ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ИЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЛИ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС С ТОЧЕЧНЫМ КАСАНИЕМ ВИНТОВЫХЗУБЬЕВ Советский патент 1967 года по МПК F16H1/00 

Известна зубчатая нередача из цилиндрических или конических колес с точечным касанием винтовых зубьев, имеЕощих на одном колесе выпуклый профиль, а на другом вогнутый. Колеса вынолнены так, что центр кривизны профиля в точке касания расположен иа центроиде, а точки касания располагаются не на центроиде, это обусловливает скольжение профилей.

Известна также зубчатая передача с выпуклыми профилями обоих колес. В ней линия зацепления совпадает с их мгновенной осью относительного вращения. Одиако выпуклые профили па обонх колесах снижают нагрузочную способность передачи.

Предлагаемая зубчатая передача отличается от известных тем, что колесо с выпуклым рабочим профилем имеет сл1ещениый с центроиды по направлению к оси колеса центр кривизны в точке касаиия профиля. Смещение определено из условия обеспечения касания зубьев в точках, лежан их на осп относительного вращения колес. Колесо с вогнутым рабочим профилем изготовлено с таким радиусом кривизны в точке контакта, который удовлетворяет условию сопряженности профилей колес. Эта передача обеспечивает чистое качение зубьев, создает благоприятные условия смазки и обработки колес, уменьшает влияние

погрешностей зацепления на плавность передачи.

Кроме того, для создания более благоприятных условий смазки ведущее колесо изготовляется с вогнутым профилем зубьев, а ведомое с выпуклым.

В описываемой зубчатой передаче цеитр окружности выпуклого зуба, взятый в нормальном сечении, смещен с начальной поверхности

к оси Колеса так, что точка касання зубьеи в каждом сеченни в полюсе зацепления, т. е. липия зацепления в проектируемой передаче совпадает с осью относительного вращения колес, или, другими словами, лежит иалинии Касания начальных инлнндров. Профиль сопряженного зуба в точке касания на центроиде можно сделать вогнутым или совместить точку касания с точкой перегиба. Для этого достаточно выбрать число зубьев и угол

вацепления, чтобы удовлетворить неравенству, получающемуся из уравнения Эйлера-Савари или из построення Боби.ше:

rRsin-j.

ГГТ

где р - радиус окружиости вынуклого

В последнем случае радиусы центроид иа малом угле точно онределяются большими полуосями эллипсов, соприкасающихся между собой в nOvTroce заце)1лепия. Знак равенства соответствует совпадению точки перегиба сопряженного профиля с точкой касания профилей.

Для удобства шлифования и уменьшения влияния погреш 1остей точку перегиба следует брать вие центроиды и сопряженный профиль на малом участке вие центроиды зозле точки касания очерчивать прямой, направленной по касательной к сопряженному профилю, или близкой к ней кривой, удобной для шлифования. На всем остальном иротяженнн внутри начального круга вогнутый профиль может быть очерчен любой кривой, не пересекаюшей огибаюшей вынуклого профиля в его относительном движеиин. В частности, он может быть очерчен дугами одной или иескольких окружностей.

Получаюшееся такнм образом зацеллеиие обладает следуюшими положительными качествами. Зацепление, нроис.ходит в условиях чистого качения без скольжения зубьев, имеющегося во всех применяемых заценлениях и, в том числе, в зацепле}1Ии Новикова. Скольжение отсутствует как в поперечном (торцовом и нормальном) сечеиии, так и вдоль виитОВОЙ коитактной лииии. Из опыта применения шариковых и роликовых подшипников известно, что устранение скольжеиия трущихся тел повышает их износостойкость и нагрузочную способность. Это зацепление более удобно, чем зацеплеиие Новикова, при нарезании зубьев по методу обката (огибания) благодаря тому, что в ием окончательное офорхмление кругового профиля при огибании происходит не при одном положении полюса зацепления на центроиде, как в зацеилении Новикова, -а за малый угол поворота олеса прИ обкате (результат смешения центра окружности профиля с центроиды).

В иротивоиоложность этому иарезание колеса с выпуклЫхМ .профилем в зацеплеини .Новикова затрудняется тем, что центр кругового профиля лежит на центроиде и поэтому в инструментальном зацеилеиии окончательное оформление иравильного кругового профиля может произойти только в том положении, когда центр окружности профиля совпадает с полюсо.м инструментального зацепления. Но так как движение резания не происходит непрерывно, то вероятность совпадения центра профиля с лолюсо.м мала и профиль будет нарезаться не достаточно точно.

При нарезании колес Новикова в положении, в Котором круговой профиль получает окончательную форму, стружка снимается -по всей длине иолукруглого профиля, что является весьма неблагоприятным условием резания, сиособиым вызвать вибрации, и затрудняет соблюдеиие наивыгодных углов резания.

спечивает большую точность изготовления. Если зубьям колеса придать круговой выиуклый профиль, а профиль ведущего колеса на малом (или бесконечно малом) участке возле центроиды сделать сопряженным с круговым, будут созданы благонриятные условия смазки. В относительиом движении центр окружности выпуклого зуба будет подходить ко Впадине сопрял енного профиля со стороны

зазора и, двигаясь по закруглению MajToro радиуса своей относительной траектории (укороченной эпициклоиды), будет плавно подходить к точке касания со стороны .впадины сопряженного профиля. При этом выпуклый зуб

будет находиться во впадине, ограниченной пентроидой, не одно мгновение, как в зацеплении Новикова, а до конечного угла иоворота колес, приче.м постепенно будет уменьшаться расстояние между профилями и в пормальном

сечении, и в сечении, касательном к винтовой контактной линии. Такое относительное движение будет сиособствовать в обоих сечеииях образованию «.масляного .клииа. Кроме того, при подходе профиля касания в нормальном

сечении давление масла в сужающемся зазоре будет возрастать и действовать на зуб ведомого колеса в направлении передаваемого окружного усилия, что также повысит плавность зацепления и умеиьшит удельное давление в точке контакта.

При относительном движенин нрофилей смазка выдавливается из впадины не только в осевом, но и в перпеидикуляриом иаиравлении, что значительно ослабляет струю масла,

выбрасываемую из впадины при выходе зуба из зааепления. Такая струя в зацеплении Новикова ири быстром вращении колес ударяется в корпус механизма с большой «пульсирующей силой и увеличивает шум передачи,

На описываемое зацепление меньше влияют погрешности, и в частности погрешности межосевого расстОЯния. В заценлении Новикова разиица в кривизне ирофилей мала и ноэто.му погрешности вызывают значительиые смещения точки касания по профилю и, следовательно, резко изменяют направление передаваемого по нормали усилия, что вследствие переменной величины погрешности явлйется одной из причин шума.

В данной передаче в точке касания .профилей разность радиусов кривизны значительна, а .поэтому погрешности в межосевом расстоянии не будут существенно изменять направления реакции между зубьями. Преимуществами зацепления являются также высокая плавность и сравнительно малый щум колес и отсутствие скольжения зубьев.

Радиус кривизны в точке касания в торцовом и в нормальном сечении больше, чем в зацеплении с выиуклыми профилями, каК, например, в эвольвеитиом, но несколько мецьше, чем в зацеплении Новикова. Одиако более благоприятными по сравнению с зацеплением Новикова оказываются условия касания в наточку касания. Это обстоятельство, так же как и ряд других, оправдывает некоторое уменьшение приведенного радиуса кривизиы в торцовом и нормальном сечении.

Предмет изобретения

L Зубчатая нередача из цилиндрических или конических колес с точечным касанием винтовых зубьев, имеющих на одном колесе выпуклый профиль, а на другом вогнутый, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения чистого качения зубьев, создания благоприятных условий смазки и обработки колес, уменьшения влияния погреплюстей зацепления на плавность нередачи, колесо с выпуклым рабочи. профилем выполнено со смещенным с ненгроиды но нанравлению к оси колеса центром кривизны в точке касания профиля, причем это смещение определено из условия обеспечения касания зубьев в точках, лежащих на оси относительного вращения колес, а колесо с вогнутым рабочим профилем изготовлено с таким радиусом кривизны в точке контакта, который удовлетворяет условию сопряженности профилей колес.

2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью создания более благоприятных условий смазки, ведущее колесо изготовлено с вогнутым профилем зубьев, а ведомое с выпуклым.