Коническая зубчатая передача Советский патент 1989 года по МПК F16H1/14 

S

1сл

со ;о

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых и кинематических конических зубчатых предачах.

Цель изобретения - увеличение несущей способности и исключение регулировки при монтаже за счет самоустановки, а также расширение функциональных возможностей путем реверсирования.

На фиг. 1 показана коническая зубчатая передача в осево.м сечении неподвижного колеса; на фиг. 2- - осевое сечение передачи; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б - Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В -В на фиг. 3; на фиг. 6 - вариант выполнения передачи с двумя зубчатыми венцами; на фиг. 7 - разрез Г - Г на фиг. 6.

Коническая зубчатая передача содержит колеса 1 и 2 со спиральными зубьями, одно из колес 1 подвижно в осевом направлении, колесо 2 неподвижно в осево.м направлении, угол спирали зуба в средне.м сечении зубчатого венца подвижного конического колеса 1 выбран из условия

arcsin(tga.-tgd), где а - угол зацепления;

6 - угол начального конуса подвижного колеса I, а вблизи торцов зубчатого венца колеса 1 соблюдено условие

.2±ц-сол-р|,2 /яа-/ 6 + ц/й 6, где PI L - yr. ibi спирали зуба в сечении зубчатых колес 1 и 2 передачи вблизи торцов венца; ц - коэффициент трения.

Указанное выполнение передачи не обеспечивает ее реверсирования.

Для реверсирования конической зубчатой передачи зубчатые колеса 1 и 2 выполнены каждое из двух зубчатых венцов 3, 4, 5, 6 с различны.м направлением спиралей зубьев.

В корпусе 7 на подшипниках 8 и 9 (фиг. 2 и 6) установлен вал 1 1 с коническим ко- лесо.м 2, имеющим круговые зубья. На подшипниках 1 I и 12 установлен вал 13 с коническим колесом 1, имеющим круговые зубья, причем вал 13 может двигаться в осевом направлении. На Ц1лицах 14 (фиг. 6) закреплен венец 6, а на и лицах 15 вала 13 - венец 4, причем направление спирали зубьев венцов 6 и 4 обратное по отношению к спиралям зубьев венцов 5 и 3.

Ведущим может являться любой из валов 10 или 13. Однако направление усилия ,V в зацеплении (фиг. 3), действующего на подвижное коническое колесо, должно быть к вершине конуса колеса. При нагружении одного из валов 10 или 13 крутящим мо.ментом в зацеплении зубьев колес 2 и I появляется окружное тангенциальное усилие Т, приложенное поблизости от середины длины зуба. Усилие в зацеплении является равнод хействующей распределенного по некоторой плопхади давления, но площадь в случае круговых зубьев достаточно мала и вполне допустима замена распределенной нагрузки сосредоточенной силой. В точке контакта зубья колес 2 и 1 направлены под углом р спи- 5 рали, поэтому по нормали к линии зацеп.,Тгг

ления действует сила .,. he составcosp

ляющая в осевой плоскости сила 5 /V-smp-

10 плоскости, перпендикулярной линии зацепления (фиг. 4), сила Л является одной из составляющих силы Q (она является действующей в зацеплении силой)

15п Л/ Г

cosa. cosa-cosp

где а - угол зацепления (в некорригированных зацеплениях обычно ). Распорная сила в зацеплении R Q-sina.- 20 A/-/ga 7 -/gcx/cosp.

В осевой плоскости (фиг. 5) есть две силы, сдвигающие подвижное колесо в осевом направлении: S и /. Их проекции на направление оси колеса

25 L S-cosf T-tg -cosd; M R-sin6

j-tga -sind

cos

Венец 3 находится в равновесии (в осевом направлении) при равенстве 0 или

,,p...

Угол спирали зуф в среднем сечении (на среднем модуле) равен 35sin tga-tg

или

arcsin(tga-tgd).(1)

40 Реверсивная работа конической передачи обеспечивается также, если каждое колесо имеет два венца с различным направлени- е.м спира.тей (фиг. 7). При этом угол р спирали посередине каждого зубчатого венца подчиняется условию (1), а углы спира45 ли вблизи торцов каждого зубчатого венца выбираются с соблюдением условий

s/np,+n-cospi /ga./ p-|bi/g6; (2)

- tgOl.-tg - - litgf.(3)

Передача работает следующим образом. Зубчатые колеса 1 и 2 вступают в за- 50 цепление, передавая нагрузку с вала 13 на вал 10.

Коническая передача оказывается самоустанавливающейся и не требует регулировки на пятно контакта. Однако при реверсе система сил оказывается обратной и равно- 55 весие не будет иметь места. Передача получается нереверсивной. Указанный недостаток может быть устранен, если круговой зуб будет выполнен с углом

спирали на среднем модуле. Диаметр резцовой головки при нарезании зуба выбирается таким, чтобы углы р спирали, подчиняющиеся условию (I), находились достаточно близко к среднему сечению конического колеса. Тогда нагрузка на зубья в процессе работы будет всегда (т. е. при любых деформациях валов, подшипников и корпуса) приложена к средней части зуба. Максимальные значения углов спирали на краях зуба должны быть больше или раины углу по условию (3).

Формула изобретения

I. Коническая зубчатая передача, содержащая колеса со спиральными зубьями, отличающаяся тем, что, с целью увеличения несущей способности и исключения регулировки при монтаже за счет самоустановки, одно из колес подвижно в осевом направлении, угол спирали зуба в среднем сечении зубчатого венца подвижного конического колеса выбран из условия arcstn(tga.-tgf),

где а - угол зацепления;

6 - угол начального конуса подвижного

колеса;

а вблизи торцов зубчатого венца соблюдено условие 0smPI 2±цсо.р1. + ,

где - углы спирали зуба в сечении зубчатых колес передачи вблизи торцов венца;

(I - коэффициент трения.

с 2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем реверсирования передачи, зубчатые колеса выполнены каждое из двух зубчатых венцов с раз.чичным направлением спиралей.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых и кинематических конических зубчатых передачах. Целью изобретения является увеличение несущей способности и исключение регулировки при монтаже за счет самоустановки. В конической зубчатой передаче, содержащей колеса 1 и 2 со спиральными зубьями, одно из колес 1 подвижно в осевом направлении, угол спирали зуба в среднем сечении зубчатого венца подвижного конического колеса 1 выбран как функция угла зацепления и угла начального конуса. Вблизи торцов зубчатого венца соблюдается соотношение между углами спирали зуба, углом зацепления, углом начального конуса и коэффициентом трения. Зубчатые колеса 1, 2 могут быть выполнены каждое из двух зубчатых венцов с различным направлением спиралей. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

fpue.J

А-А

J3

В

фиг.З

В-6

сриг.

5 R

В-8

Ц)и г. 5

J3