Зубчатая передача Советский патент 1992 года по МПК F16H19/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых приводных устройствах, в частности в модулях манипуляторов.

Известна гиперболоидная зубчатая передача с перекрещивающимися осями и ли- нейчатым характером контакта двух зубчатых колес, имеющих вращательное движение.

Известна гиперболоидная зубчатая передача с перекрещивающимися осями, профили зубьев колес которой выполнены выпуклыми а сечениях, перпендикулярных к направлению зуба на начальных гиперболоидах, и радиусы кривизны которых зависят от величины зазора между профилями на

окружности вершин и впадин и от величины класса шероховатости поверхности.

Недостатком передач является осутст- ствие поступательного движения одного из звеньев.

Известна зубчатая передача, содержащая звено, выполненное в виде цилиндрической рейки с круговыми зубьями и глобоидного зубчатого колеса.

Недостатком передачи является невозможность изготовления ее с углом между осями не равным 90°.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей за счет обеспечения передачи с расположенными в параллельных плоскостях пересекающи ч|

4

со

Јь О

мися под острым углом осями колеса и рейки.

Это достигается тем, что зубчатое колесо выполнено гиперболоидным с углом наклона зубьев, равным/ 90°- у, где ft- угол наклона зубьев колеса; угол между осями колеса и рейки. При этом диаметры вершин и впадин зубьев рейки выбраны из соотношений:

dra da-cos2/ ; drf drcos2/,

где dra, drf - диаметры соответственно вершин и впадин зубьев рейки;

da.df - диаметры соответственно вершин и впадин зубьев колеса в горловом сечении.

Профиль зуба колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее осевом сечении - с прямолинейными рабочими сторонами.

Профиль зуба колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее осевом сечении - с криволинейными сторонами и или с выпуклым или выпукло-вогнутым контактом сторон. Максимальный радиус кривизны боковой поверхности на окружности вершин и впадин определяется по формуле:

Один из профилей: профиль зуба колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, или проф- иль зуба рейки в ее осевом сечении - с прямолинейными рабочими сторонами. При этом выпуклый профиль имеет максимальный радиус кривизны на. окружности вершин и впадин:

10

Ri

К2-hj 2 К

где ha - высота головки зуба:

К - коэффициент, определяемый по ука- занной формуле.

Криволинейные рабочие стороны профилей выполнены с радиусами постоянной кривизны. При этом радиус выпуклого профиля определяется по формуле;

Ri

-В ±УВ2 -4 А С 2 А

где А,В,С - коэффициенты, определяемые по указанным ранее формулам.

Один из профилей выполнен прямолинейным, а другой - криволинейным с радиусом постоянной кривизны. Радиус кривизны выпуклого профиля определяется по формуле

Ri К2-hi2 К

Изобретение относится к машиностроению, к зубчатым передачам с пересекающи- мися осями. Цель - расширение кинематических возможностей передачи. Это достигается за счет обеспечения зацепления колеса и рейки с расположенными в параллельных плоскостях и под острым углом осями. Зубчатое колесо 2 выполнено гиперболоидным с углом наклона зубьев, равнымР 90°-#. где # -угол между осями колеса 2 и рейки 1, а диаметры вершин и впадин зубьев рейки связаны с соответствующими диаметрами вершин и впадин зубьев колеса пропорциональными соотношениями Описание содержит несколько вариантов выполнения рабочих профилей контактирующих зубьев. При вращении колеса рейка перемещается вдоль своей оси, причем выбор упомянутых соотношений обеспечивает линейчатый контакт в зацеплении. 5 з.п лы, 8 ил. Ф сл С

Ri

-B±VB2-4AC 2 А

где RI - радиус кривизны выпуклого профиля, на окружности вершин и впадин, который из двух корней уравнения выбирается положительным;

А,В,С - коэффициенты, определяемые

(ДН2-Т2);

R-(AR2-T21;

С( Д R2-T2)2+4ha2 Т2, где Т - коэффициент, равный R+K;

ha - высота головки зуба;

Д R - разность между максимальными радиусами кривизны двух профилей зубьев на окружности вершин и впадин, которая выбирается в пределах от 10 до 20 mn;

Д R R2-Rl, где mn - модуль в нормальном сечении;

К - коэффициент, определяемый по формуле Д, где Д - высота микронеровностей,

Д 15хЮ 5х213 т,

где III - класс шероховатости боковой поверхности профилей.

где К- коэффициент, определяемый по указанной формуле.

Зубчатое колесо, выполненное гиперболоидным с углом наклона зубьев колеса /, позволяет расширить кинематические возможности путем расположения под острым углом колеса и рейки, а также увеличить коэффициент перекрытия, что ведет к увеличению нагрузочном способности передачи. Зубчатая рейка, выполненная цилиндрической с круговыми зубьями, позволяет установить ее ось под острым углом к оси гиперболоидного колеса, что ведет к расширению кинематических возможностей передачи, а также допускает свободный поворот

вокруг своей оси, что способствует более равномерному износу рейки, т.е. увеличению нагрузочной способности передачи.

Профиль зуба зубчатого колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее осевом сечении, выполненные прямолинейными, способствуют увеличению площади контакта, что ведет к увеличению нагрузочной способности передачи.

Профиль зуба зубчатого колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее осевом сечении, выполненные с криволинейными рабочими сторонами и или с выпуклым или выпукло-вогнутым контактом сторон и с радиусами кривизны, зависящими от величины зазора, между профилями на окружностях вершин и впадин, а также от величины класса шероховатости поверхностей, позволяют уменьшить опасность возникновения кромочного контакта при первоначальном точечном контакте с большой площадкой контакта и переходящем в линейный контакт при приработке. При выполнении одного из профилей: профиля зуба колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, или профиля зуба рейки в ее осевом сечении с прямолиней- ными рабочими сторонами позволяет повысить технологичность изготовления передачи.

Выполнение криволинейных рабочих сторон профилей с радиусами постоянной кривизны позволяет повысить их технологичность.

Выполнение одного из профилей прямолинейным, а другого - криволинейным с радиусом постоянной кривизны позволяет повысить технологичность.

На фиг. 1 изображена цилиндрическая рейка с гиперболоидным колесом; на фиг. 2 - гиперболоидное колесо: на фиг. 3 - прямо- лийейный профиль рейки; на фиг. 4 - выпуклые профили рейки и колеса; на фиг. 5 - выпуклый и вогнутый профили; на фиг. 6 - выпуклый и плоский профили; на фиг. 7 - выпуклый и вогнутый профиль с постоянными радиусами кривизны; на фиг. 8 - выпуклый с постоянным радиусом кривизны и прямолинейный профиль.

Зубчатая передача содержит круговую цилиндрическую рейку 1 (фиг. 1) и гиперболоидное колесо 2 с углом наклона зубьев (фиг.2)/Ј 900-у, где / -угол наклона зубьев колеса; р- угол между осями рейки и колеса. Диаметры вершин и впадин зубьев рейки равны:

dra da COS2$

dtf o cos2$

где oVa.drf -диаметры (фиг. 3) соответственно вершин и впадин зубьев рейки;

da. df - диаметры соответственно вершин и впадин зубьев колеса в горловом сечении.

Профиль зуба колеса в сечении (фиг.2) плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба 5 рейки (фиг. 3) в ее осевом сечении - с прямолинейными рабочими сторонами.

При вращении колеса 2 (фиг. 1) вокруг

своей оси 02-02 цилиндрическая рейка 1

перемещается вдоль своей оси Oi-0i,npn

0 этом она имеет возможность свободного

вращения вокруг своей оси Oi-Oi.

Формула изобретения

5 1. Зубчатая передача, содержащая зацепляющиеся зубчатое колесо и цилиндрическую рейку с линейчатым контактом зубьев в зацеплении, отличающаяся тем, что, с целью расширения кинематиче0 ских возможностей за счет обеспечения передачи с расположенными в параллельных плоскостях пересекающимися под острым углом осями колеса и рейки, зубчатое колесо выполнено гиперболоидным с углом накло5 на зубьев равным ft 90°- р, где / - угол наклона зубьев колеса; у -угол между осями колеса и рейки, а диаметры вершин и впадин зубьев рейки выбраны из соотношений:

0dra da-cos2/ ;

drf drcos2/,

где dra.drf - диаметры соответственно вершин и впадин зубьев рейки;

da.df - диаметры соответственно вер5 шин и впадин зубьев колеса в горловом сечении.

. 2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что профиль зуба колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей

0 гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр и профиль зуба рейки в ее осевом сечении с прямолинейными рабочими сторонами.

О,

подернуто

фиг.

А

Фиг.З

2L#f

Фиг А

&

Фиг. 6

off2

Фаг. 5

Фиг. 7

Фиг. В