Спироидная передача с ротапринтной смазкой зацепления Советский патент 1991 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к спироидным зубчатым передачам, в которых применение жидких или пластичных смазок недопустимо, например, в вакуумной, космической, пищевой, химической технике.

Цель изобретения - уменьшение габаритов в направлении оси спироидного колеса,

На фиг.1 покапана передача, разрез по оси вала спироидного колеса, на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1, момент отсутствия подпружиненного контакта его витков с зубьями стержня; на фиг. 5 - то же, в случае прохождения оси стержня через ось расположенного напротив него червяка.

Передача содержит корпус 1, червяк 2 с витками 3, размещенное на тихоходном ва- лу4 спироидное колесобс зубчатым венцом 6 с зубьями 7, снабженное параллельными его оси 8 выполненными из твердого смазочного материала стержнями 9, которые со стороны зубчатого венца 6 снабжены зубьями, имеющими такую же, как у зубьев 7 венца 6, геометрию боковых поверхностей, а с противоположной стороны закреплены в держателях 10. Последние размещены в выполненных в спироидном колесе 5 параллельных его оси отверстиях 11 и несут на своих уменьшенного диаметра цилиндрических частях 12 пружины 13, опирающиеся на закрепленное на торце 14 спироидного колеса 5 кольцо 15 и обеспечивающие подпружиненное полнопрофильное зацепление зубьев стержней 9 с витками 3 червяка 2. Конец цилиндрической части 12 каждою из держателей 10, снабженный резьбовой нарезкой и продольным шпоночным пазом 16, проходит через отверстие кольца 15, имеющее выступ 17, сопряженный по посадке движения со шпоночным пазом 16 цилиндрической части 12 держателя 10 и препятствующий повороту последнего вокруг своей оси. На конец цилиндрической части 12 каждого держателя 10 навинчена гайка 18, ограничивающая заданной величиной 5П величину выступа- ния плокости 19 вершин зубьев стержней 9 за параллельную плоскости 19 плоскость 20, касательную к цилиндру 21 впадин витков 3 червяка 2, в случае расположения стержней 9 в стороне от витков 3. Между торцом 22 кольцевого уступа, образованного в каждом отверстии 1, и ближайшим к нему торцом 23 держателя 10 предусмотрен зазор до , в пределах которого возможно осуществление периодической компенсации износа стержней 9, просходящего в

процессе эксплуатации спироидной передачи, путем свинчивания на нужные величины гаек 18 с концов цилидрических частей 12 держателей 10. Величина выступания дп

плоскости 19 стержней 9 при их нахождении вне зоны зацепления с витками 3 спироидного червяка 2 за плоскость 20 в момент начала эксплуатации передачи имеет значение, лежащее в пределах 0,2-0,4 высоты hi

витка 3 (фиг.4). При расположении каждого из стержней 9, определяющемся прохождением его оси 24 через ось расположенного напротив него спироидного червяка 2, зубья стержней 9 находятся в полнопрофильном

подпружиненном зацеплении с витками 3, так как пружина 13 оказывается в сжатом состоянии, и плоскость 19 стержней 9 совмещается с плоскостью 20 (фиг.5).

Точки пересечения осей 24 стержней 9

с торцовой плоскостью спироидного колеса 5 располагаются относительно оси 8 последнего таким образом, что размещаются на расположенной в указанной плоскости архимедовой спирали. Диаметр dc каждого

из стержней 9 с целью обеспечения размещения на нем хотя бы одного полного зуба имеет величину, выбранную в соответствии с зависимостью

2,5 яrm2/Z2 dc 3,5 JT .г ,

где Гт2 средний радиус зубчатого венца 6 спироидного колеса 5;

za - число зубьев 7 зубчатого венца 6. Высота hc зубьев, образованных на стержнях 9, с целью обеспечения полнопрофильного смазывания поверхностей витков 3 червяка 2 выполнена равной высоте hi витка 3. Достижение указанной возможности размещения на каждом стержне 9 по крайней мере одного полного зуба обусловлечо тем, что значение dc 2,5л: rm2/Z2 превышает величину окружного шага зубьев 7 венца 6 спироидного колеса 5, равную 2 7ГГт2/22. Ограничением величины dc значением, не превышающим 3,5 л:Гт2/22, обеспечивается исключение избыточного сокращения прротяженности передающих нагрузку боковых поверхностей тех зубьев 7 венца 6, через которые проходят стержни

9. В результате выполнения равенства высот hc и hi соответственно зубьев, стержней 9 и витков 3 червяка 2 достигается улучшение переноса твердого смазочного материала с изнашивающихся зубьев стержней 9

сначала лэ все боковые поверхности витков 3, а затем в зону зацепления витков 3 с зубьями 7 венца 6 и обеспечивается плавность и устойчивость процесса сжатия пру- жикы 13 по мере вхождения зубьев стержней 9 в подпружиненное полнопрофильмов их зацепление с витками 3 червяка 2 (фиг.5).

Число пс стержней 9 с целью обеспечения прохождения зубьев последних за один полный оборот спироидного колеса 5 через всю (без каких-либо пропусков) протяженность зоны зацепления этого колеса с червяком 2 принято равным значению, определенному из условия с - (ге2 - из ) + Ае + Д - Ас /( dc - Ас ), где ге2 и П2 - соответственно внешний и внутренний радиусы зубчатого венца 6 спироидного колеса 5;

Де (0,2-0.8)dc - величина разности между радиусом соосной со спироидным колесом окружности, соприкасающейся снаружи с окружностью диаметра dc самого удаленного от оси спироидного колеса смазочного стержня, и радиусом ге2;

AI (0,2-0,8)dc - величина разности между радиусом П2 и радиусом соосной со спироидным колесом окружности.соприкасающейся изнутри с окружностью диаметра dc самого близкого к оси спироидного колеса стержня,

Ас (0,2-0,8)dc - величина взаимного перекрытия в радиальном направлении диаметров dc соседних стержней 9.

Для того, чтобы в пределах венца 6, заключенного между окружностями радиусом Ге2 и П2, стержни 9 располагались равномерно и по ширине b Ге2 - П2 венца 6, и по его окружности, обеспечивая тем самым равномерность вхождения стержней 9 в зону зацепления, а значит, и равномерность рртапринтного смазывания зацепления, точки пересечения осей 24 стержней 9 с плоскостью, например, вершин зубьев 7 венца 6 расположены равномерно на архимедовой спирали, т.е. таким образом, что удалены друг от друга на равные угловые шаги и одновременно размещены на концентрических окружностях изменяющегося на равные отрезки радиуса гс , значения которых определены из условия Аре 2л /пс;

rc( (П2 - AI) 0,5dc + (dc - AcXk -1). где rv1 - радиус концентрической окружности, определяющей положение центра стержня 9 с порядковым номером к, отсчитываемым в направлении от оси 8 спироидного колеса 5 и принимающим значения от 1 до к пс.

Указанные условия по существу представляют собой форму записи архимедовой спирали, включающую в себя в качестве дополнительной информации указание на то, что стержни 9 расположены относительно друг друга на равных угловых шагах. При

традиционной форме выражения этой архимедовой спирали получают . где /Эд радиус-вектор произвольной точки

данной спирали;

а nc(dc - Ас ) 2 п - постоянный коэффициент спирали;

р А - полярный угол, определяющий положение радиуса-вектора , рад.

Смазывание зацепления в спироидной передаче происходит следующим образом. Каждый стержень 9 большую часть времени полного оборота спироидного колеса

5 находится вне зоны зацепления последнего с червяком 2. В течение этого времени плоскость 19 вершин зубьев этого смазочного стержня (фиг.4) вследствие действия пружины 13 выступает над плоскостью 20,

параллельной плоскости 19 и касательной к цилиндру 21 впадин витков 3 червяка 2, на величину 5П , которую в момент начала эксплуатации передачи целесообразно принимать равной 0,2-0,4 высоты hi витка 3 (при

больших значениях величины (5П возможны поломки зубьев смазочного стержня в момент вступления их во взаимодействия с витками 3). По мере вращения спироидного колеса 5 каждый из стержней 9 вопределенный момент времени начинает входить своими зубьями в зацепление с витками 3, вдавливаясь постепенно вместе с его держателем 10 в отверстие 11 и вызывая сжатие пружины 13. При этом последняя

оказывается в наиболее сжатом состоянии в период времени с момента, когда плоскость 19 вершин зубьев стержня 9 оказывается совмещенной с плоскостью 20, по момент, когда указанная плоскость 19 начинает отходить от плоскости 20 (одно из промежуточных положений зацепления зубьев стержня 9 с витками 3 червяка 2, соответствующее данному периоду времени, показано на фи. 5). На протяжении этого периода

времени зубья стержня 9 находятся в полнопрофильном подпружиненном зацеплении с витками 3, вследствие чего происходит ротапринтное перенесение твердого смазочного материала с боковых

поверхностей и поверхностей впадин зубьев стержней 9 на боковые поверхности и поверхность вершин витков 3, а затем перенесение вместе с этими поверхностями витков 3 стоя смазочного материала в зону

зацепления последних с зубьями 7 спироидного колеса 5, в результате чего обеспечивается взаимодействие передающих нагрузку зацепляющихся поверхностей витков 3 и зубьев 7 через посредство указанного слоя смазочного материала.После того, как в

процессе эксплуатации передачи из-за изнашивания зубьев каждого стержня 9 выступание дп вершин последних над плоскостью 20 уменьшается до величины, близкой к нулю, осуществляют регулировку положения стержней 9, состоящую в том что производят свинчивание гаек 18с резьбовых концов держателей 10 до тех пор, пока под воздействием пружины 13 значение дп не достигнет снова величины, равной (0,2-0,4)hi. Осуществив такую регулировку, продолжают дальнейшую эксплуатацию передачи.

Формула изобретения 1. Спироидная передача с ротапринт- ной смазкой зацепления, содержащая корпус, установленные в нем червяк и зацепляющееся с ним спироидное колесо с зубьями, имеющими направление, разноименное с направлением витков червяка, и устройство для смазки, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов в направлении оси спироидного колеса, на венце последнего выполнены сквозные отверстия, равномерно расположенные по архимедовой спирали, а устройство для смазки выполнено в виде размещенных в соответствующих отверстиях венца держателей и установленных в держателях и выполненных из твердого смазочного материала стержней, имеющих каждый зуб на наружном торце, предназначенный для

0

5

0

5

0

взаимодействия с винтовой нарезкой червяка и подпружиненный к последнему.

2,Спироидная передача по п.1, о т л и- чающаяся тем, что диаметр dc стержня выбран из условия

2,5 л rm2/z2 dc 3,5 п Ттг/гг. где Гт2 - средний радиус зубчатого венца спироидного колеса;

Z2 - число забьев зубчатого венца спироидного колеса, а высота he зубьев на стержнях равна высоте (и витка червяка.

3.Спироидная передача поп. 1.ОТЛИ- чающаяся тем, что число отверстий выбрано из условия

Пс (Ге2 - П2 ) + Де + А - Ас /( dc - Дс ) ,

где Ге2 и П2 - соответственно внешний и внутренний радиусы зубчатого венца спироидного колеса;

Д е (0,2-0,8)dc - разность между радиусом соосной со спироидным колесом окружности, соприкасающейся снаружи с окружностью диаметра dc самого удаленного от оси спироидного колеса стержня, и радиусом Ге2:

Д (0,2-0,8)dc - разность между радиусом пг и радиусом соосной со спироидным колесом окружности, соприкасающейся изнутри с окружностью диаметра dr. самого близкого к оси спироидного колеса стержня,

Дс (0,2-0,8)dc - величина взаимного перекрытия в радиальном направлении окружностей диаметра dc соседних стержней.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к спироидным зубчатым Ь 7 fft 18 передачам с твердой смазкой зацепления Цель изобретения - уменьшение габарита в направлении оси спироидного колеса Указанная цель достигается за счет того, что смазывающее устройство выполнено в виде стержней 9 из твердого смазочного материала, установленных в отверстиях 11, расположенных по архимедовой спирали на венце спироидного колеса 5, с которым зацепляется червяк 2. Стержни 9 установлены в держателях 10 и поджаты пружинами 13 Регулирование величины выступания зуба стержня 9 по мере износа осуществляется при помощи гайки 18. 2 з.п. ф-лы. 5 ил. ГЈ Ю И t ON 00 Ю О 00 О

3 2

15

12

2 6 О; // # &

Ж $2 9 LI S/ 81

г/т-

Ь

6892891

s

,Ј, S 17 16 23

-т

.-1

Хчч

Ч V

7

/ TTT

,/ - ХХ

, /у. -:

- . ..

т

I

L

Ь

j wt-ШгШ

ч ч

VN -/

/ / , /

k В М fO 9 22 Фиг. 5

rttgrea 4/ I .л : Г

йЗЖ/±11+Х |

it