Зубчатая муфта Советский патент 1988 года по МПК F16D3/18 

4

to

01 О

11

Изобретение относится к машино строению и может быть использовано для соединения несоосных валов тяжелонагруженных механизмов.

Цель изобретения повьппение нагрузочной способности за счет увеличения коэффициента перекрытия и площади пятна линейного контакта зубьев

.На фиг. 1 изображена зубчатая муф та, продольное сечение, в условиях перекоса продольных осей обоймы и втулки; на фиг. 2 - зуб обоймы с кон- I тактными линиями на его боковой по- I верхности, аксонометрия; на фиг. 3зуб втулки с бочкообразной по длине и высоте боковой поверхностью, аксо- ; нометрия; на фиг. А - профиль зуба : обоймы; на фиг. 5 - проекции в плос- I кости Y|OZ| линий контакта зубьев I втулки и обоймы при со З, га 6мм, j Z 46, d, 276 мм, b 35 мм. Зубчатая муфта состоит из зацепля I ющихся в условиях перекоса (фиг,1) втулки 1 и обоймы 2. Зубья 3 обоймы : 2 выполнены звольвентньми с прямолинейными образующими (фиг.2), а боковая поверхность зубьев 4 втулки 1 вы полнена бочкообразной по оси 5 и высоте 6, т.е. с продольной и попереч- I ной модификациями. Форма боковой поверхности зубьев втулки описана уравнениями

(ctg (ffi+Cf-tfc) + Cf siri

63

Т

A,

rj,- coscp tgjW /2

sln Tv +f/ -tfcT

де Xj, Y ,

7

координаты точки на боковой поверхности бочкообразного зуба втулки;

X,, Y, - координаты точки на эвольвенте зуба обоймы;

угол поворота муфты; максимальный угол перекоса продольных

9

(О

JQ 5 0 5

о

5

0

5

0

5

осей втулки относительно ( при эксплуатации муфты;

г - радиус основной окружности зубьев обоймы;

t-P - угол развернутости эвольвентного профиля зуба обоймы в точке с координатами Х и Y,f ;

Ч споловина угловой толщины впадины зуба обоймы.

На фиг. 2 изображены линии контакта 7 на боковой поверхности зуба 3 обоймы 2 при взаимодействии его с модифицированным зубом 4 втулки 1 при повороте муфты. Линии контакта 7 на зубе обоймы представляют собой плавные кривые с изменяющимися геометрическими параметрами по высоте и оси зуба, их положение для каждого значения угла поворота муфты описы- Бается уравнениями

X, () - - Cf cos(q -Ч с) ;

Y, rg cos( ) + + q sin(qi -Cfj) . ;

z .

sin((|J -ftf -Cfj.)

Зубчатая муфта работает следующим образом.

При повороте в условиях перекоса осей СО (фиг.1) втулка 1 и обойма 2- поворачиваются вокруг своих продольных осей. При этом зуб 4 втулки 1 совершает пространственное движение относительно зуба 3 обоймы 2, Предлагаемая продольная и поперечная модификации зубьев 4 втулки 1 (фиг.З), выполненные в соответствии с представленными уравнениями, обеспечивает линейный контакт 7 их (фиг.2) с эвольвентными зубьями 3 2. Линии контакта 7 имеют плавную удлиненную форму благодаря размещению их по оси и высоте зуба 3 (фиг.2) за счет продольно-поперечной модификации зуба втулки 4 (фиг.З), линия контакта а-а (фиг.2) на зубе 3 - при фиксированном значении угла поворота муфты ( , при другом фиксированко-90

ном значении угла поворота муфты у + + Л Ср занимает положение b-b и так далее. При нагружении муфты линии контакта преврап(аются в поверхность соприкосновения с увеличенной площадью пятна контакта. Причем контакт модифицированных зубьев втулки 1 с зубьями обоймы 2 производятся в двух противоположных зонах, каждая из торых составляет угол, близкий к Поэтому коэффициент перекрытия зубьев муфты Q Z/2.

Вследствие увеличения коэффициента перекрытия зубьев муфты (Ее,,- Z/2) повьппается число зацепляющихся ев, что способствует выравниванию нагрузки в зацеплении и снижению удельной нагрузки, действующей на один зуб. Кроме того, благодаря линейности контакта зубьев и увеличенных размеров линий контакта из-за распределения их по длине и высоте зуба за счет продольно-поперечной модификации зубьев втулки снижается удельная контактная нагрузка вследствие увеличенной площади пятна контакта. Все это повышает нагрузочную способность зубчатых мyфf.

Формула изобретения

Зубчатая муфта, содержащая зубчатую обойму с прямолинейными образующими зубьев и входящую с ней в зацепление зубчатую втулку, боковая поверхность зубьев которой вдоль оси выполнена бочкообразной, о чающаяся тем, что, повьшения нагрузочной способности за счет увеличения коэффициента .перекрытия и площади пятна линейного контакта зубьев, боковая поверхность зубьт л и - с цвелью

ев втулки вьтолнена бочкообразной и по высоте и описана уравнениями

,

X,

А, А, cos ( ; А, ; (X,- cos if +

to

15

Y, sincj )« sinCO ;

A, 2 Tg cos(( Ц гЧ с )« (( -Kf-tf,) +i sin2 -- ;

A s e ° 1 1 sin(V +(f -ifj

0

5

где X

1 1

X. и Y,

0

5

0

Zj - координаты точки на I боковой поверхности бочкообразного зуба втулки;

координаты точки на звольвенте зуба обоймы;

Ф - угол поворота муфты;

0 - максимальный угол перекоса продольных осей втулки относительно обоймы при эксплуатации муфты; радиус основной окружности зубьев обоймы;

tf - угол развернутости эвольвентного профиля зуба обоймы в точке с координатами X, и Y, :

(ff. - половина угловой

толщины впадины зуба, обоймы.

ъ (ffue.l

Изобретет-ше относится к области мапшностроения и может быть использовано для соединения несоосных валов тяжелонагруженных механизмов. Цель - повьппение нагрузочной способности за счет увеличения коэффициента перекрытия и площади пятна линейного контакта зубьев. Зубчатая ьгуфта состоит из находящихся в зацеплении втулки и . Зубья обоймы выполнены эволь- вентными с пpя foлI нeйными образующими, а боковая поверхность зубьев 4 втулки - бочкообразной по длине 5 и высоте 6, форма ее описана уравнениями. При взаимодействии зубьев линии их контакта на зубе обоймы представляют собой плавные кривые с изменяющимися геометрическими параметрами по высоте и длине зуба для ка кдого значения угла поворота муфты. Причем контакт модифицированных зубьев втулки с зубьями обоймъ производится в двух противоположных зонах, каждая из которых составляет угол, близкий к 90°. 5 ил.

иг2

м(х,,у,)

эболоВента

BmrffuHO эу5а oSoUMtn

fiopna/Jit