выполнены по дугам эллипсов с длиной большой полуоси выпуклого профиля

„ -BtV-4Ac R

где А,В,С - коэффициенты, значения

которых указаны. Длина малой полуоси эллипса выпуклого профиля

,- COSOC,

где Rf/i - длина малой полуоси эллипса выпуклого профиля; (6 - угол между плоскостью, пер- пендикулярной к винтовой линии зуба на начальном ги- перболлоиде и проходящей через межосевой перпендикуляр, и плоскостью, на кото- рую эллипс выпуклого профиля проектируется как окружность радиуса R,. Зубчатая передача работает следующим образом.

При вращении зубчатого колеса с начальной поверхностью 3 начинает вращаться колесо с начальной поверхностью А.

Криволинейные профили 6 и 7 каса- ются друг друга в точке К касания (фиг. А), находящейся в пределах +0,3 высоты зуба от точки пересечения начального гиперболоида с данным сечением, так как при касании зубьев вне этого участка из-за неточностей изготовления и сборки может возникнуть контакт, приводящий к концентрации контактных напряжений и разрушению колес.

Формула изобретения

1. Гиперболоидиая зубчатая передача, содержащая колеса с перекрещивающимися осями и кривизной зубьев переменной по линии зуба, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности путем уменьшения опасности возникновения кромочного контакта, активные участки профилей боковых поверхносте зацепляющихся зубьев в сечениях, перпендикулярных к винтовой линии зуба на начальном гиперболоиде, расположены на высоте, равной трети высоты зуба в обе стороны от начального гиперболоида.

2. Зубчатая передача по п. 1, отличающаяся тем, что профили зубьев колес выполнены с кривизной разного знака и максимальный радиус кривизны на окружности верщин шадин определен по зависимости

R .

-В±л|в --4АС 5А

где R, - радиус кривизны выпуклого профиля на окружности вершин и впадин;

А,В.С - коэффициенты, определенные по формулам

(uR --T); B-4AR(); С(ЛН --Т) +4hgT ,

где коэффициент T &R+K;

hp - высота головки зуба; uR - разность между максимальными радиусами кривизны двух профилей зубьев, .-R, , где R - максимальный радиус кривизны вогнутого профиля на окружности верщин и впадин, а uR выбрана в пределах от lOm до 20т„;

т„ - модуль зуба в нормальном сечении;

К - коэффициент, определяемый по формуле

.10. Ш - класс шероховатости профилей.

3. Зубчатая передача по п. 2, отличающаяся тем, что, с целью повьппения технологичности, один профиль в сечениях, перпендикулярных к винтовой линии зуба на начальных гиперболоидах, выполнен прямолинейным, а другой выпуклый с максимальным радиусом кривизны на окружности вершин и впадин

KVh

р v .iiq

4.Зубчатая передача по п. 2, отличающаяся тем, что, с целью повьщ1ения технологичности, профили выполнены по дугам окружностей

с радиусом кривизны выпуклого профиля

Р -В±- В -ААС

R.5А

5.Зубчатая передача по п. 2, отличающаяся тем, что, с целью повьщгения технологичности, профили выполнены по дугам эллипсов с длиной большой полуоси чллипса выпуклого профиля

„ -В1л1в -ААС R, -2А

fpue.f

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых приводных устройствах. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности путем уменьшения опасности возникновения кроночного контакта. В гиперболоид- ной зубчатой передаче локализация пятна контакта осуществляется в пределах ±0,3 от высоты зуба в сечениях зубьев 1 и 2, перпендикулярных к винтовой линии зуба на начальных гиперболоидах 3 и 4. Один из профилей выполнен туклым, а другой - вогнутым с максимальными радиусами кривизны на окружностях вершин и впадин, которые определяются из условия равенства величины зазора между профилями на окружностях вершин и впадин утроенной высоте микронеровностей. Из этого же условия определяется радиус кривизны выпуклого профиля при контактировании его с прямолинейным профилем. Один из профилей выполняется прямолинейным для улучшения технологичности изготовления. С этой же целью профили выполнены по дугам окружностей и дугам эллипсов. 4 з.п. ф-лы, 11 ил. - } (Л

g:--f - Риг.

А- повернуто

Начальный гиперболоид

Фи.

А-А побернуто

Начальный гиперболоид

Vu.S

-А /7oSep /77o

Фиг. 8

А-А noSep {//77o

подернуто

fPu2.6

Фиг. 7

Фиг. 9

Фиг.10

фиг.11