Глобоидная передача и способ ее изготовления Советский патент 1992 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к глобоидным передачам различного назначения.

Известна червячная передача, содержащая червяк и сопряженное с ним червячное колесо. Червяк этой передачи имеет делительную цилиндрическую поверхность, глобоидную поверхность выступов и цилиндрическую поверхность впадин витка. Часть активной поверхности витка от входной кромки до среднего торцевого сечения червяка выполнена с переменным углом профиля и переменным осевым шагом. Остальная часть этой поверхности от среднего торцевого сечения до выходной кромки витка червяка выполнена с взаимоогибаемой поверхностью зубьев сопряженного колеса.

Недостатком этой передачи является меньшая нагрузочная способность зацепления в сравнении с глобоидной передачей.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является червячная глобоидная передача, содержащая червяк и сопряженное с ним червячное колесо. Образующей делительной поверхности червяка этой передачи является окружность. Угол профиля и шаг витка червяка по дуге этой окружности являются постоянными.

Недостатком глобоидной передачи является повышенная чувствительность зацепления к погрешностям относительного положения червяка и колеса, что неблагоприятно оказывается на технических показателях передачи как в процессе приработки, так и в эксплуатации при изменении переvj О

Ю О J

со

даваемого передачей момента. Кроме того, из-за особенностей геометрии зацепления глобоидной передачи благоприятные условия контактирования зубьев колеса с витком червяка ограничены и распространяются лишь максимум 50-60% по длине витка червяка и на 40-50% по длине зуба колеса. При этом мгновенные линии контакта располагаются в основном по высоте зуба колеса vi витка червяка. Вне указанных областей взаимодействуют с витком в условиях кромочного контакта или близкого к нему по условиям прилегания контактирующих поверхностей.

Известно, что особенностью образования червячной передачи является формирование боковой поверхности витка червяка инструментом с прямолинейной производящей кромкой, которая согласованно перемещается в осевой плоскости вращения заготовки червяка по линии, параллельной образующей делительной цилиндрической поверхности червяка, и одновременно поворачивается в этой же плоскости. При этом обеспечивается связь мгновенных значений угла профиля и осевого шага с углом поворота заготовки червяка.

Недостатком этого способа является невозможность образования червяка с делительной глобоидной поверхностью и глобоидной поверхностью впадин витка.

Известен способ образования глобоидной передачи с классической и модифицированной геометрией зацепления, заключающийся в том, что боковая поверхность витка червяка формируется в первом станочном зацеплении производящей кромкой резца или производящей поверхностью вращения объемного инструмента шлифовального круга пальцевой, дисковой или чашечной формы. При этом положение инструмента относительно стола зубофре- зерного или зубошлифовального станка строго фиксировано. Формирование боковой поверхности витка происходит при постоянном передаточном отношении угловых скоростей вращения заготовки червяка и стола станка, Боковая поверхность зуба колеса этих передач образуется во втором станочном зацеплении инструментом - аналогом рабочего червяка. Причем, параметры относительного положения инструмента и заготовки колеса во втором станочном зацеплении могут отличаться от аналогичных параметров первого станочного зацепления, определяющих относительное положение инструмента и заготовки червяка. Этим обеспечивается модификация геометрии зацепления в срав- нении с классической глобоидной передачей. Рабочее зацепление глобоидной передачи по параметрам относительного положения червяка и колеса является аналогом второго станочного зацепления.

Недостатком этого способа образования глобоидной передачи является то, что в первом станочном зацеплении положение инструмента относительно стола станка строго фиксировано и исключается возможность функционального изменения угла профиля в процессе формирования боковой поверхности витка от угла поворота заготовки червяка, Необходимость же функционального изменения мгновенного

передаточного отношения в первом станочном зацеплении от угла поворота заготовки червяка с целью обеспечения требуемого закона изменения шага витка по образующей окружности делительной глобоидной

поверхности червяка требует усложнения конструкции гитары деления станка.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и снижение чувствительности зацепления глобоидной

передачи к погрешностям относительного положения ее элементов.

Это достигается тем, что, в глобоидной передаче, содержащий червяк и сопряженное с ним червячное колеса, виток червяка

выполняется с переменным углом профиля и шага по образующей поверхности делительного глобоида. Функциональное изменение мгновенных значений этих параметров от угла поворота червяка в первом зацеплении обеспечивается за счет дополнительного согласованного вращения инструмента вокруг оси, удаленной от оси вращения стола станка на расстоянии радиуса делительной окружности производящего колеса.

На фиг.1 показана средняя торцовая плоскость передачи; на фиг.2, 3 и 4 - боковая поверхность и сечения зуба торцовыми плоскостями колеса; на фиг.5 и 6 - схема,

поясняющая образование боковой поверхности витка червяка.

Глобоидная передача содержит червяк

1с сопряженным с ним червячным колесом

2(фиг.1). Виток червяка выполняется с пе- ременным углом профиля и переменным

шагом по образующей окружности делительной поверхности червяка. Угол профиля витка плавно уменьшается от «вход на входе до «выход на выходе («вход «выход), а шаг витка увеличивается от среднего торцевого сечения червяка в сторону входа и выхода витка.

Согласно расчетной схеме (фиг.5 и 6) образование боковой поверхности витка

червяка осуществляется в первом станочном зацеплении при согласованном вращении заготовки червяка 1 и стола 3 станка при постоянном передаточном отношении (wi/ an const). Инструмент, представляющий собой резец (на схеме не показан) с производящей кромкой 1-1 неподвижно закреплен на планке 4, которая имеет возможность поворачиваться в плоскости вращения стола 3 вокруг оси 5. Эта ось закреплена на столе 3 и находится на расстоянии радиуса Рд делительной окружности производящего колеса. При образовании боковой поверхности витка производящей поверхностью шлифоваль- ного круга чашечной, дисковой или пальцевой формы опоры оси вращения круга (круг и опоры его вращения на фиг.5 и 6 не показаны) неподвижно закрепляются на планке 4. Производящая кромка 1-1 резца или со- ответствующая ей образующая производящей поверхности вращения шлифовального круга должна быть смещена в плоскости вращения стола 3 от оси 5 в сторону обрабатываемой поверхности витка на расстояние г, равное 0,5-1 расчетной высоты витка червяка. Для обеспечения необходимой связи мгновенных значений угла профиля и шага витка по образующей окружности делительной глобоидной поверхности червяка от уг- ла поворота заготовки в первом станочном зацеплении перемещения планки 4 ограничены направляющими 6, которые имеют возможность свободно поворачиваться в плоскости вращения стола 3 вокруг непод- вижной опоры 7. Эта опора смещена по линии межосевого расстояния в первом станочном зацеплении от оси вращения стола 3 на расстояние В Рд в сторону противоположную заготовки червяка 1.

Боковая поверхность зуба колеса (фиг.2,3 и 4) глобоидной передачи образуется во втором станочном зацеплении как сопряженная боковой поверхности витка червяка. Для этого используется инстру- мент (червячная фреза, шевер, притир), производящая поверхность которого является аналогом боковой поверхности витка рабочего червяка.

Одной из особенностей геометрии за- цепления глобоидной передачи в отличии от известной является увеличенный в 1,5-2 раза угол V обхвата витком или витками червяка зубьев колеса (см. фиг.1). Это дает возможность увеличить многопарность за- цепления в сравнении с известной глобоидной передачей.

На фиг.2 показано характерное для предлагаемой глобоидной передачи положение мгновенных линий контакта на боковой поверхности зуба колеса. Линия 8 соответствует зубу входящему в зацепление, а линии 9 и 10 - зубьям, контактирующим с витком в горловине червяка и на выходе из зацепления. Причем, в данной передаче полностью отсутствует характерное для глобоидной передачи подрезание боковой поверхности зуба колеса входной кромкой производящей поверхности витка червяка. Т.е. благоприятные условия контактирования распространяются по всей боковой поверхности как зуба, так и витка червяка. При сопоставимой приведенной кривизне контактирующих поверхностей в зацеплении предлагаемой глобоидной передачи суммарная длина мгновенных линий контакта увеличена в 3-4 раза в сравнении с известной глобоидной передачей.

Формула изобретения

1.Глобоидная передача, содержащая червяк и сопряженное с ним червячное колесо, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и снижения чувствительности к погрешностям относительного положения червяка и колеса, витки червяка выполнены с переменным углом профиля и шагом по образующей окружности делительной поверхности червяка, угол профиля витка плавно уменьшается по длине червяка, а шаг витка увеличивается от среднего сечения к концам червяка.

2.Способ изготовления глобоидной передачи, включающей образование боковой поверхности витка червяка кромкой резца или поверхностью шлифовального круга в первом станочном зацеплении и образование сопряженного червяку колеса во втором станочном зацеплении, отличающийся тем, что обеспечивают закон измерения угла профиля и шага витка по образующей окружности делительной глобоидной поверхности червяка за счет вращения инструмента вокруг оси, параллельной оси вращения стола станка и отстоящей от нее на расстоянии радиуса делительной окружности производящего колеса, при этом кромку резца или соответствующую ей образующую производящей поверхности шлифовального круга смещают от указанной оси вращения инструмента в сторону обрабатываемой поверхности на расстояние от 0,5 до 1 расчетной высоты профиля червяка.

фиг.1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к глобоидным передачам различного назначения. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и снижение чувствительности зацепления глобоидной передачи к погрешностям относительного положения ее элементов. Глобоид- ная передача содержит червяк 1 и сопряжение с ним червячное колесо 2. Витки червяка выполнены с переменным углом профиля и шага по образующей окружности делительной поверхности червяка. Угол профиля витка плавно уменьшается от входа к выходу червяка, а шаг витка увеличивается от среднего сечения к концам червяка. Закон изменения этих параметров червяка обеспечивается в первом станочном зацеплении за счет вращения инструментов вокруг оси, параллельной оси вращения стола 3 станка, и отстоящей от нее на расстоянии радиуса делительной окружности производящего колеса. 2 с. п.ф-лы, 6 ил. Ј

фие.г

А-А

Рие. V

1-2

8t/tf А /70Јррщ/гг&