МОДИФИЦИРОВАННАЯ ГЛОБОИДНАЯ ПЕРЕДАЧА Советский патент 1967 года по МПК F16H1/16 

Известна классическая форма глобоидной червячной передачи с постоянным окружным шагом витка червяка. Ее недостатки: неравномерность распределения нагрузки по длине поля зацепления, концентрация нагрузки по длине поля зацепления, концентрация нагрузки на входном поле зацепления в результате неизбежных деформаций и погрешностей изготовления и сборки, а также удары, сопровождающие зацепление начала витка червяка с очередным зубом колеса, вследствие того, что начало витка входит в зацепление сразу всей высотой профиля.

Наиболее серьезный недостаток классической формы глобоидной передачи - недостаточная скорость перемещения контактной линии по поверхности зуба колеса (скорость качения), а также непостоянство этой скорости по длине поля зацепления, вследствие чего ограничиваются эксплуатационные показатели передачи - ее нагрузочная способность и коэффициент полезного действия. Ранее предлагались способы устранения указанных недостатков нутем применения, например, завалов на червяке, представляющих собой отклонения от классической формы в тело червяка на его концах. Однако при этом в работе не участвует наиболее эффективная часть поля зацепления, вследствие чего до окончания

приработки нагрузочная способность передачи резко снижается.

Предлагались также модифицированные глобоидные передачи с увеличенным (по сравнению с классическим зацеплением) в длину и ширину полем зацепления, что обеспечивается смещением предела подрезания либо за пределы зуба колеса, либо за пределы витка червяка, что, однако, не полностью устраняет отмеченные недостатки.

Описываемая модифицированная глобоидная передача содержит глобоидный червяк с плавно изменяющимся окрул ным щагом винтовой линии его витков и червячное колесо,

зубья которого охватывают червяк и образованы обкаточным инструментом с производящей поверхностью, совпадающей с поверхностью витков червяка, с контактом между зубьями колеса и виткадш червяка но всей

длине рабочей поверхности витка червяка. Эта модифицированная глобоидная передача имеет непрерывную кривую модификации винтовой линии производящего и рабочего червяков и спиральную заделку входного конца

В1ггка. От известных модифицированных глобоидпых передач она отличается тем, что зубья колеса и БИТКИ червяка имеют линию контакта, перемещающуюся по поверхности зуба колеса с постоянной или близкой к повеличина моди(|зккаци 1 на входе витка евязана с параметрами передачи зависимостью а A(Ci + C-ii), где Л -межосевое расстояние, / - передаточное отношение; коэффициенты Ci и С изменяются в пределах: 0,0002-4 ,0004 и 0,000024 С2 0,000044, а экстpejMyM кривой модификации расположен в пределах от 0,6 до 0,75 длины зацепления от входного края. Кроме того, витки червяка иметь на входных концах за пределами рабочей поверхности спиральные фланки, обеспечивающие плавный вход витков в зацепление по высоте профиля независимо от износа рабочей поверхности витков червяка. Зубья колеса могут быть таклсе образованы обкаточным инструментом с производящей поверхностью, совпадающей с поверхностью витков рабочего червяка в его средней части и с постепенным отклонением к обоим краям БИТКОВ и к обоим краям по высоте зуба, причем зубья колеса и витки червяка имеют точечное первоначальное сопряжение, локализованное в средней части рабочей поверхности витка червяка и распространяющееся постепенно и равномерно в процессе приработки полностью на рабочие поверхности витков червяка и зубьев колеса. Таким образом, модифицирование винтовой ли-нии червяка -в соответствии с формой коНтакта, получаемой в результате большого износа и остающейся неизменной при дальнейщем износе, значительно увеличивает скорость качения, благодаря чему уменьпаается нагрев контактирующих поверхностей, а вследствие этого повышаются несущая способность и коэффициент полезного действия глобоидной передачи. На фиг. 1 представлен общий вид глобоидной передачи; на фиг. 2 показаны последовательные положения линии контакта на поверхности зуба колеса классической глобоидной передачи с постоянным окружным шагом витка червяка; на фиг. 3 - последовательные положения линии контакта на поверхности Пба колеса модифицированной глобоидной аередачи с плавно изменяющимся окружным шагом витка червяка; на фиг. 4 - законы распределения нагрузки по длине зацепления и графики изменения скорости перемещения контактной линии; на фиг. 5 представлен глойоидный червяк в сечении, перпендикулярлом его оси; на фиг. 6 показана развертка рабочей поверхности витка червяка. Глобоидная передача состоит из червяка / и червячного колеса 2 (окружная скорость V червяка показана на чертеже стрелкой). Скорость V-2 перемещения линии контакта, последовательные положения которой / - /, 2-2, 3 - S, 4 - 4 на поверхности зуба колеса классической глобоидной передачи показаны на фиг. 2, перпендикулярна к указанной линии контакта, величина скорости переменна, и, как показывает специальный математический анализ, в начальной фазе зацепления l/a ниже среднего уровня и по мере приближения к середине зуба колеса увеличивается. Скорость I/a перемещения линии контакта, последовательные положения которой , , , на поверхности зуба колеса лмодифицированной глобоидной передачи, где изменение окружного щага витка червяка расщирило поле зацепления, также переменна, и закон изменения ее величины зависит от закона изменения окружного шага витка червяка. При вращении схематически показанного на фиг. 4 червяка / с винтовой линией витка 3 со скоростью 1/1 в направлении, указанном стрелкой, виток червяка войдет в зацепление левой частью. Распределение нагрузки между зубьями, одновременно находящимися в зацеплении, схематически показано на фиг. 4 - заштрихованная зона 4 - для классического зацепления и зона, ограниченная пунктирной линией 5 - для модифицированного. В обонх случаях максимальная нагрузка находится в пределах входной половины длины червяка. В этом месте неблагоприятной концентрации нагрузки, как показало математическое исследование, прилегание сопряженных поверхностей нельзя считать наилучшим. Сочетание указанных явлений приводит к больщим удельным давлениям в контакте, что, в свою очередь, ведет к повыщенному трению и нагреву поверхности колеса, а это ограничнваег несущую способность передачи. У€ЛО(Вия iKOHTa-KTa улучщаются при увелиЧе НИИ скорости перемещения линии контакта, когда ловерхность зуба колеса не успевает сильно нагреться. Поэтому важно обеспечить ,в пределах контакта со ВХОДНОЙ полОВИной витка че1р1вяка повышснную скорость 1/2 перемещения линии контакта по зубу колеса, как это, например, показало линиями 5 и 7 та фиг. 4, «ли хотя бы постоянную скорость Vz по всей длине зацепления, «аК показано линией 8 «а фиг. 4. Указанные кривые скоростей получаются при модификации передачи ио приведенной выше за.висИМюсти величины этой модификации от межцентрового расстояния, передаточного отношения и (Выбора числовых 31начений коэффициентов Ci и С. , За лределами рабочей поверхности 9 «итка червяка с входного края предлагается спиральный флавк 10 (ф|иг. 5). Этим обеспечивается плавный вход витков в зацепление по высоте профиля «независимо от износа рабочей паверхиости витков червяка. Для язедущих червяков, «е используемых в качестве ведомых, флзнк .на выхО|Дном конце витка необязаТеЛвн. Спи;ральный фланк иа вход-ном конце витка червяка предлагается делать в любых глобаидных передачах.