Шевронная зубчатая передача Советский патент 1982 года по МПК F16H1/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано .в высокоскоростных зубчатых передачах, преимущественно судовых главных трубозубчатых агрегатов.

Известна шевронная зубчатая передача, содержащая колесо и зацепляющуюся с ним шестерню, которая с целью повышения несущей способности передачи путем выравнивания распределения нагрузки в зацеплении по ширине полушевронов на определенном наперед заданном режиме работы выполнена с корректировкой угла наклона зубьев. При этом угол наклона зубьев шестерни отличается от угла наклона зубьев колеса на малую заранее рассчитанную величину 1.

Недостатком известной передачи является то, что выравнивание нагрузки на зубья, а следовательно, и увеличение несущей способности передачи обеспечивается только на одном режиме работы установки. В то ясе время на некоторых других режимах например, на режиме заднего хода несущая способность такой передачи может быть ниже, чем у передач без корректировки угла наклона. Известная передача сложнее и дороже обычной в изготовлении и требует использования специальной технологической оснастки при выполнении ее обкатки. Кроме того, проверку качества монтажа такой передачи в корпусе редуктора по состоянию контакта ее зубьев возможно производить только при повышенных значениях передаваемого крутящего момента.

10

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является шевронная зубчатая передача, содержащая ведущее и ведомое колеса, последнее

15 из которых выполнено со ступицей, соединенной с венцом двумя сшиметрично установленными дисками 2j.

Недостатком данной передачи является невысокая несущая способность

20 из-за неравномерного распределения I нагрузки в зацеплении по ширине полушевронов, обусловленного неблагоприятным сочетанием величин и характера изгибно-крутильных

25 деформаций шестерни под действием усилий в зацеплении и радиальных деформаций обода колеса под дейстаи ем центробежной силы.

Цель изобретения - повышение не30сущей способности передачи. Указанная цель достигается тем что в шевронной зубчатой передаче содержащей ведущее и ведомое коле са, последнее из которых выполнен со ступицей, соединеннойс венцом двумя симметрично,установленными дисками, отношение удвоенной шири полушеврона ведущего колеса к диа метру его делительной окружности выбрано в пределах 1,8-2,8, а дис ки ведомого колеса-расположены на расстоянии от торца венца, опр деляемом из выраясения §lfe «,70Hg(fto/Ro)6,85(VRo) с .ij:;; )-( RO Ro -о b(,-25,.),.e|i. ,,-г tEOg.9(1A-bw) , cJiS Ct AP« c° где S - расстояние от торца венца до середины диска, см , В - ширина венца, см, RO- 0,25(d.L+ d. )- радиус срединной поверхно венца, см; диаметр делительной окруж ности ведомого эубча того к леса, см d - диаметр внутренней поверх ности венца ведомого колес h 0,5(di-d i)- толщина венца, см; hf,- толщина диска, см; номинальная удельная окруж ная нагрузка на зуб, кгс/с ,OJ9(C,)(,)/D-Cdb,/d/ - относительная ширина ведущ колеса; С,, - суммарная жесткость зубьев зацепления, кгс/см ; ,- диаметр расточки ведущего UHji, леса, см, Е - модуль упругости материала ведомого колеса, кгс/см ; d - диаметр делительной окружн ти ведущего колеса, см/ ширина полушевроаа,см , wt угол зацепления, град; RO 1,285/ 1( характеристический парамет венца, р - плотность материала зубча го ведомого колеса, кгсС - угловая скорость вращения ведомого колеса, На чертеже изображено осевое с ние шевронной зубчатой передачи, Шевронная зубчатая передача содержит ведущее колесо 1, находящееся в зацеплении с ведомым зубчатым колесом 2. Зубчатое колесо 2 содержит венец 3, ступицу 4 и два диска 5, соединяющие обод со ступицей. При работе шевронной зубчатой передачи ведущее колесо 1 зацепляется с ведомым колесом 2 и за счет рационального выбора размеров венца 3, ступицы 4 и дисков 5 достигается выравнивание нагрузки в зацеплении по ширине полушевронов при любом режиме передачи. Формула (1) для определения расстояния 5 справедлива при выполнении следующих условий: f7o/Ro 0 ,04-0 ,12 ; bo.(Ro 0,3-0,10; (0,5 B-SVRo 0,250,4/ S/0 , ,15-0,25; , М-О 5/ Т.е. формула применима для расчетов высокоскоростных передач, устанавливаемых на современных судах и кораблях. При указанном положении дисков разница величин радиальных деформаций венца колеса под действием центробежной силы собственной массы у внутреннего и наружного краев полу- /: невронов равнаuCt СУfbu/)- ft(o) , где ш {Ъ«/Л С0(о - радиальная деформация обода на расстоянии от его торца v. У 0 соответственно. При этом величина и характер перераспределения нагрузки в зацеплении по ширине полушевронов, обусловленного наличием Дш, таковы, что происходит практически полная компенсация неравномерности распределения нагрузки на зуб по ширине полушевронов, вызванной деформациями изгиба и скручивания тела ведущего колеса из-за сил, действующих в зацеплении. Положительный эффект от размещения дисков- колеса на расстоянии S от торца обода обеспечивается до значений 2Ъ(зи1д{ 2,8. Таким образом, предложенные в изобретении конструктивные мероприятия позволяют одновременно обеспечить практически полную компенсацию неравномерности распределения нагрузки по ширине полушевронов из-за деформаций ведущего колеса и увеличение рациональной относительной ширины шестерни до значения 2Ъ(ц1д 2,8. В результате достигается повышение несущей способности высокоскоростной шевронной зубчатой передачи. Использование предлагаемой зубчатой передачи по сравнению с известной позволит повысить несущую способность шевронных высокоскоростных передач. Применение изобретения вследствие повышения несущей способности обеспечивает снижение диаметрального габарита передач высокоскоростных ступеней судовых редукторов на , их веса , а .веса редуктора ГТЗА в целом нал5%. Формула изобретения Шевронная зубчатая передача, со держащая ведущее и ведомые колеса Последнее из которых выполнено со ступицей, соединенной с венцом дву симметрично установленными дисками отличающаяся тем, что с целью повышения несущей способно передачи, отношение удвоенной шири ны полушеврона ведущего колеса к диаметру его делительной окружност выбрано в пределах 1,8-2,8, а диск ведомого колеса расположены на стоянии от торца венца, определяем из выражения fO,.2.7 0,,) 0,5BRo -fo,7etf8(h /RoK8g(a/«o)V .--) ..-г.л.Ь)дв. fio (Nfaw) .tVofli dl где S,- расстояние от торца венца до середины диска, см; В - ширина венца, см; RO 0,25 (da dtjH )- радиус срединной поверхнос венца, см; диаметр делительной окружности ведомого зубчатого колеса, см, tnu диаметр внутренней поверхности венца ведомого колеса, см; h 5(di) - толщина венца, см; - толщина диска, см/ ц|У - номинальная удельная окружная нагрузка на зуб, кгс/см; - w/ Ji J|C-(dbHi/ Ji) - относительная ширина ведущего колеса; суммарная жесткость зубьев зацепления, кгс/См, d,ц- диаметр расточки ведущего колеса, см; . Е - модуль упругости материала ведомого колеса, кгс/см ; d - диаметр делительной окружности ведущего колеса, см , by,- ширина полушеврона, см; ixtf-t угол зацепления, град; ,285/ о) характеристический параметр венца, ,-- плотность материала зубчато- , го ведомого колеса, кгсС см Ш - угловая скорость вращения ведомого колеса, . Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Гальпер P.P. и др. Осевая ректировка зубьев. Вестник машитроения , 1973, № 3, с.24-26. 2.Пыж О.А. и др. Редукторы суых турбоагрегатов. Л., Судостние, 1975, с.36, рис.1.30 (прото