Зубчатая передача смешанного зацепления Советский патент 1991 года по МПК F16H1/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании зубчатых передач.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и плавности работы передачи путем уменьшения чувствительности передачи к погрешностям.

На фиг. 1 показаны зубья прямозубой передачи с тремя активными участками на каждой боковой стороне, вид сбоку; на фиг. 2 - зуб под нагрузкой, общий вид.

Зубчатая передача смешанного зацепления составлена из колес, боковые профили зубьев которых содержат внеполюсные неэвольвентные участки 1-2, 3-4 с минимальными профильными углами, равными профильным углам эвольвентных участков в точках их сопряжения и кинематически самостоятельные эвольвентные участки 2-3.

Внеполюсные участки профилей взаимодействующих зубьев содержат точечно-сопряженные и взаимосопряженные отрезки К-2, К-3, при этом взаимосопряженные отрезки К-2, К-3 расположены между теоретическими точками контакта точечно- сопряженных отрезков и эвольвентными участками и выполнены высотой /i«,, выбранной из соотношения

О 00

со со о

fire

.V

0,2...0,6,

(1)

где h,i-высота внеполюсного участка профиля у ножки,

внеполюсные участки у головки выполнены высотой ha-, выбранной из соотношения

ka.r

,1- -.0,45,

(2)

П-Ч9 + А/,

где йяД/г/э) - высота эвольвентного участка у головки (ножки) зуба.

Для большей технологичности передачи профиль внеполюсного участка у головки описан дугой одной кривой, а профиль вне- полюсного участка у ножки зубьев парного колеса описан дугами двух кривых, радиус pj для одной кривой по участку с высотой /гтс выбран равным радиусу ра дуги головки, центры кривизны этих двух кривых расположены на расстоянии / друг от друга и, соответственно, на расстояниях 10ц и 10ц от оси зуба, выбранных из соотношений

tOriг О 1 f Г О Ј

loft

0,81...0,98;

т.

,1. ..0,3, (3)

а угол аа (в угловых градусах) профиля эвольвентного участка выбран из соотношения

...27,

До.

(4)

где АО - полная высота головки зуба.

Соотношением (1) определены допустимые размеры (высота А.) взаимосопряженных участков. Принимаются значения диапазона тем большие, чем больше число Zi зубьев меньшего из взаимодействующих колес. При изменении отношения сверх верхнего предела появляется опасность кромочного контакта зубьев из-за взаимосопряженности большей части профилей и снижение нагрузочной способности передачи, а ниже нижней границы - положительное влияние взаимосопряженных профилей оказывается несущественным.

Соотношения (2) и (4) характеризуют параметры эвольвентных участков по обеспечению профильного перекрытия при наибольшем профильном угле.

Высота внеполюсных участков ниже нижней границы соотношения (1) исключает положительное влияние несопряженных участков, а нарушение верхней границы -:ло- вий (2) приводит к чрезмерному увеличению высоты внеполюсных участков, уменьшению их минимального профильного угла, а в результате - к снижению угла профиля, ухудшение формы эвольвентного участка и эксплуатационных показателей передачи. Значения соотношения (2) принимают тем большими, чем ниже точность изготовления передачи.

Соотношения (4) определяют выбор профильного угла эвольвентного участка тем большим, чем больше активная высота зуба, и позволяют улучшить форму эвольвентных участков без потери профильного перекрытия. При значениях ниже указанной в диапазоне (4) нижней границы снижается несущая способность эвольвентного участка из-за уменьшения угла зацепления. Значения сверх верхнего предела/приводят к необходимости такого уменьшения размеров внеполюсных участков, при котором отсутствует их благоприятное влияние на условия пересопряжения зубьев и смысл смешанного зацепления оказывается потерянным. Значения диапазона (4) выбирают тем большими, чем выше точность изготовления передачи.

Соотношение (3) определяет степень взаимной несопряженности профилей вне- полюсных участков зубьев. Его диапазон выбран из условия отсутствия опасности кромочного контакта. Принимается тем большее значение диапазона, чем выше тех0 нологические погрешности передачи. Значения ниже нижней границы делают передачу нестабильной в работе, снижают ее задиростойкость и изгибную выносливость. Выше верхней границы параметры создают

с уменьшение активной высоты зубьев и снижение нагрузочной способности передачи. На фиг. 2 показаны номинальная линия 5 контакта, распределенная по эпюре 6. Кромка ак -at зуба расположена на верхней границе зуба, линия 7 - линия рас0 пределения контактных напряжений.

При работе зубчатой передачи зубья колес находятся в зацеплении друг с другом. Благодаря наличию взаимосопряженных участков внеполюсного зацепления увеличивается профильное перекрытие зубьев, а положение начального (без внешней нагрузки) контакта легко регулируется изменением межосевого расстояния. При этом происходит смещение начального контакта на внеполюсные участки, а при перекосах

осей парных зубчатых колес в любом случае концентрация нагрузки происходит по внеполюсным участкам зубьев, теоретически работающим в фазе двухпарного зацепления с выпукло-вогнутым контактом.

В случае значительного перекоса осей

5 нагрузка вдоль номинальной линии контакта (фиг. 2) распределяется неравномерно по эпюре 6 с концентрацией по внеполюсным участкам у одной из кромок ал -а зубьев. Тем не менее благодаря выпукло- вогнутому контакту внеполюсных участков и

0 их работе в фазе двухпарного зацепления это не приводит к появлению пика контактных напряжений - они распределяются по линии 7 и в зоне концентрации нагрузки напряжения меньше, нежели в точке полюса зацепления.

Такая передача веьма эффективна при работе в условиях значительных перекосов осей колес, например в авиационных конструкциях с корпусами низкой жесткости.

5

50

Формула изобретения

1. Зубчатая передача смешанного зацепления, содержащая колеса, боковые профили зубьев которых включают эвольвент- ные участки и соединенные с ними вне- 55 полюсные неэвольвентные участки, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и плавности работы, внеполюсные неэвольвентные участки профилей зубьев имеют точечно-сопряженные и взаимосопряженные отрезки, взаимосопряженные отрезки расположены между теоретическими точками контакта точечно-сопряженных отрезков и эвольвентными участками и выполнены высотой hrc, выбранной из соотношения

,2...0,6, V

где hft- высота внеполюсного участка про-

филя ножки;

внеполюсные участки у головки выполнены высотой her,, выбранной из соотношения

-г- ,l. ..0,45, «л+Л,сэ

где /га. ) - высота эвольвентного участка у головки (ножки) зуба. 2. Зубчатая передача по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения тех- нелогичности передачи, профиль внеполюсного неэвольвентного участка у головки описан дугой одной кривой, а профиль вне- полюсного неэвольвентного участка у ножки зубьев парного колеса - дугами двух кривых, радиус рл для одной из которых по участку с высотой hrc выбран равным радиусу ра дуги головки по внеполюсному не- эвольвентному участку, центры кривизны этих двух кривых расположены соответственно на расстояниях / и fofa от оси зуба и на расстоянии / друг от друга, выбранных из соотношений

Ј

ч

где m - модуль зубьев,

а угол аз (в угловых градусах) профиля эвольвентного участка выбран из соотношения

... 27.

fcq,

где ha - полная высота головки.

,81...0,98; 0,1-0,3, /п.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании зубчатых передач. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности и плавности работы передачи путем уменьшения чувствительности передачи к погрешностям. В зубчатой передаче смешанного зацепления, составленной из колес, боковые профили зубьев содержат эвольвентные участки и соединенные с ними внеполюсные неэвольвентные активные участки выпуклого профиля у головки и вогнутого профиля у ножки, выполненные с минимальными профильными углами, равными профильным углам эвольвентных участков в точках их сопряжения, неэвольвентные участки выполнены кусочно-сопряженными и содержат взаимосопряженные отрезки с определенными параметрами. Такое выполнение позволяет использовать смешанное зацепление в прямозубых передачах, обеспечивая повышение ее несущей способности и плавности зацепления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ј

Фиг Л

Фиг. 2