Зубчатая передача с пересекающимися осями колес и линейным касанием зубьев Советский патент 1992 года по МПК F16H1/34 

Ё

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам с внешним и внутренним зацеплением зубьев. Целью изобретения является повышение надежности, долговечности и КПД передачи. В зубчатой передаче с пересекающимися осями колес и линейным касанием зубьев, содержащей конические зубчатые колеса, боковые активные поверхности зубьев колес выполнены торсовыми линейчатыми, прямолинейные образующие которых скрещены с осями колес, и боковые поверхности зубьев имеют общую касательную к их ребрам возврата. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам с внешним и внутренним зацеплением зубьев.

Известна конструкция конической передачи М.Л.Новикова с круговыми зубьями. (Иосилевич Г.Б. Детали машин. М.: Машиностроение, 1988, с.165-170; Артоболевский С.И. Теория механизмов и машин, М,: Высшая школа, 1968, 366 с,), зубья которой касаются не по линии, а в точке.

Недостатком этой передачи является то,, что значительное изменение в процессе зацепления и в разных точках по линии контакта приводит к интенсивному неравномерному износу зубьев и нарушению заданного закона передаточного отношения.

Наиболее близкой по технической сущности к данному изобретению является коническая зубчатая передача (авт.св. № 532714, кл. F 16 Н 1/00), боковые поверхности зубьев колес которой образованы по принципу жесткой неконгруэнтной производящей пары, состоящей из 2-х производящих торов, касающихся один другого по общей окружности или в одной точке и расположенных е осевом сечении торов.

Однако эта передача обладает невысокой долговечностью вследствие интенсивного износа зубьев, нарушением заданного закона передаточного отношения.

Целью изобретения является повышение надежности, долговечности и КПД зубчатой передачи за счет обеспечения значительного снижения трения скольжения и обеспечения постоянного контакта по всей длине линии зубьев.

Поставленная цель достигается тем, что рабочая поверхность каждого из взаимодействующих зубьев конгруэнтна геометрической торсовой поверхности, образуемой при качении прямой линии, составляющей

VI

О

со

00

со

00

заданный угол с осью аксоида, вместе с плоскостью, касательной к нему, по поверхности конуса.

Торс отличается от других линейчатых поверхностей тем, что на нем две смежные образующие пересекаются, тогда как на других линейчатых поверхностях они скрещиваются.

В случае цилиндра, в котором все образующие стационарны, расстояние между смежными образующими представляет собой бесконечно малую первого порядка, в то время. как в случае торса кратчайшее расстояние между смежными образующими представляет собой бесконечно малую более высокого порядка (Качан В.Ф. Основы теории поверхностей. ОГИЗ, ГосЧехиз- дат,1947, с.277).

Сопоставительный анализ с прототипом показыпает.что предлагаемая зубчатая передача отличается тем, что рабочая поверхность зубьев выполнена в виде торсовых поверхностей, что соответствует критерию изобретения новизна.

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соот- ветствии критерию существенные отличия.

На фиг.1 изображена шестерня, фрагмент аксонометрического изображения; на фиг.2 - колесо, фрагмент аксонометрического изображения; на фиг.З - схема образования торсовых поверхностей, которые определяют рабочую поверхность зубьев.

Зубчатая передача выполнена из конических зубчатых колес 1 и 2 с пересекающимися осями и линейным касанием зубьев, Активные поверхности зубьев этих колес 1 и 2 выполнены в аиде торсовых линейчатых поверхностей 5,6с общей касательной 7 к их ребрам 8, 9 возврата. Каждая образующая 10, 11 торсов (фиг,1, 2) скрещивается с осями 12, 13 колес 1 и 2.

Процесс образования активной поверхности зуба заключается в следующем.

Имеются два конических зубчатых колеса 1 и 2 с пересекающимися осями 12 и 13.

Касательная 7 при качении по конической поверхности зубчатого клеса 1 перекатывается по винтовой линии ребра 8 и образует торсовую поверхность 5 с ребром 8 возврата. При качении касательной 7 по конической поверхности зубчатого колеса 2 она перекатывается по винтовой линии ребра 9 и образует торсовую поверхность 6 с ребром 9 возврата. При качении прямой одновременно по обеим коническим поверхностям зубчатых колес 2 и 1 образуются торсовые поверхности 5 и б, контактирующие по касательной 7 и ребрам 8 и 9 возврата, за счет чего обеспечивается линейчатый контакт рабочих поверхностей зубьев шестерен.

При работе зубчатой передачи ведую- щее колесо 1 передает вращение ведомому колесу 2. Контакт сопряженных зубьев в передаче происходит по линии, в связи с чем понижается контактное давление и истирание зубьев происходит по поверхности зубьев. Поэтому отпадает необходимость в дорогих высококачественных смазках.

Обеспечение снижения трения скольжения в предлагаемой зубчатой передаче позволяет на порядок увеличить КПД передачи, повысить ее долговечность и надежность. Конструкция, в которой будут применены

предлагаемые зубчатые передачи, может выдержать большие нагрузки за счет формы зуба, снижения удельного давления в месте контакта. Передача может выполняться из менее дорогих, недефицитных конструкционных материалов. Дополнительный экономический эффект будет получен за счет меньшей технологической стоимости, так как требования к обработке поверхности зубьев будут снижены.

Формула изобретения

Зубчатая передача с пересекающимися осями колес и линейным касанием зубьев, содержащая конические зубчатые колеса, - отличающаяся тем, что. с целью

повышения надежности долговечности и КПД передачи, боковые активные поверхности зубьев колес выполнены торсовыми линейчатыми, прямолинейные образующие которых скрещены с осями колес, и боковые

поверхности зубьев имеют общую касательную к их ребрам возврата.

Фиг. 2

/

Фиг. v3