Червячная передача Советский патент 1991 года по МПК F16H1/16 

И

t

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании червячных передач. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности КПД. В червячной передаче с выпукло-вогнутым профилем витков червяка за счет выбора геометрических параметров переходного участка от головки к ножке профиля витков червяка исключены узловые точки из зоны контакта активных поверхностей зацепления. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин и механизмов, содержащих червячные передачи

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности КПД путем устранения узловых точек на переходном участке витка червяка.

На фиг.1 показана червячная передача в средней торцовой плоскости червячного колеса; на фиг.2 - положение узловых точек в торцовом сечении червяка, проходящем через межосевой перпендикуляр; на фиг.З - последовательные положения мгновенных линий контакта на поверхности зуба червячного колеса когда узловые точки исключены из зоны контакта рабочих поверхностей витков червяка и зубьев червячного колеса.

Червячная передача (фиг.1) содержит червяк 1 и сопряженное с ним червячное колесо 2. Профиль ножки витка червяка

очерчен кривой 3 и имеет вогнутую форму, профиль головки витка червяка очерчен кривой 4 и имеет выпуклую форму. Выпуклый и вогнутый участки профиля витка соединены между собой отрезком прямой или плавной кривой ab, образующей переходный участок 5 профиля витка червяка. Точка 6 профиля витка червяка находится на расстоянии fi от начального цилиндра червяка с радиусом rw и на расстоянии f2 от прямой

7,перпендикулярной оси червяка , fin - расстояние от точки переходного участка профиля витка червяка в осевом сечении до начального цилиндра

Точки а и b (фиг.2) находятся на расстоянии га и гь от оси червяка, а узловая точка Ki - на расстоянии Умакс (наиболее удаленная) от межосевого перпендикуляра 8 и точка К2 - на расстоянии УМин (наименее удаленная) от межосевого перпендикуляра

о

ю О

GJ

чэ

расположенной на расстоянии rw от оси червяка.

Точки Кт и KZ являются особыми и их наличие в зоне контакта вызывает подрезание на поверхности зубьев колеса, что приводит к ухудшению условий контакта сопряженных поверхностей витков червяка и зубьев колеса и к снижению коэффициента полезного действия червячной передачи.

Расстояние узловых точек от межосевого перпендикуляра 8 (фиг.2) определяется равенством

Y (fi-rw)sln в(1)

Здесь значения f i и угол в находят из соотношений

sin 0 -fa1ctglw

(fj)WA.+ 1

(f i - rw Г

где f2 - производная fz no f i (h - tg а или h tg an, а- угол профиля витка червяка в осевом сечении, угол переходного участка витка червяка в осевом сечении);

угол подъема витков червяка на начальном цилиндре.

Если второе уравнение (2) имеет решение, червячная передача содержит узловые точки (фиг.2). в окрестностях которых ухудшаются условия зацепления и наблюдается подрезание. Эти узловые точки будут отсутствовать в рабочей зоне зацепления, если переходной участок профиля витка червяка (фиг.1, 2) будет очерчен отрезком прямой линии или кривой с параметрами, для кото- оых второе уравнение (2) не имеет решений, а расстоянии точек а и b от оси червяка определены из соотношений

га

А

Ь УМИН

ГЬ УГ, + Умакс

На фиг.З показаны мгновенные линии контакта 1,2,3, 4, 5, 6 на зубе колеса 2.

Параметры прямой или кривой переходного участка витка червяка выбраны из условия, при котором отсутствует решение уравнения

(tg On ctg Aw +

rw

( fin - rw Y

1

При работе червячной передачи вращение червяка 1 и червячного колеса 2 обеспечивает контакт между их активными поверхностями по мгновенным линиям,

проекции 1...6 которых на боковую поверхность зуба колеса 2 показаны на фиг.З, Мгновенные линии контакта при вращении червяка в направлении, указанном стрелкой, занимают последовательно положения 1 ...6 . При этом на рабочих поверхностях зубьев колеса отсутствуют узловые точки.

Формула изобретения

Червячная передача, содержащая червяк, профиль витков которого в осевом сечении выполнен выпуклым на выступах витка, вогнутым на впадинах витка и с переходным участком витка, и сопряженное червяку червячное колесо, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и КПД параметры передачи выбраны из соотношений 1

Г лгу

Га yrw Ь Умин ГЬ уГгЈ +УМЭКС

где ra - наибольший радиус цилиндра впадин витка червяка;

гь наименьший радиус цилиндра выступов витка червяка;

rw - радиус начального цилиндра червяка;

YMHH, Умакс - расстояния между межосевым перпендикуляром и входной и выходной границами активной поверхности переходного участка поверхности витка червяка соответственно, а параметры переходного участка витка червяка выбраны из

условия, при котором соответствует решение уравнения

2

(tg On ) ctg Aw + 1 ,

(fm - rw Y

где а - осевой угол профиля переходного участка витка червяка;

AW угол подъема витков червяка на начальном цилиндре;

f in - кратчайшее расстояние от текущей точки переходного участка поверхности витков червяка до его начального цилиндра.

6 «

ФигЗ