Цевочная передача Советский патент 1992 года по МПК F16H1/32 F16H57/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при разработке и производстве цевочных передач и приводов с улучшенными массогабаригны- ми показателями

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является цевочная передача, содержащая зубчатое колесо и колесо с цевками.

Однако известная передача при наличии гарантированного бокового зазора имеет низкую нагрузочную способность и жесткость, так как не обеспечивает одновременности контактирования всех работающих цевок зацепления Это объясняется тем, что при работе редуктора для выборки зазора между цевками и рабочей поверхно стью зубчатого колеса это кг ПРСО (при подвижном зубчатом ксп.ч-.е г, внешней профильной поверхностью и неподвижном цевочном колесе) или колесо с цевками (при

неподвижном зубчатом колесе с внутренней профильной поверхностью и подвижном цевочном колесе) необходимо довернуть на угол мертвого хода передачи, В результате этого цевка, у которой угол доворота до контакта минимален, первая вступит в контакт и соответственно воспримет максимальное усилие. Следующие цевки вступают в контакт в последовательности, определяемой распределением углов доворота и деформа- тивностью элементов передачи. При этом усилия в контактных парах, определяющие суммарный передаваемый момент и жесткость передачи, будут ниже, чем расчетные усилия для теоретически беззазорного зацепления. Крайние (относительно максимально нагруженной) цевки вообще не вступают в контакт.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности путем уменьшения разнозазорности при наличии гарантиро ванного бокового зазора.

(Л

С

vj

N

VJ

XI

Ч КЭ

Цель достигается обеспечением одновременности контактирования цевок с профидьной поверхностью зубчатого колеса, т.е. увеличением коэффициента много- парности зацепления при наличии гарантированного бокового зазора. При этом профили зубьев выполнены эквидистантно линии, описываемой уравнениями в декартовых координатах

х рС05(т + Дт;тг/2 -ЫГ,

у psiniy + Arjr/z ИГ) , где р,т полярные координаты исходного профиля;

Дт - угол доворота, одинаковый для всех точек;

z - число зубьев колеса;

m - номера впадин и выступов зубьев, меняющиеся от 0 до (2z-1).

Угол доворота Дт выбирается из условия

Лт arcsin

j) р sin (-fi

Ян)

где рн, тн - полярные координаты исходного профиля в начальной точке отсчета;

ан - угол наклона нормали к профилю в точке т - тн ;

i . i

f X1 -v

а arctg (- --),

У1 где xi , yi - производные кривой

профиля по координате т ;

/г - нерабочий угол профиля

Nz

где N - количество цевок.

Такое выполнение профильной поверхности зубчатого колеса позволяет обеспечить одновременность контактирования цевок в зацеплении и, следовательно, повышение жесткости и нагрузочной способности передачи в целом.

На фиг.1 изображено построение предлагаемого профиля для передачи с внутрен- ней профильной поверхностью зубчатого колеса; на фиг.2 - то же, с внешней профильной поверхностью; на фиг.З - геометрическое построение угла Дт.

Исходные кривые 1 представляют собой геометрическое место центров цевок для идеальной беззазорной передачи В реальной передаче имеется зазор, необходимый для сборки и компенсации тепловых деформаций, который получается смещени- ем точек профильной поверхности на расстояние б по нормали в сторону тела

детали. Тогда геометрическое место центров цевок представляют собой кривые 2. При этом линии контакта профильной поверхности и цевок при зазорной передаче представляют собой кривые 3.

Для исправления недостатков передачи с эквидистантным (равномерным) зазором производится следующая коррекция. Точки линий 1 смещаются на угол Дт в сторону тела детали с образованием участка линии 4. При этом кривые 5 - линии контактов цевок с рабочей поверхностью. Эти кривые составные: на участках около вершин и впадин на углы 2 л (нерабочие зоны профиль- ной поверхности) - это эквидистанты линий 2,зв зонах контактов - эквидистанты линий 4.

Точки изменений направлений углов доворота Дг находятся в точках вершин и впадин (там происходит изменение параметра m формулы откорректированной линии центров цевок).

Уравнение откорректированной профильной поверхности получается из исход- ных уравнений профиля

х- р COS Г;

у- psiriT.

Оно образуется добавкой угла доворота

Дтсучетом.номера впадин и выступов m (от

о до (2г-1)),При переходе через точки впадин

и выступов направление доворота меняет

знак

х р cos (т + Дтя/z (- 1)ml

у р sin (т + Дтя/z (-1)т) , в качестве исходных профилей применяются циклические поверхности, например; эпициклоида, гипоциклоида, кругоси- нусоида и другие, описываемые формулами:

эпициклоида (гипоциклоида) х- е cosz p+ a cos p ;

у- е sinz p ±a sirty

кругосинусоида

45

р е cos z r + Va2 -e2 sin2zr ,

5

где а - образующая;

z - количество зубьев;

N - количество цевок;

р,т независимые угловые параметры. - Выражения для угла доворота Дт получим из решения треугольника ABC на фиг.З.

д С cos Ј, где С -- гипотенуза ОАВ, равная

С 2 ,

где рн - полярная координата исходного профиля при величине полярного угла

Г ТН ,

27r.

r -2л-«- -z

zN

угол нерабочей части

профиля зуба;

Дт- необходимый угол доворота; f - угол в треугольнике ABC, равный

л

% - к 7Н 4- «н

Ат

где ан - угол наклона нормали к профилю при величине полярного угла т - тн . Следовательно

d 2Alsln cos(f- +

+ W).

После преобразований и пренебрежения малым по сравнению с остапьными зна- Дт

чениями

под косинусом получим

А г 2arcsin

2р sin («н - - + /г)

где б--гарантированный зазор;

РН - полярная координата исходного профиля при т гн ;

(л - угол рабочей зоны зуба;

г - количество зубьев;

OH угол наклона нормали в точке т гн .

Устройство работает следующим образом.

При нагружеыии передачи моментом зубчатое колесо и колесо с цевками поворачиваются одно относительно другого. При этом выбирается люфт в зацеплении, обусловленный наличием гарантированного бокового зазора. При этом все работающие цевки зацепления (теоретически до половины от общего числа цевок в передаче) вступают в контакт с профильной поверхностью зубчатого колеса одновременно и несут полезную нагрузку.

Технический эффект состоит в повыше- нии нагрузочной способности и жесткости передачи за счет новой формы рабочей поверхности, полученной путем изменения уравнения траектории движения инструмента в программе при изготовлении дета- 0 ли на станках с ЧПУ.

Экономический эффект заключается в снижении материалоемкости примерно на 20% по сравнению с известной передачей.

Формула изобретения 5Цевочная передача, содержащая зубчатое колесо и колесо с цевками, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности путем уменьшения разнозазорности при наличии гаранти- 0 рованного бокового зазора, профили зубьев выполнены эквидистантно линии, описываемой уравнением

х р COS/г + Дг Л/г (- 1)mj7 ; 5у« р Sin г + Дг л/г (-1}m)j ,

где р, г - полярные координаты исходного профиля;

Дг - угол доворота; z - число зубьев колеса;

0 m - порядковый номер впадин и выступов зубьев, Д г - 2 arcsin д/рн sin (2 л/z -ц- ан).

ан - угол наклона нормали к профилю в точке гн;

5рн, гн - полярные координаты исходного профиля в начальной точке отсчета.

Гн 2 тг/г - fi;

(Л,-угол нерабочего участка профиля по модулю,

0/ 2л:(г-)№;

N - количество цевок.

f

ФигЗ

Использование машиностроение, при разработке и производстве цевочных передач Цель изобретения - повышение нагрузочной способности передачи путем уменьшения разнозазорности при наличии гарантированного бокового зазора. Сущность изобретения: цевочная передача содержит колесо с цевками и зубчатое колесо, рабочая профильная поверхность которого эквидистантна линии, описываемой уравнениями х - р COS (г + Дг л/z (- 1)т. у sin (г + Дгтг/z -(-1)т).где р, т- полярные координаты исходной линии; z - число зубьев; m - номер впадин и выступов профиля зубчатого колеса, изменяющийся от О до (2z-1), Дг- угол поворота. 3 ил.