Зубчатая передача

 

1. ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая зубчатые колеса, по крайней мере одно из которых включает в себя ступицу, зубчатый венец-и упругие элементы, отличающаяс я тем, что, с целью повышения долговечности , зубчатый венец выполнен из двух дисков, на обращенных друг к другу торцах которых между эубьями вьтолнены впадины, в которых размещены с зазором выступы зубьев другого диска, а каждый диск и ступица связаны упругими элементами. 2, Зубчатая передача по п, 1, отличающаяся тем, чтовыступы и впадины смещены в окружном направлении относительно оси симметрии профилей зубьев в сторону, обратную действию наибольшего момента , на величину А , равную (й5-- ) g Т( I J. / где Н - ширина впадины; 1 и Та. - номинальные моменты, передаваемые зубчатым колесом в прямом и обратном направлениях. 09 КО о ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕЖИ Х

РЕСПУБЛИН у цр Г 16 Н 55/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фд

»в, - Оу .:!"!; ь=Н(ак ) 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3624638/25-28 (22) 21.07.83 (46) 30. t2.84. Бюл. Р 48 (72) О.В, Берестнев, В.Л. Басинюк, И.В. Жук и А.M. Гоман (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (53) 621.833(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Р 1458482, кл. F 16 Н 55/14, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 696225, кл. F 16 Н 55/14, 1976 (прототип). (54)(57) 1. ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая зубчатые колеса, по крайней мере одно из которых включает в себя ступицу, зубчатый венец .и упругие элементы, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения дол. говечности, зубчатый венец выполнен,SUÄÄ 132091 A из двух дисков, на обращенных друг к другу торцах которых между зубьями выполнены впадины, в которых размещены с зазором выступы зубьев другого диска, а каждый диск и ступица связаны упругими элементами.

2, Зубчатая передача по п, 1, I отличающаяся тем, что. выступы и впадины смещены в окружном направлении относительно оси симметрии про илей зубьев в сторону обратную действию наибольшего момента, на величину Ь, равную

3 где Н вЂ” ширина впадины;

7 и Т вЂ” номинальные моменты, передаваемые зубчатым колесом в прямом и обратЯ ном направлениях.

1132091

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах машин и механизмов. с многопарным зацеплением.

Известна зубчатая передача, содер- 5 жащая зубчатые колеса, по крайней мере одно из которых включает в себя ступицу, зубчатый венец (11.

В этой передаче венец зубчатого колеса выполнен из двух дисков, ус- 10 тановленных с возможностью углового смещения друг относительно друга.

Однако данное конструктивное решение не позволяет в передачах с многопарным зацеплением существенно сни- 15 зить кромочные и боковые удары и характеризуется пониженными нагрузочными (по контактной прочности) воэможностями вследствие уменьшения по длине контакта зубьев, равного 20 пятну контакта зубьев одного иэ дисков.

Наиболее близкой к предлагаемой является зубчатая передача, содержащая зубчатые колеса, по крайней ме-25 ре одно из которых включает в себя ступицу, зубчатый венец и упругие элементы Г23 .

Упругое соединение зубчатого венца и ступицы позволяет зубчатому венцу самоустанавливаться под нагрузкой по сопрягаемому зубчатому колесу, значительно снизить динамическую составляющую нагрузки.

Однако для зубчатых колес с многопарным зацеплением, например прямозубых зубчатых колес с удлиненным зубом, при пересопряжениях зубьев возникающие кромочные и срединные удары не иог т быть существенно сни- 4 жены эа счет упругого сопряжения зубчатого венца и ступицы, так как шаг между соседними зубьями, одновременно находящимися в зацеплении, является жесткой постоянной величи- 45 ной. Поэтому удар локализуется внутри зубчатого венца, воспринимается не упругими элементами, а только зубчатым венцом. Это снижает долговечность зубьев зубчатых колес с многопарным зацеплением и, в особенности, зубчатых колес с удлиненными зубьями.

Цель изобретения — повышение долговечности зубчатой передачи.

Указанная цель достигается тем, 55 что в зубчатой передаче, содержащей зубчатые колеса, по крайней мере одно из которых включает в себя ступицу, зубчатый венец и упругие элементы, зубчатый венец выполнен иэ двух дисков, на обращенных друг к другу торцах которых между зубьями выполнены впадины,. в которых размещены г с зазором выступы зубьев другого диска, а каждый диск и ступица связаны упругими элементами.

Кроме того, выступы и впадины смещены в окружном направлении относительно оси .симметрии профилей зубьев в сторону, обратную действию наибольшего момента, на величину равную где Н вЂ” ширина впадины;

Т и Тр — номинальные моменты, передаваемые зубчатым колесом в прямом и обратном направлениях.

На фиг. 1 и 2 показаны диска зубчатого венца, на фиг. 3 — зубчатое колесо, на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 3, на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг, 3, на фиг. 6 — расчетная схема смещения зазора.

Зубчатое колесо состоит из зубчатого венца, выполненного из двух дисков 1 и 2, упругих элементов 3, каждая группа которых.взаимодействует с различными дисками зубчатого венца, крепежных шайб 4,,фиксирую! щих венец относительно ступицы в осевом направлении, и ступицы 5, Зубчатый венец установлен на ступице с зазором, что обеспечивает его самоустановку под нагрузкой по сопрягаемому зубчатому колесу. На обращенных друг к другу торцах дисков венца выполнены впадины 6, в которых разме щаются выступы 7 другого диска с зазором 8, обеспечивающим возможность окружной податливости зубьев друг относительно друга. Впадины 6 и выступы 7 смещены относительно оси симметрии профилей зубьев на величину b (фиг. 5).

При передаче крутящих моментов

Т„и Т (>1>Tz) в прямом и обратном направлении для достижения одинаковой изгибной прочности зубьев, разрушающихся по переходной кривой у ножки зуба, работающей на растяжение, поверхность разъема впадин и выступов должна быть смещена на веФ

3 1132 личину Ь относительно оси симметрии проАилей зубьев пропорционально

Т и 4, те.

0 5Н-Ь Тл

-ь — — — = —,откуда Ь =H(0,5- — ) 5

0,5Н +Д Та Т,+ р

Смещение поверхности разъема в направлении, обратном наибольшему крутящему моменту, способствует повышению изгибной выносливости зубьев.

Толщина зубчатого венца в радиальном направлении принимается равной или большей двух модулей.

При работе зубчатого колеса его венец под нагрузкой самоустанавливается по сопрягаемому зубчатому колесу (не показано), что обеспечивает выравнивание нагрузки по длине контактной линии. Кроме того, окружной шаг данного зубчатого колеса также самоустанавливается по окружному шагу сопрягаемого зубчатого колеса. При этом возникающие динамические "удары не локализуются внутри зубчатого венца, а гасятся группой упругих элементов, которая взаимо действует с тем диском (1 или 2) зубчатого венца, на зубья которого воздействует динамическая нагрузка.

3у6, испытывающий удар (кромочный, срединный), вместе со всем диском упруго подается в.направлении удара (диск упруго поворачивается на некоторый угол относительно ступицы 5),35 в то время как соседний зуб, находящийся в зацеплении, независимо от этого продолжает передавать крутящий момент. После гашения удара нагрузка восстанавливается до номинальной 40 и под действием реакций упругих эле091 4 ментов 3 диск поворачивается в обрат ном направлении и шаг между соседними зубьями восстанавливается до первоначального.

Как правило шестерня в зубчатой передаче выполняется большей по ширине, чем зубчатое колесо, поэтому, обладая запасом иэгибной прочности (для зубчатых колес среднего и крупного модуля), шестерня теряет работоспособность по контактной прочности. Зубья составного зубчатого колеса сдвинуты в осевом направлении таким образом, чтобы суммарная ширина колеса была равна ширине шестерни, причем при проектировании передачи число зубьев колеса принимается равным четному числу, шестерни - нечетному. Это обеспечивает в процессе ра. боты суммарную длину контакта шестерни, равную ширине ее венца, что также способствует значительному повышению долговечности передачи. Ширина зубчатого венца и длина выступа рассчитываются так, чтобы обеспечить одинаковую долговечность зубьев по контактной и изгибной выносливости.

Галтели, выполненные у ножки зубьев, способствуют повышению их податливости и концентрации нагрузки в этой зоне.

Все это в целом обеспечивает существенное снижение динамической составляющей нагрузки в зацеплении, повышению равномерности распределения нагрузки как по длине контакта, так и между зубьями, что способствует значительному повышению долговечности зубчатого колеса и снижению его виброактивности.

1132091

Составитель В. Сергеев

Редактор В; Ковтун Техред М.Кузьма

Корректор М. Роэман

Заказ 9745/31 Тираж 912

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

Подписное

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