Коническая зубчатая передача

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых и кинематических конических зубчатых передачах. Целью изобретения является увеличение несущей способности и исключение регулировки при монтаже за счет самоустановки. В конической зубчатой передаче, содержащей колеса 1 и 2 со спиральными зубьями, одно из колес 1 подвижно в осевом направлении, угол спирали зуба в среднем сечении зубчатого венца подвижного конического колеса 1 выбран как функция угла зацепления и угла начального конуса. Вблизи торцов зубчатого венца соблюдается соотношение между углами спирали зуба, углом зацепления, углом начального конуса и коэффициентом трения. Зубчатые колеса 1, 2 могут быть выполнены каждое из двух зубчатых венцов с различным направлением спиралей. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ш 4 F 16 Н 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 41 74510/25-28 (22) 19. l 1. 86 (46) 07.08.89. Бюл. № 29 (75) А. И. Сафонов (53) 621.833 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1004690, кл. F 16 H 1/14, 1980. (54) КОНИЧЕСКАЯ ЗУБЧАТАЯ ПEPEДАЧА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых и кинематических конических зубчатых передачах. Целью изобретения является увеличение несущей способности и исключение регулировки при монтаже за счет самоус„„SU„„1499007 А1

2 тановки. В конической зубчатой передаче, содержащей колеса 1 и 2 со спиральными зубьями, одно из колес 1 подвижно в осевом направлении, угол спирали зуба в среднем сечении зубчатого венца подвижного конического колеса 1 выбран как функция угла зацепления и угла начального конуса. Вблизи торцов зубчатого венца соблюдается соотношение между углами спирали зуба, углом зацепления, углом начального конуса и коэффициентом трения.

Зубчатые колеса 1, 2 могут быть выполне ны каждое из двух зубчатых венцов с раз личным направлением спиралей. з.п. ф-лы, 7 ил.

1499007

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых и кинематических конических зубчатых предачах.

Цель изосретения — — увеличение несущей способности и исключение регулировки при монтаже за счет самоустановки, а также расширение функциональных возможностей путем реверсирования.

На фиг. 1 показана коническая зубчатая передача в осевом сечении неподвижного колеса; на фиг. 2 — осевое сечение передачи; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 разрез 6 — 6 на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез  — В на фиг. 3; на фиг. 6 вариант выполнения передачи с двумя зубчатыми венцами; на фиг. 7 разрез Г Г на фиг. 6.

Коническая зубчатая передача содержит колеса 1 и 2 со спиральными зубьями, одно из колес подвижно в осевом направлении, колесо 2 неподвижно в осевом направлении, угол спирали зуба в среднем сечении зубчатого венца подвижного конического колеса 1 выбран из условия

P=arcsin(tgn !дб), где а угол зацепления; б — угол начального конуса подвижного колеса 1, а вблизи торцов зубчатого венца колеса 1 соблюдено условие

sly P(- р cos)3 (g lgn / об+- р/ б, где (3 — углы спирали зуба в сечении зубчатых колес 1 и 2 передачи вблизи торцов венца; р коэффициент трения.

Указанное выполнение передачи не обеспечивает ее реверсирования.

Для реверсирования конической зубчатой передачи зубчатые колеса 1 и 2 выполнены каждое из двух зубчатых венцов 3, 4, 5, 6 с различным направлением спиралей зубьев.

В корпусе 7 на подшипниках 8 и 9 (фиг. 2 и 6) установлен вал 11 с коническим колесом 2, имеющим круговые зубья. На подшипниках 11 и 12 установлен вал 13 с коническим колесом 1, имеющим круговые зубья, причем вал 3 может двигаться в осевом направлении. На шлицах 14 (фиг. 6) закреплен венец 6, а на шлицах 15 вала 13 венец 4, причем направление спирали зубьев венцов 6 и 4 обратное пО отношению к спиралям зубьев венцов 5 и 3.

Ведущим может являться любой из валов 10 или 13. Однако направление усилия % в аацеплении (фиг. 3), действующего на подвижное коническое колесо, должно быть к вершине конуса колеса.

При нагружении одного из валов 10 или 13 крутящим моментом в зацеплении зубьев колес 2 и появляется окружное тангенциальное усилие Т, приложенное поблизости от середины длины зуба. Усилие в çàцеплении является равнодействующей распределенного по некоторой площади давления, но площадь в случае кругoBblx зубьев достаточно мала и вполне допустима замена распределенной нагрузки сосредоточенной силой. В точке контакта зубья колес 2 и 1 направлены под углом р спи5 рали, поэтому по нормали к линии зацепления деиствует сила N= . Ее составT

cosP ляющая в осевой плоскости сила S=N ° sin(3

10 =T tg t3

В плоскости, перпендикулярной линии зацепления (фиг. 4), сила N является одной из составляющих силы Q (она является действующей в зацеплении силой)

15 q iV т

cosn cosn. соф

1 где я — угол зацепления (в некорригированных зацеплениях обычно а=20 ) .

Распорная сила в зацеплении R=Q sinn=

20 — — N tg n= T ° tgn/соф.

В осевой плоскости (фиг. 5) есть две силы, сдвигаюгцие подвижное колесо в осевом направлении: S u R. Их проекции на направление оси колеса

25 L=S ° соьб=Т tgP сорб; M=R япб=

7 ц Мпб

COSP

Венец 3 находится в равновесии (в осевом направлении) при равенстве L=M

30 „„

ter я л6

cîó

Угол спирали зуба в среднем сечении (на среднем модуле) равен

35 sinP=tgn tgP или

P=arcsin(tgn tg6).

40 Реверсивная работа конической передачи обеспечивается также, если каждое колесо имеет два венца с различным направлением спиралей (фиг. 7). При этом угол спирали посередине каждого зубчатого венца подчиняется условию (1), а углы спира45 ли вблизи торцов каждого зубчатого венца выбираются с соблюдением условий

sinP +p cosP =tgn tgP — р/дб; (2)

sin(4 — рсо Pq=tgn ° tgrt3+фдб. (3)

Передача работает следующим образом.

Зубчатые колеса 1 и 2 вступают в за50 цепление, передавая нагрузку с вала 13 на вал 10.

Коническая передача оказывается самоустанавливающейся и не требует регулировки на пятно контакта. Однако при реверсе система сил оказывается обратной и равновесие не будет иметь места. Передача получается нереверсивной. Указанный недостаток может быть устранен, если круговой зуб будет выполнен с углом (3=0

1499007 спирали на среднем .иодуле. Диаметр резцовой головки при нарезании зуба выбирается таким, чтобы углы р спирали, подчиняющиеся условию (! ), находились достаточно близко к среднему сечению конического колеса. Тогда нагрузка на зубья в процессе работы будет всегда (т. е. при любых деформациях валов, подшипников и корпуса) приложена к средней части зуба.

Максимальные значения углов спирали на краях зуба должны быть больше или равны углу по условию (3).

Формула изобретения

l. Коническая зубчатая передача, содержащая колеса со спиральными зубьями, отличающаяся тем, что, с целью увеличения несущей способности и исключения регулировки при монтаже за счет самоустановки, одно из колес подвижно в осевом направлении, угол спирали зуоа в среднем сечении зубчатого венца подвижного конического колеса выбран из условия

P =a rcsi n(t g a t g6). где я -- угол зацепления;

6 — угол начального конуса подвижного колеса; а вблизи торцов зубчатого венца соблюдено условие

10 sing; г+-рсоа(3ьг=1да tg6 tgh, где Pt z — углы спирали зуба в сечении зубчатых колес передачи вблизи торцов венца; р — коэффициент трения.

2. !1ередача по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем реверсирования передачи, зубчатые колеса выполнены каждое из двух зубчатых венцов с различным направлением спиралей.

l499007

Е-б

Юы5

/5

Составитель A. Верховский

Редактор:1. Зайцева Техред И Верее Корректор И.Муска

Заказ 46б7/31 Тираж 721 Подцнсное

ВНИИПИ Государственного комнтега но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж -,35, Ратн ская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О!