Червячная передача Советский патент 1991 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах механизмов и машин общего и специального назначения.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и КПД червячной передачи путем исключения повторного контакта и выбора благоприятного расположения линий контакта.

На фиг.1 показана червячная передача в средней торцовой плоскости червячного колеса; на фиг.2 - последовательные положения мгновенных контактных линий на боковой поверхности зуба червячного колеса и положение линии V 0, на которой точки контакта имеют суммарную скорость в направлении, перпендикулярном линии контакта, равную нулю; на фиг.З - положение контактных линий на боковой поверхности зуба червячного колеса, когда поверхность есть плоскость, проходящая через ось червяка под углом 0 Ofc,; на фиг.4 - положение контактных линий на боковой поверхности зуба червячного колеса, когда

поверхность V 0 есть плоскость, параллельная торцовой плоскости колеса.

Червячная передача (фиг.1) содержит червяк 1 и сопряженное с ним червячное колесо 2. Профиль витков червяка очерчен кривой 3. Точка 4 профиля витка червяка в осевом сечении находится на расстоянии f i от начального цилиндра червяка и на расстоянии f2 от прямой 5, перпендикулярной оси червяка. Суммарная скорость точек контакта витков червяка с поверхностями зубьев сопряженного колеса в направлении, перпендикулярном линии контакта такой передачи, определяется соотношением

zF Ec-f Mfrf r, (1)

(fG-Fs)(f f F FЈ C;fFl)7J0-

Скорость Vs равна нулю, если числитель выражения (1) равен нулю. Если точки контакта с V. 0 расположены за пределами поверхности зубьев червячного колеса (фиг.2), то на линиях контакта витков червяка и зубьев червячного колеса отсутствуют точки контакта, в которых V.,. 0. Данное условие обеспечивается, когда, например,

v „

Ё

О

VJ

о ю

Јь

равенство V 0 выполняется на плоскости, линия пересечения которой с торцовой плоскостью червяка есть прямая линия, параллельная плоскости колеса и удаленная от межосевого перпендикуляра на расстояние, большее половины ширины червячного колеса (фиг.4). В аналитической формуле это записывается как

I 0,5 D2,

где 02 ширина колеса;

I - расстояние от прямой V 0 до межосевого перпендикуляра.

Это условие обеспечивается также, когда, например, равенство V 0 выполняется на плоскости, линия пересечения которой с торцовой плоскостью червяка есть прямая линия, проходящая через ось червяка и не пересекающая область, занимаемую проекцией червячного колеса на плоскость торцо- вого сечения червяка (фиг.З). В аналитической форме данное условие имеет вид:

где 0 - значение угла 0 , при котором прямая, проходящая через ось червяка в его торцовом сечении, не пересекает область, занимаемую проекцией червячного колеса на плоскость торцового сечения червяка.

При указанном положении линий 6-11 контакта VЈ 0 (вне рабочей поверхности зубьев червячного колеса) улучшаются условия образования масляного клина между рабочими поверхностями витков червяка и зубьев червячного колеса, что приводит к повышению нагрузочной способности и КПД червячной передачи.

Червяк передачи выполнен с геометрическими параметрами, при которых справедливо равенство

EFV(EG-Fe)iA FFf4rt -B EFM-FFЈ 0, ft.)

которое должно выполняться на любой поверхности, расположенной вне рабочего участка поверхности зацепления, например на плоскости, линия пересечения которой с торцовой плоскостью червяка есть прямая, параллельная торцовой плоскости колеса и удаленная от межосевого перпендикуляра передачи на расстояние, больше половины ширины червячного колеса, или прямая линия, проходящая через ось червяка и не пересекающая область, занимаемую проекцией червячного колеса на плоскость торцового сечения червяка.

В соотношении (2) обозначены:

0

F -J-zb,

Ff-d-pa bj

.г„ ita ;

U..-l-JtoHfi. г..-- - ;

,9-l t(l..fv Cab6i b-PcoseiJid.-r.ls.ne j

({rrwi.,U,-rwv i :°se;

J--ll,

-z-U,l s9 U4l{;({,-rv,,, B U.rgSziyt.-rjim. Uz,pL(i,- -)cose.

F 1 j P ,

b.U.-rJ. U,,.|i-,

где ftw - межосевое расстояние передачи; 5 г радиус начального цилиндра червяка;

fl - расстояние от образующей начального цилиндра червяка до точки профиля витка в осевом сечении г 0, если точка 0 профиля лежит внутри начального цилиндра);

f2 - расстояние от точки профиля витка в осевом сечении до прямой, перпендикулярной оси червяка;

5 fi, fa - первая и вторая производные функции fa no fi;

Р - винтовой параметр витков червяка;

0 - угол между прямой, проходящей

через ось червяка в его торцовой плоскости,

0 и межосевым перпендикуляром червячной

передачи;

zi число витков червяка; za-число зубьев червячного колеса.i. При работе червячной передачи враще- 5 ние червяка 1 и червячного колеса 2 обеспе- чивает контактирование активных поверхностей витков червяка и зубьев колеса по мгновенным контактным линиям, проекции 6-11 которых на боковую 0 поверхность зуба червячного колеса 2 при вращении червяка в направлении, указанном стрелкой, изображены на фиг.2,3 и 4. При этом точки контакта с V 0 на рабочей поверхности зубьев колеса отсутствуют, по- 5 скольку линии .0 расположены вне этой поверхности.

Формула изобретения Червячная передача, содержащая червяк, профиль витков которого очерчен плав- 0 ной кривой,и сопряженное с ним червячное колесо, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и КПД передачи, параметры червяка выбраны из соотношения 5

2РЧЕС;-Рг1.,

где

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах механизмов и машин общего и специального назначения. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и коэффициента полезного действия червячной передачи за счет выбора параметров червяка, обеспечивающих исключение из зацепления точек контакта с нулевой суммарной скоростью. 4 ил.

F4-d-zbi

F-l4 -d-pa -zb ; „:

tfi-r rUi- fw)cosвt гw

e-Ps .nQ- l t(i, r lcosG; b-Pcos9 i;,({,-i-,Js;n6; C.2({,-rwUz r2(t,-rw fiJcose (k-UZ5;n9;

A-z.ut(,,-rwkose Q e.-{i,- -v,),1(f(-rj,;n9 +

2lP(f1-r1,,), E-(-(f «)5;

f i tP;

b-d.

us,z,

где aw - межосевое расстояние передачи; 15

rw радиус начального цилиндра червяка;

1670244

0

5

fi - расстояние от образующей начального цилиндра червяка до точки профиля его витка в осевом сечении;

f2 - расстояние от точки профиля витка червяка в осевом сечении до прямой, перпендикулярной оси червяка;

2 и первая и вторая производные f по fi;

Р - винтовой параметр витков червяка;

0 - угол между прямой, проходящей через ось червяка в его торцовой плоскости, и межосевым перпендикуляром червячной передачи;

«1- число витков червяка;

72-число зубьев i колеса.

4

Фие.1

Фиг. г

фиг.З

Ar0

фигЛ