Ортогональная обратно-конусная спироидная передача Советский патент 1979 года по МПК F16H1/16 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции ортогональных, спироидных передач Известна ортогональная спироидная передача, сожержащая конический червяк, имекмций профиль витков; очерченный отрезками прямых линий, и червячное колесо с зубьями, нарезанными на внешней поверхности кр гового конуса 1. Недостатком известной передачи явлkeтcя то, что участок вала её червяка, наиболее удаленный от обеих расположенных по разные стороны колеса опор, имеет наименьшее сечение, ввиду чего эта пеоепача облгада ет недостаточной жесткостью. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению -является ортогональная обратно-конусная спироидная .передача, содержащая коничес кий червяк, расположенный вне линии межосевого пе1рпендикуляра и обргиценный к ней торцом большего диаметра и имеющий профиль витков, оче ченный отрезками пр5гмых линий, и червяное колеср с чашевидным зубчат венцом 2. Недостатком этой передачи является ее пониженная нагрузочная способность, обусловленная прямолинейностью профиля витков ее червяка. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности передачи и обеспечение при этом постоянства мгновенного передаточного отношения при изменении осевого положения червяка. Указанйая uejrib достигается тем, что боковые поверхности витков червяка, обращенные к его торцам большего и меньшего диаметров, выполнены в осевом сечении червяка в виде участков дуг окружностей для одноименных поверхностей одного радиуса, центры которых расположены на равных расстояниях на прямой, параллельной оси червяка и расположенной вне конуса впадин витко для боковых поверхностей, обрашенных к торцу червяка большего диаметра, а для боковых поверхностей, обршценных к торцу червяка меньшего диаметра, на прямой, параллельной оси червяка И расположенной внутри конуса вершин витков. Кроме того, с целью улучшения условий контакта и обеспечения одинаковой толщины витков червяка вдоль образующей его среднего конуса, радиусы окружностей осевого сечения боковых поверхностей витков червяка и расстояния между центрами этих окружностей выбраны по зависимостям: (0,8,.. ,0) Асв; ( ), Rt(O.S... 0,8) Au7 () ; L-R (СОбЛч -cosd n) Ь-Т Дсо8САг- а)-соеСлг-Лг ;1 ZitAuy zvz. ГА;.РА; в ч Лг. ) где R, Rj- радиусы окружностей осев го сечения боковых поверхностей вит ков червяка, обращенных соответстве но к его торцам большего и меньшего диаметров; t, tj- расстояния между центра ми окружностей осевого сечения витк червяка, обращенных соответственно к его торцам большего и меньшего ди метров ; AWJ- межосевое расстояние пе дачи; (Зн - половина угла конуса ве шин витков червяка; 7,, 1, - расстояния от имеющих соответственно больший и меньший диаметр торцов червяка до межосевой линии передачи; . .. .: . . i, . 2,-X длина зацепляющейся час ти червяка; - , A -УГЛЫ профиля осевого сече ния боковой поверхности витка червя ка, обращенной к большему торцу пос леднего, в точках пересечения среднего конуЬачервяка соответственно с его торцами бол зшего и меньшего диаметров; г . г yrJtti профиля осевого сечения боковойповерхности витка . червяка, обращенной к меньшему торцу последнего, в точках пересечения среднего конуса червяка соответственно с его торцами большего и мень го диаметров. 3 - толщина витков червяка на образукндей его среднего конуса; и -,передаточное число пере дачи; Ъу - число заходов червяка; НА радиусы окружностей вер шинвитков червяка соответственно в плоскостях его торцов большего и меньшего диаметров. На фиг. 1 и 2 приведены изображения описываемой передачи соответственно в направлении оси колеса и межосевой на фиг. 3 и 4 изображения осевого сечения червяка; на фиг. 5 - изображение осевого сечения отдельно взятого витка червяка. Передача содержит конический червяк 1 с осью 2 и коническое чеовячное колесо 3 с осью 4. Червячное колесо 3 имеет чашевидный зубчатый венец 5 с зубьями, расположенными на внутренней конической поверхности.. Зацепляющаяся часть 6 червяка 1 имеет вид усеченного конуса, который расположен вне линии межосевого перпендикуляра 7 и обращен к ней торцом большого диаметра. Витки 8 червяка 1 имеют на всей длине части б одинаковую высоту, т.е. конус впадин 9 витков 8 эквидистантен конусу вершин 10 этих витков. Боковые поверхности 11 витков 8, обращенные к торцу 12 большего диаметра в осевом сечении червяка (называемые лицевыми) , выполнены вогнутыми и представляют собой различные участки окружностей 13 одинакового радиуса R.J . Центры С этих окружностей расположены на равных расстояниях между собой на прямой 14, параллельной оси 2 червяка 1 и pachoлoжeннoй вне конуса впадин 9 витков 8 червяка 1. Боковые же поверхности 15 витков В, обращенные к торцу 16 меньшего диаметра в осевом сечении червяка 1 (называемые тыльными), выполнены выпУкльми и представляют собой различные участки окружностей 17 одинакового радиуса R..Центры Сд окружностей 17 расположены на равных расстояниях между собой на прямой 18, параллельной оси 2 червяка 1 и расположенной внутри конуса 19 вершин 10 витков червяка 1. Так как центры С к Сг окружностей 13 и 17 расположены на равных расстояниях t и t между собой на прямых 14 и 18, параллельных оси 2 червяка 1, обеспечивается постоянство осевых шагов соответственно лицевой 11 и тыльной 15 боковых поверхностей витков 8 . Углы (Ац и dki ПРОФИЛЯ витков в пределах длины зацеплякяцейся части непрерывно изменяются. При этом средний угол .лицевой поверхности 11 профиля в направлении от торца 12 больlaero дигииетра к торцу 16 меньшего диаметра червяка 1 возрастает, принимая у торцов 12 и 16 соответственно значения ( и ck , а средний угол .сК тыльной поверхности 15 профиля в том же направлении убывает, приним у торцов 12 и 16 соответственно зн чения (Х и cVi. Для обеспечения наибо лее эффективной реализации особенн тей геометрии описываемой обратноконусной спироидной передачи значе углов профиля с1.ц , d, сКг и Л опре деляются по формулам: o.SbtrfS .A-) .5 20) ,,... ( s-in(;20.,.35) где верхние знаки перед вторым член берутся соответственно при опреде лении углов c и , а нижние знаки при определении соответственно угло di. Для создания оптимальных условий зацепления и подрезания, а также дл исключения возникновения в передаче чрезмерных распорных усилий желател но, чтобы обеспечиваемая геометрией профиля червяка, разница в углах профиля его витков была наибольшей в точках пересечения соответствующи поверхностей профиля с поверхностью вершин витков червяка. Именно такого характера геометрией как раз и отличается профиль спироидного чер вяка данной передачи. Угол jg между касательной 20 к профилю ТЫЛЬНОЙповерхности витка, проведенной в точке 21 конуса вершин 10, и плоскостью 22, перпендикулярной оси 2, имеет явно большую величину, чем угол dj,между касатель ной 23 к профилю той же rioBepxHocTH в точке 24 конуса 19 и плоскостью 22, а угол ti-fg между касательйой 25 к профилю лицевой поверхности витка, проведенной в точке 26 конуса вершин 10, и плоскостью 22, имеет существенно меньшую величину, чем угол между касательной 27 к профилю той же поверхности витка в точке 28 среднего конуса 19 и плоскостью 22. Описываемая передача осуществима при значениях переда-. . точного отношения от 4 до 800 и значениях углав от 2 до 12с. Сравнительные исследования показали преимущества предлагаемой передачи перед известными конструкциями. Передача обладает повышенной нагрузочнЬй способностью, обеспечивает постоянство мгновенного передаточного отношения и одинаковую толщину витков червяка вдоль образующей среднего конуса червяка, а также улучшенные условия контакта. Формула изобретения Ортогональная обратно-конусная спироидная передача, содержащая конический червяк, расположенный вне линии межосевого перпендикуляра и обращенный к ней торцом большего диаметра, и червячное колесо с чашевидным зубчатым венцом,о т л ичающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности передачи и обеспечения при зтом постоянства мгновенного передаточного отношения при изменении осевого положения червяка, боковые поверхности витков червяка, обращенные к его торцам большего и меньшего диаметров, выполнены в осевом сечении червяка в виде участков дуг окружностей для одноименных поверхностей одного радиуса, центры которых расположены на равных расстояниях на прямой, параллельной оси червяка и расположенной вне конуса впадин витков для боковых поверхностей, обращенных к торцу червяка большего диаметра, а для боковых поверхностей, обращенных к торцу червяка меньшего диаметра, на прямой, параллельной оси червяка и расположенной внутри конуса вершин витков. 2..Передача поп.1, отлич а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения условий контакта и обеспечения одинаковой тогацины витков червяка вдоль образующей его среднего конуса, радиусы окружностей осевого сечения боковых поверхностей витков ервяка и расстояния между центраи этих окружностей выбраны по . зависимостям; -R CO,8....0)Aa)((T), (О,5.,. 0,в)Att(-t(), ь-т (cosdk -coselk i,-l 2{:COSC 2- 2)-COS(: 2-Ol/) 2iC-A e / Z.VZ N ) I -77- созэчслг-с ;) , де K, Kj- радиусы окру)лностей, осевого сечения боковых поверхностей витков червяка, обращенных соответствен- но к его торцам большего и меньшего диаметров; t, расстояния между центрами окружностей осевого сечения витков червяка,, обргиценных соответственно к его торцам большего и меньшего диаметров; А CD межосёвое расстояние передачи - половина угла конуса вершин витков червяка;

«

;,

расстояния от имеющих соответственно больший и меньший диаметр торцов червяка до межосевой линии передачи;

г--г

длина зацепляющейся час- 5 ти червяка; углы профиля осевого

1 С.ц сечения боковой поверхчности витка червяка, обращенной к большему тор- |Q цу последнего, в точках пересечения среднего конуса червяка соответственно с его торцами большего и меньшего диамет- , ров;

Jkl , .J

углы профиля осевого сечения боковой поверхности витка червяка, обращенной к меньшему торцу последнего, в точках пересечения среднего конуса

червяка соответственно с его торцами большего и меньшего диаметров; В - толщина витков червяка на образующей его среднего конуса;

и - передаточное, число передачи ;

7,, - число заходов червяка; радиусы окружностей вер шин витков червяка соответственно в плоскостях его торцов большего и меньшего диаметров. Источники информации, принятые во внимайие при экспертизе

1.Патент США №26.96125, кл. 74-459.5, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР

201864, кл. F 16 Н 1/12, 1961 (пртотип) .- .

Z

fS