Прямозубое цилиндрическое колесо

 

ПРЯМОЗУБОЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЕ КОЛЕСО, зубья которого содержат активные участки переменной длины по ширине венца и поднутрения у ножек зубьев, о тпичающееся тем, что, с целью повышения нагрузочнЫ способносги и технологичности, поднут рение выполнено переменной глубины, увеличивающейся от центрального сеч екия венца к торцам, и представляет собой участок тора или сопряженные поверхности с образующими в торцовых сечениях, являющимися прямой и удлиненной эвольвентой или близкой к ней кривой. (Л CZ vj а а ОГ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ч э

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ о фиа. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbtTHA (21) 3528146/25-28 (22) 24.12.82 (46) 28.02.84. Бкж. М 8 (72) Н.Э.Тернюк и В.Г.Дигтенко (53 ) 621.83 1 (088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 528400, кл. F 16 Н 1/04, 1976 (прототип). (54) (57 ) ПРЯМОЗУБОЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЕ КОЛЕСО, зубья которого содержат активные участки переменной длины

„,SUÄÄ 1076664 А

3(51) F 16 Н 1/06, Р 16 Н 55/17 по ширине венца и поднутрения у ножек зубьев, о т л и ч а ю ш е е с s тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и технологичности, подиум рение выполнено переменной глубины, увеличивающейся nr центрального сечения венца к торцам, и представляет собой участок тора или две сопряженные поверхности с образукмцими в торцовых

I сечениях, являющимися прямой и удлиненной эвольвентой или близкой к ней кривой.

1076664

Изобретение . относится к машисгроению и может быть использовано в силовых и кинематических зубчатых передачах.

Известно прямозубое цилиндрическое колесо, зубья которого содержат активные участки переменной длины по ширине венца и поднутрения у ножек зубьев, Основание каждого зуба не содержит поднутрений переменной глубины, а переменная !О длина активных участков обеспечивается специальной формой впадины 1 1 .

Недостатками известного колеса являются низкая нагруэочная способность, вызванная относительно высокой жест- 15 костью зубьев вблизи их торцов и срезом тела зубьев в средней части венца, что приводит к значительной концентрации напряжений при неизбежном горцово-кромочном контакте, вызывае- щ мом всегда имеющимися погрешностями изготовления и монтажа передачи, недостаточно высокая технологичность, не позволяющая обрабатывать зубчатые колеса по замкнутой роторной схеме охВа- 25 тываюшим инструментом, представлявшим собой тело вращения, и необходимость дополнительной обработки кольцевой выборки по середине зубьев, Цель изобретения - повышение нагру- зо зочной способности и технологичности.

Укаэанная цель достигается тем, что

B прямозубом цилиндрическом KtMIece, зубья которого содержат активные участки переменной длины по ширине венца и поднутрения у ножек зубьев, поднутрение выполнено переменной глубины, увеличивающейся or центрального се. чения венца к торцам, и представляет собой участок тора или две сопряженные по- 4р верхности с образующими в торцовых сечениях, являющимися прямой и удлиненной эвольвентой или близкой к ней кривой.

Прямозубое цилиндрическое каиесо представляет собой деталь, у которой высоты головок Ъ,„зубьев 1 выполнены постоянными по всей ширине Ь

%/ венца, а высоты Й, активных участков ножек зубьев — переменными (фиг. 2), уменьшающимися по мере удаления or центрального сечения зубчатого венца.

В зоне центрального сечения радиальной плоскостью во впадине зубчатого венца может иметь место переходная поверхность (высотой à h, фиг. 3 ) или ее может не быть (фиг. 2).

На участке переходной поверхности выполнены подрезы (фиг. 5), глубина которых в произвольной точке линейно или нелинейно пропорциональна разности аЬР между высотами активных участков ножек в центральном (высота И р ) и рассматриваемом (высота Ъ, ) торцовых сечениях колеса.

В прямоэубом цилиндрическом зубчатом колесе поверхность впадин MORBr быть очерчена цилиндрическими участка« ми или участками тора (фиг. 2-4). В частности, цилиндрическая поверхность может образовываться при черновой обработке, например зубофрезеровании. Тороидальная поверхность образуется при одновременной обработке поверхностей зубьев и впадин кольцевым инструментом, воспроизводящим внутренее зацепление., Переходная поверхность зуба в торцовых сечениях может содержать участки, очерченные по прямым, плавно сопрягаемым с участками, очерченными по кривым, равным или близким к удпиненной эвольвенте, На фиг. 5 в торцовом сечении зубчатого колеса участок а- Ь очерчен прямой, плавно сопрягаемой с кривопинейным участком о-с, очерченным по кривой, равной или близкой к удНа фиг. 1 изображена форма зубьев колеса и оси координат, обший вид; на .фиг.2-сечение зубчатого колеса радиальной плоскостью для случая тороидальной поверхности впадины при отсутствии переходной поверхности в зоне центрального сечения, на фиг. 3 - то же, при нали- 50 чии переходной поверхности в центральном сечении зубчатого венца; на фиг,4— то же, когда поверхность впадины выполнена цилиндрической и обрабатывается на отдельной операции независимо or 55 окончательной обработки поверхности зубьев, на фиг. 5 - торцовое сечение

7б чатого копеса. линенной эвольвенте.

Участок Ь -с плавно сопряжен с участком с- d, представляющими собой окружность, подученную в результате сечения поверхности цилиндра или тора торцовой плоскостью, Участки переходной поверхности впадин зубьев колеса могут выполняться по уравнениям, описывающим переходную поверхность как огибающую кольцевого инструмента (не показан), воспроизврдяшего внутреннее зацепление и имею- щего грапецеидальный исходный контур с углом (,„профиля и радиусом скругления при вершине.

1076664 од- где

Х,У, 2 ("1 5 гп =г -Ь +r (since — sin ct.).

Уравнение поверхности кольцевого исходного контура, полученного враще.нием кривой по зависимостям (1) вокруг 10 оси ОХ, выражается

3 х,(2) >5

20 } GOS(-). Soho(COSf+h (-СОВЦ

aL =ci)cia

). C05 $

U - независимый параметр, равный величине,аппликаты рассматриваемой точки поверхности — угловой параметр рассматривае2 мой гочки, измеряемый в плоскости УОХБ

При работе предпагаемого колеса по всей ширине зуба нагрузка распределя- °

3s ется равномерно. Объясняется это увеличением податливости зубьев вблизи их торцов, что обусловливает перераспределение нагрузки на центральную часть венца.

Предлагаемое прямоз убое цилиндрическое зубчатое колесо является высокотехнологичным поскапьку может быть обработано кольцевым дисковым инструментом, воспроизводящим внутренне зацепление с необходимой точностью и выса кой производительностью, свойственной роторной схеме обработки. Оно позволяет снизить уровень шума. 3а счет более равномерного распределения нагрузки по ширине зубчатого венца повышается нагрузочная способность и допговечность предлагаем ого колеса.

СОВ (— S>nl Г Sihс)

2 2 Н 2

Sln Y c.î5it г cos 0

2 3 2

Q 0 ) О

О О О ) М

20 з

Уравнение нормального профиля исх ного контура на участке переходной кривой выражается

Х „=г С05о(,, Y= г -хх +r tБ1ССС Бхпсс))соо i) н 3 3 и = (r -Ь хг ISinci, -Sind))sinii

Н 3 3 1 где (- угловой параметр, определяемый по уравнению

U = О)ГCSih

-Ь +г (siheL -5

3 3(и

Найдя уравнение огибающей поверх ности (2), получим у =М

«ор

2 ™20Р г„(4-cos (- Y2 g с со5 )+ 8 cos(—

5iп сА сОЭ) = О

Или после преобразования в координатной форме

Х=(г coSoL+r 9 1со5 g +Гг — )г - } + h»

А3 Н 2/ 2 1Н )н 3 3 х (ББпсо сС})соБ Б)о n × г (I — Б х г х х (s<ï/ ос))Б!и )siпсг

Y= (г ССБСБ+ г„М )sin 4 г((г -h +r х(s nоБ„-сС))ccsг — rn)сооri +r„(r хо+

+ r (Бхпос -ci))sin ) соо 4Б

Z = (r — ir +r (Ыпcc -ri,)) Sin ) ., - декартовы координаты переходной поверхности в системе, центр 0 когорой расположен в центре венца, а ось 02 cos йадаег с осью копеса;

- радиус при вершине закругления исходного контура Б — номинальный радиус окружности делительной поверхности кольцевого инструмента;

- расстояние or делительн ой окружи ости д о начала закругленного участка исходного контура, измерен« ное по радиусу;

- угол профиля исходного контура инструмента;

- угловой параметр профи-! ля,определяемый зависимостью

1076664

0g

Фиг.2

1076664

Фиг.5

Составитель А.Верховский

Редактор А.Мотыль Техред ТЛубинчак Корректор уЯрар Заказ 713/34 Ч ираж 913 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4