Зубчатая передача

 

Изобретение относится к машиностроению . Целью изобретения является повьшение нагрузочной способности.В зубчатой передаче, содержащей колеса 1 и 2 с выпуклыми головками и вогнутыми ножками зубьев 4 и с профильным перекрытием зубьев, профили зубьев в нормальном сечении в системе координат с началом координат, расположенным на торце колес, выполнены квазидиклоидальными. Приведены математические зависимости для описания профилей зубьев. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (Ю 4 F 16 Н 1/08; 55/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛМ4 ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3641242/25-28 (22) 01.09.83 (46) 07.12.87. Бюл. Ф 45 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) В,В. Едунов и A.В. Едунов (53) 621.833(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 821818, кл. F 16 Н 1/02, 1979. (54) ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение относится к машиностроению. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности.В зубчатой передаче, содержащей колеса

1 и 2 с выпуклыми головками и вогнутыми ножками зубьев 4 и с профильным перекрытием зубьев, профили зубьев в нормальном сечении в системе координат с началом координат, расположенным на торце колес, выполнены квазициклоидальными. Приведены математические зависимости для опнсачия профилей зубьев. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых и кинематических зубчатых механизмах машин и приборов.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности передач с линейным контактом и профильным перекрытием зубьев путем придания их головкам выпуклой, а ножкам вогнутой формы при сохранении наиболее простой формы у инструмента.

На чертеже показана передача с параллельными осями колес и с прямыми зубьями, общий вид.

Передача состоит из двух колес 1 и 2 с центрами вращения в точках D! и 02, зубья 3 и и которых находятся в контакте в полюсе зацепления — точке О. Полюс зацепления занимает фиксированное положение на линии О, 02 и является точкой касания начальных окружностей с радиусами R и К ! 2

Части зубьев, лежащие вне этих окружностей и Ограниченные профилями соответственно 5 и 7, называются головками и являются выпуклыми, а части зубьев, лежашие внутри начальных

Окружностей и ограниченные профилями 6 и 8, называются ножками и выполнены вогнутыми. В полюсе передачи рабочие профили зубьев давят друг на цруга под углом )(,, который измеряется между нормалью к ним и линией, касательной к начальным окружностям.

При косозубом исполнении передачи угол ()(„ задается в ее нормальном сечении, плоскость которого образует с осями колес угол Р, В нормальном сечении, которое происходит через начала систем координат X(Y! Z! и

Оси Х, ). которых ориентирО1 ваны по торцам колес, профили зубьев заданы уравнениями (здесь верхние альтернативные знаки относятся к профилям 5 и 8, а нижние — к профилям би7):

7628 г

=)R саба 1 (R- ) -2Rco8tl U+U )I

2 а2 2

)((СО$(М. COS P $1П(1 2 ($1ПМ Соз (-(), . cos() sinP;

Z = (К5 2

R sin ()(.о о(=arctg К

cos 0

U = К tpcosp

10 у ! где R,Rw б(2 радиусы начальных цилиндров колес; угловые координаты; угол наклона зубьев на начальных цилиндрах; угол защепления в полюсе передачи, ., = (iS-40) константа, принимающая в зависимости от величины коэффициента перекрытия зубьев значение в пределах (, )%в

20

R = (1 8 — 10 0) m;

25 m — модуль зубчатых колес

В этих уравнениях независимыми переменными являются Ср, и (p, связан= ные между собой через числа зубьев на колесах, R и pL, — задаваемые кон30 станты, выбор которых осуществлен с учетом следующих обстоятельств.

Нагрузочная способность зубчатой передачи определяется в основном такими факторами: контактной прочноотвю и выносливостью рабочих поверхностей, которая при прочих равных условиях увеличивается с ростом приведенного радиуса К„ кривизны профилей зубьев; изгибной прочностью и

40 выносливостью зубьев, определяемой уровнем максимальных изгибных напряжений у корня зубьев; противозадирной стойкостью, которая при прочих равных условиях зависит от приведен45 ного радиуса R„ кривизны, скоростей качения Vk „ è скольжения 7 профилей ск зубьев.

Х, =+R $1п(.Р,+(R- R -2Ксо$(),,У+У )

2 2

) (cos g cos p cos g, + $1П()(. $1П g );

2 2

Y =+К, соз(1)(+(R- R -2R cos()(., U+U )"

*(coB6C cos(), 6(пУ + 8(п сОЯ ))!

Z, =+(R- R -2Rt:DS<,U + U ) cosal sin));

Х =+R sin(() +(R — R -2КсоЫ U+U ))(2 W2 )!— о

)((co s ()(c o s P ° co s g2 + s in oL s in (p );

Реализация большего по величине ко50 коэффициента перекрытия дает возможность, при прочих равных условиях, передать большие нагрузки.

Геометрические и кинематические параметры зацепления зубчатой передачи зависит от геометрических параметров инструмента, например, таких как высота зубьев, измеренная от де- . лительной прямой, радиусов закругле-ний на их головках и др.

Z,=+(Rсояо ягп ., 2

cosQ яхnP>

R sin о, К = arctg

К созе,-и

U = R< gcosP

И, dñ1, = const.

И г

5D ш х„v»z,, Хг«7г «2г системы координат, связанные с колесами и свОими осями Z ориентированные по осям колес.

ВНИИПИ Заказ 5980/33 Тираж 804 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 13576

Расчеты разных вариантов зубчатых передач и сравнение их по перечисленным параметрам нагрузочной способности показали, что для данной передачи существует оптимальный диапазон констант К и д,, при которых реализуется повышенная нагрузочная способность по сравнению с другими зубчатыми передачами с линейным контактом зубьев: о

R=(1,8-10,0) модулей, К« =(15-40) . 10

В этом диапазоне возможна реализация профильного перекрытия Е, > 2.

Особенностью данной зубчатой передачи в сравнении с другими зубчатыми передачами с линейным контактом эубь- 15 ев является то, что инструмент реечного типа для нарезания ее колес. является одним из самых простых и очер чек на головках и ножках в нормальном сечении дугами окружностей радиусов 20

R = (1,8-10,0)m« а профильный угол на его делительной прямой равен о о „= (15-40), где m — модуль передачи.

Зубчатая передача, считая колесо

1 ведущим, а колесо 2 ведомым, работает следующим образом.

Зуб 3 колеса 1 воздействует на зуб

4 колеса 2 усилием, направленным по линии ОЦ . При этом колеса будут по- 30 ворачиваться в направлении q, и < профили 5 и 8 будут обкатываться со скольжением друг по другу, а точка их контакта перемещаться по линии зацепления MN, В точке N контакт этой З5 пары зубьев прервется, но к этому времени на линии зацепления в контакте уже оказываются одно или две другие пары зубьев в зависимости от коэффициента Q<, по которому проектиру-40 ется передача.

Таким образом, нагрузка последовательно передается по зубьям колес и обеспечивается непрерывность движения ведомого колеса так, что обес- 45 печивается постоянство соотношения скоростей

Формула изобретения

Зубч атая передача, содержащая два колеса с выпуклыми головками и вог- 55

28 4 нутыми ножками зубьев и с профильным перекрытием зубьев, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, угол 0L зацепления в полюсе передачи выбран в о пределах ь, = (15 — 40), а профили зубьев колес в нормальном сечении в системе координат с началом, расположенным на торцах колес, заданы уравнениями:

Х, =+В., sing +(R1 х (соя cos(cosy ядп sing);

Y =+R% созе, +(R- О

«

x (co s c(. co s P ° s in/, + я 1п - c os lf, );

Х =+К sing,+ (R r

x (cosy. cos(cosp>+ sing sing,);

Yã 4-Rà cosq г+ (К и ) (cased cosp sing,+sing cos(p ); где верхние альтернативные знаки относятся к частям профилей, работающих в заполюсной зоне зацепления, нижние — к частям профилей, работаю» щих в дополюсной зоне, К„ «R v — радиусы начальных (дели г тельных) цилиндров колес;

R — константа, принимающая в зависимости от величины коэффициента перекрытия зубьев значение в преде-. лах R=(1,8-10,0)ш; — модуль зубчатых колес;