Зубчатая передача Советский патент 1992 года по МПК F16H1/08 F16H3/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в коробках скоростей и подач металлорежущих станков, имеющих ступенчатое изменение скоростей вращения валов.

Известны многоступенчатые зубчатые ..передачи коробок скоростей и подач станков со сменными колесами.

Недостатками известных конструкций являются сравнительно длительная их перенастройка, а также высокая виброактивность, низкая нагрузочная способность и надежность.

Наиболее близкой к предлагаемой является зубчатая передача, содержащая валы, установленные на них зацепляющиеся цилиндрические зубчатые колеса, по крайней мере одно из которых выполнено в виде закрепленного на валу конического упорно- то диска и установленного с возможностью осевого перемещения опертого выполненной на нем соответствующей внутренней конической поверхностью на диск венца.

Недостатком конструкции является низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в зубчатой передаче, содержащей валы, установленные на них зацепляющиеся цилиндрические зубчатые колеса, по крайней мере одно из которых выполнено в виде закрепленного на валу конического упорного диска и установленного с возможностью осевого перемещения опертого выполненной на нем соответствующей внутренней конической поверхностью на диск венца, в передачах с косозубыми колесами, угол конусности соответствующих контактирующих поверхностей диска и венца и диаметр большего основания образованного этими поверхностями конуса выбраны в диапазонах

2(arctgI r-|)

( х (arctg-t 7Ј

+ Ј),(d -6i5m)dk

(),

гдео -угол зацепления; / -угол наклона зубьев; | - угол самоторможения; d - диаметр делительной окружности; m - модуль

зубьев; В - ширина зубчатого венца (расстояние от торца с кольцевой конической проточкой до прот-иволежащего торца зубчатого венца), причем направления наклонов зубьев на шестернях скользящего.

0 блока выполнены противоположными друг другу и выбраны из условия поджима шестерни к соответствующему базирующему элементу при передаче нагрузки.

Для уменьшения усилия переключения

5 передач за счет снижения сил трения в сопряжении конических поверхностей базирующих элементов и зубчатых колес на одной из взаимодействующих конических поверхностей пары базирующий элемент0 шестерня выполнены прорези для уменьше- ния площади контакта упомянутых поверхностей.

На фиг. 1 показана зубчатая передача; на фиг. 2 - схема взаимодействия блока

5 шестерен с базирующим элементом; на фиг. 3 - вариант выбора направления наклона зубьев в зависимости от направления вращения (ведущий элемент - зубчатое колесо 2 блока 1).

0 Зубчатая передача содержит скользящий блок шестерен 1 с двумя зубчатыми венцами 2 и 3, неподвижный в осевом направлении блока шестерен 4 с венцами 5 и 6, зубчатое колесо 7 .постоянно зацепляю5 щееся с венцом 6, установленные на валах 8, 9 и 10 с возможностью вращения.

На валу 8 со скользящим блоком шестерен 1 установлены базирующие элементы 11,12 для ограничения радиальных и осевых

0 перемещений скользящего блока шестерен 1 после ввода шестерен 2 или 3 в зацепление на полную рабочую ширину с венцами 5,6. Зубчатые венцы 2,3,5,6 и 7 выполнены с косыми зубьями. При этом на венцах 2 и 3 направления наклона зубьев (в зависимости от направления вращения вала 8) выбираются таким образом, чтобы при передаче нагрузки парами 2-5 или 3-6, венцы 2 или 3 поджимались к базирующим элемейтам 11, 5 12 под действием силы R (результирующая осевой Рос и радиальной Ррад составляющих нагрузки) (фиг. 2 и 3).

Базирующие элементы 11, 12 выполнены в виде усеченных конусов, обращенных 10 меньшими основаниями к торцовым поверхностям шестерен 2. и 3 скользящего блока 1. На торцовых поверхностях скользящего блока шестерен 1, обращенных к базирующим элементам 11,12, выполнены ответные базирующим элементам 11 и 12 проточки.

Угол конусности базирующих элементов 11, 12.выбирается из условия действия результирующей осевой и радиальной сил R по нормали к базирующей поверхности 13 15 или 14.

P tgg 97 Ppug P-tgawcos где Р - окружная сила;

/5-угол наклона зубьев;

угол зацепления.

Тогда у arctg Ј ПРИ этом в03

ожно отклонение от нормали к базирующей поверхности в пределах угла самоторможе- . нияЈ для исключения перекоса скользящего блока шестерен 1 под действием появляющейся в этом случае направленной вдоль конусной поверхности составляющей результирующей силы R.

С учетом этого.

20

30

2 ( arct9 -®-Y-2(arclgWEf

Диаметр большего основания усеченного конуса образованного конической поверхностью 15 или 16 на торце зубчатого венца 2 или 3 die выбирается из условия

dK d - (6,5 . m - В . tgy)

так как если - В . tgjVo результирующая сила выходит за габариты опорной конической поверхности 13, 14 на базирующем элементе 11 или 12, что приводит к возникновению перекосов скользящего блока 1 на валу 8.

При dK d - 6,5 m - толщина обода со стороны торца с конической проточкой становится меньше двух модулей, что приводит к поломке зубьев.

Для уменьшения усилия выключения передач за счет снижения сил трения в сопряжении конических поверхностей 13-.16 базирующих элементов 11, 12 и зубчатых колес 2, 3 могут выполняться прорези (на фиг. 1,2,3 не показаны), уменьшающие площадь контакта упомянутых конических поверхностей.

5

10

15

.

20

30

25

3Q

«с

40

При работе передачи венец 2 или венец 3 вводится в зацепление соответственно с венцом 5 или венцом 6. После полного ввода в зацепление зубьев венца 2 или зубьев венца 3 скользящий блок шесгерен 1 опирается конической опорной поверхностью 15 или 16 на коническую опорную поверхность 13 или 14 базирующих элементов 11 или 12.

При передаче мощности, силы действующие в косозубом зацеплении венцов 2-5 или венцов 2-6 воздействуют на зубчатый венец 2 или 3 таким образом, что скользящий блок шестерен 1 поджимается к базирующим элементам 11 или 12, что позволяет исключить самовыключение блока 1 в процессе работы и устранить радиальные и окружные перемещения блока 1 относительно вала 8. В результате за счет снижения динамической составляющей нагрузки и повышения коэффициента перекрытия увеличивается нагрузочная способность и v снижается виброакустическая активность передачи и, таким образом, повышается надежность.

Передача проста по конструкции, технологична, обладает высокими технико-экономическими показателями.

Формула изобретения

1. Зубчатая передача, содержащая валы, установленные на них зацепляющиеся цилиндрические зубчатые колеса, по крайней мере одно из которых выполнено в виде закрепленного на валу конического упорного диска и установленного с возможностью осевого перемещения опертого выполненной на нем соответствующей внутренней конической поверхностью на диск венца, от- личающаяся тем, что, с целью повышения надежности передачи с косозубыми колесами, угол конусности соответствующих контактирующих поверхностей диска и венца и диаметр большего основания образованного этими поверхностями конуса выбраны в диапазонах

2(arag| M)2(arc,g||Ue

(d-6,5m)dk(d-B-tgy), где у - угол конусности контактирующих поверхностей диска и венца;

/ -угол наклона зубьев колес; QW-угол зацепления; Ј - угол самоторможения;

dK - диаметр большего основания конуса, образованного контактирующими поверхностями диска и венца;

d - диаметр делительной окружности венца;

m - модуль зубьев венца;

В - ширина венца.

2. Передача по п. 1, отличающая- поверхностей диска и венца выполнены па- с я тем, что на одной из контактирующих зы.

Изобретение относится к машиностроению, к переключаемым косозубым зубчатым передачам. Цель изобретения - повышение надежности передачи с косозубыми колесами -достигается за счет использования дополнительных опорных элементов для передвижных колес, уменьшающих люфты и повышающих жесткость зацеплений. Осе- подвижный венец 2 .косозубого колеса в зацеплении с ответным ему колесом 5 оперт на конический диск 11. Геометрические параметры диска 11 выбраны из соото i fift ношений: 2(arctg-j- --Ј)уЈ2 х х (arct9 --t-|),(d-6.5m)dk (d-Btgy),

11

фиг.З