Зубчатые передачи, а также кулачковые механизмы с точечной системой зацепления

 

М 1О9 И

Класс 47h, 6

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М. Л. Новиков

ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ, А ТАК)КЕ КУЛАЧКОВЫЕ

МЕХАНИЗМЪ| С ТОЧЕЧНОЙ СИСТЕМОЙ ЗАЦЕПЛЕНИЯ

Заявлено 19 апреля 1956 r. за ¹ 550525 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Известные зубчатые передачи с точеч юй системой зацепления обладают низкой контактной прочностью и широкого практического применения не получили.

Существующие зубчатые передачи с линейчатыми системами зацепления, в том числе широко pBcIIpoстраненные эвольвентные, также обладают ограниченной контактной прочностью.

Предлагаемая зубчатая передача имеет более высокую контактную проч11ость, что обусловлено более выгодными кривизнами сопряженных поверхностей зубцов. Передаваемые окружные усилия могут быть в несколько раз большими "o сравнению с эвольвентным зацеплением при одинаковых контактных напряжениях, одинаковых габаритных размерах и прочих равных условиях. Другим преимуществом их является меныпая чувствительность к неточностям изготовления и деформациям деталей зубчатых переда -и

Предлагаемые зубчатые передачи могут быть выполнены с параллель:1ыми. пересекающимися и перекрещивающимися о ями, с внешним и ,íóòðåííèì зацеплением, с постоянIIblì и переменным передаточным числом и могут быть применены для кулачковых механизмов.

Н" чертеже изображены возможные профили зубцов. получаю1цисся при пересечении их рабочих поверхностей, плоскостью. перпендикулярной к мгновенной оси относительно вращения-скольжения и проходящей через текущее положение точки зацепления.

Здесь Р— точка пересечения мгновенной осью относительного вращения-скольжения плоскости профилей, перпендикулярной мгновенной оси.

О и Оа — точки пеРесечеш1Я плоскости профилей с осями зубчатых колес.

А — точка зацепления (текущее положение) .

PA — линия давления.

ДАД вЂ” круговая дуга с центром в точке Р, являю1цаяся предельным случаем профилей зубцов (совпадающих друг с другом). № 109113

Кривые ВА — кривые произвольной плавной формы, находящиеся внутри круговой дуги ДА 7 (т. с. уходящие в «тело» зубцов одного из колес) и расположснныс в непосредственной близости от нес, яг- ляются Ilpофилям i зубцов одна;-о из колес.

Кривые САС вЂ” кривые произвольной плавной формы, находящиеся вне крутовой дуги ДАД (уходящие в «тело» другого зубца) и расположенные в непосредственной близости оТ ДАД, яв, IHK)Tcp. Поофнлями зубцов другого колеса.

Сущность изобретения:>аключастся в следукнцсм, В пространстве, в котором зафиксированы оси врагцения зубчаты; колес, задается линия зацепления в виде прямой или плавной кривой, проходящая в непосредственной близости от мгновенной оси относительного вращения-скольжения.

Вдоль линии зацепления назначается движение то.ки зацепления с постоянной или плавно изменяющейся скоростью. Движушая; я точка зацепления описывает в пространствах, связанных с вращающимися зубчатыми колесами, контактные линии. Через эти iltHiili можно провести ряд некоторых поверхностей, которые могут оыгь сопряженными рабочими поверхностями зубцов, если они будут иметь общую нормаль в каждом текущем положении точки зацепления и будет удовлетворяться основная теорема зацепления, если кривизны поверхностей будут удовлетворять заданному передаточному отношению и если, наконец, будет отсутствовать взаимное пересечение поверхностей в пределах их рабочих участков.

Предлагаемые виды рабоч <х поверхностей зубцов удовлетворяк>т поставленным условиям и обеспечивают высокую контактную прочность зубцов.

В плоскостях, перпендикулярных мгновенной оси относительного вращения-скольжения и проходящих через текущее положение точки зацепления, проводятся дуги окружностей из центров, находящихся на прямой, проходящей через точку зацеплсиия и мгновенную ось, и в непосредственной близости от этой оси. Дуги окружностей можно считать профилями зубцов.

Непрерывная совокупность профилей для всех текущих положений точки зацепления образует сопря>кенные поверхности зубцов, прн этом рабочая поверхность для одного из колес будет выпуклой, а для другого †вогнут (по направлению, перпендикулярному к мгновенной оси), В частном случае радиусы профилей зуоцов могут быть одинаковыми Iio ьеличинс и равными расстоянию от точки зацепления до мгновенной оси. Центры оооих профилей при этом будут лежать на мгновенной оси, В этом случае точечное зацепление вырождается 1 особый вид линейчатого, однако при реализации era требуется весьма высокая точность и абсогпотная стабильность межосевого расстояния, что практически неосушестви:in.

При конструировании зубцов следует отдать предпочтение точечному зацеплению с малой разницей в величинах радиусов профилей, имея з виду, что практически при технологической, а также при естественной приработке зубцов точечное зацепление будет приближаться к упомянутому линейчатому, хотя теоретический контакт при этом будет точечным.

Профили зубцов могут иметь форму, отличающуюся от дуги окружности, однако кривые профилей другой формы (проходя всегда через точку зацепления) должны НВходиться внутри упомянутого круго вого профиля с центром в точке, находяшейся на мгновенной оси (должны уходить в «тело» зубцов).

Закон движения точки зацепления (т .е. скорость и траектория ее движения) выбирается так, чтобы потери на трение и износ были незначительными. Потери на трение и износ пропорциональны относительной скорости скольжения в зацеплении, следовательно необходимо стремиться к уменьшению последней, а для этого линию зацепления не следует значительно удалять от мгновенной оси. Однако черезмерн >е

¹ 109113 приближение линии зацепления к мгновенной оси нецелесообразно, так как связано с уменьшением контактной прочности. Кроме того. при выборе закона движения точк.t зацепления следует предусматривать благоприятные с конструктивной точки зрения углы между общей нормалью (вдоль которой расположена сила взаимодействия зубцов) и осями колес, а также технологические условия.

° Замыкающие (тыловые) стороны зубцов образуются аналогичным вышеизложенному методом. Толщина зубцов (и шаг их) устанавливается в соответствии с необходимой прочностью зубцов на изгиб и сдвиг.

Ширина обода зубчатых колес или длина зубцов должна находиться в таком соотношении с шагом их, при котором обеспечивался бы заданный коэффициент перекрытия при пересопряжении пар зубцов.

Зубчатые передачи могут иметь одноточечное зацепление, т. е. в работе может участвовать только одна пара зубцов (за исключением периода пересопряжения), и могут быть передачи с многоточечным зацеплением, когда в одновременной работе находится несколько пар зубцов.

В случае зубчатых передач с параллельными осями удобнее всего, исходя из конструктивных и технологических соображений, выбрать линию зацепления в виде прямой, параллельной осям колес, а скорость движения точки зацепления принять постоянной. При этом радиусы профилей зубцов во всех плоскостях, перпендикулярных осям, будуT 03HHBKQBbi. рабочпс повер. хности зубцов будут представлять собой правильные винтовые поверхности. Изготовление таких зубцог, возможно на всех современных зуборезных станках с применением специального инструмента.

На чертеже представлена зубчатая передача с параллельными осямп с предельным случаем точечного контакта, переходящего в лпнейчатьш. с криволинейной контактной линией, располагающейся поперек зубцоь. В случае нежелательности осевых компонентов спл, нагружающих подшипники, можно применять зубчатые колеса шевронного типа, Предмет из об р стени я

Зубчатые передачи, а также к;.— лачковые механизмы с точечной системой зацепления, о т л и ч а ю щ и сс я тем, что, с целью увеличения передаваемых окружных усилий, профили зубцов, получающиеся прп пересечении их рабочих поверхностей плоскостью, перпендикулярной и мгновенной ос» относительного вращения-скольжения и проходящей через текущее положение точки зацепления, являются дугами окружностей или другими ITëàâíûìè кривыми, приближающимися по форме и по величине радиуса кривизны к дуге окружности с центром, совпадающим с точкой пересечения рассматриваемой плоскости с мгновенной осью, а линия зацепления, представляющая геометрическое место точек зацепления в пространстве, в котором зафиксированы осп вращения колес, является прямой или плавной кривой. № 109113

Отн. редактор Л. Г. Голандский

Стаидартгиа. Поди. к пеи. 7/IV 1958 г. Обвем 0,25 и. л. Тирана 800, Цена 50 коп. 1ппографки Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СС 1а

Москва, 1.1е:лппнаи,;I,. 23. Зак. 176,