Самоустанавливающаяся коническая зубчатая передача

 

Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение несущей способности. Коническая зубчатая передача содержит валы 1 и 2 с размещенными на них зубчатыми шестернями 8 и 9. Зубчатая шестерня 9 соединена с валом 2 посредством шарнира не менее чем с двумя степенями свободы. При этом шарнир может быть выполнен в виде кардана или сферической пары, а его центр совмещен с основанием перпендикуляра, опущенного из середины длины зуба на ось делительного конуса шестерни. На валу 2 и на шестерне 9 выполнены кольцевые конические выступы 17 и 21 для взаимодействия друг с другом. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК рц F 16 Н 1/14

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР——

"" -" Ре

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; (21 ) 4385439/25-28 (22) 29.02.88 (46) 23.03.90. Бюл. У 11 (72) А. И. Сафонов, В. Л. Лопаткин, Ф. Ф. Ефименко, Н. В. Кеденко и А. И. Рыженко (53) 621 . 833 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1209966, кл. F 16 Н 1/14, 1980. (54) САИОУСТАНАВЛИВАНЩАЯСЯ КОНИЧЕСКАЯ

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения — повышение несущей способности. Коническая

ÄÄSUÄÄ 1551 92 А1

2 зубчатая передача содержит валы I u

2 с размещенными на них зубчатыми шестернями 8 и 9. Зубчатая шестерня

9 соединена с валом 2 посредством шарнира не менее чем с двумя степенями свободы. При этом шарнир может быть выполнен в виде кардана или с*ерич еской пары, а ег о центр совмещен с основанием перпендикуляра, опущенного из середины длины зуба на ось делительного конуса шестерни. На валу 2 и на шестерне 9 выполнены кольцевые конические выступы 11 и 21 для взаимодействия друг с другом, 1 з.п. ф-лы, 7 ип.

1551892" а.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных машин.

Бель изобретения — повышение несущцй способности за счет обеспечения компенсации погрешностей изготовления и монтажа, а также компенсация нагрузочных деформаций элементов передачи.

На фиг. 1 изображена передача с карданным шарниром; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — передача с зубчатой муфтой; на фиг. 4 тО же, со стержневой муфтой; на фйг, 5 — геометрические параметры 15 зубчатого зацепления; на Лиг. 6 — сечение F-В на Лиг. 5; на Лиг. 7 — эпи-ра распределения нагрузки по длине зуба.

Передача содержит валы 1 и 2, раз-- Zp мешенные на подшипниках 3-6 в картере 7. На валу 1 закреплена шестерня

8, находящаяся в зацеплении с шестернЕй 9, снабженной коническим пояском

10 и двумя выступами 11, на которых 25 размещены подшипники 12. Подшипники

12 с крестовиной 13 и подшипниками 14 образуют карданный шарнир, при этом подшипники 14 размещены на выступах

15 и 16 вала 2. Торцовые поверхности

17-20 выступов 11 и 15 и крестовины

13 препятствуют их взаимному радиаль— ному смещению. На валу 2 выполнен . кольцевой выступ 21 с конической по верхностью 22; и редназначенный для упора конического пояска 10 шестерни

9 на участке 23.

Коническая передача со сферическим

Шарниром имеет валы 24 и 25, размещенные на подшипниках 26-29 в корпусе.30. Коническая шестерня 31 жестко закреплена на валу 24, а коническая шестерня 32 может поворачиваться на сйерическом утолщении 33 вала 35 вокруг центра О сферы, Шестерня 32 45 имеет зубчатый венец 34, который через зубчатую мушту 35 связан с зубчатьм венцом 36 вала 25. На валу 25 выполнен выступ 37 с конической поверхностью, контактирующий с выступом 38 шестерни 32 на участке 39, Коническая передача со стержневой муфтой алеет валы:40 и 41, причем на валу 40 жестко закреплена коническая . шестерня 42, Шестерня 43 может поворачиваться на сферическом утолщении

44 вала 41 вокруг центра О>. На шестерне 43 якеется выступ с конической поверхностью 45, контактирующий с кольцевьм выступом 46 на валу 41. На шестерне 43 жеются два выступа 47 со сферическими углублениями 48, в которые входят сферические концы стержней (не показаны) . Вторые концы стержней входят в сферические углубления обоймы 49, в которые также входят сферические концы стержней 50, причем вторые концы указанных стержней входят ,I в .сферические углубления 51 выступов

52 вала 41. Выступ 53 шестерни 43 и выступ 54 вала 41 ограничивают качаниее о б оймы.

Расстояние от точки пересечения осей валов до центра шарнира определяют по Ьормуле

2 3L — 31.В + В

S— ср(р+

3 2L Â

E.

+ arctg — — )

L где L — - конусное расстояние;

В - длина зуба;

p — угол делительного конуса, Š— коэффициент перекрытия, m — модуль на большем диаметре делительной окружности.

Передача работает следующим образом.

При подводе крутящего момента к одному из валов в зацеплении возникает усилие, которое можно разложить на две составляющие: окружное и распорное усилия, Распорное усилие не создает крутящего момента относительно осей шестерен и воспринимается конической поверхностью 22 выступа 21.

I вала 2 на участке 23, причем участок

23 расположен против находящегося в зацеплении зуба шестерни 9. При этом шестерня 9 поворачивается вокруг центра 0 за счет карданного соединения с валом 2 так, что центр пересечения делительных конусов шестерен О, оказывается смещенньм относительно точки пересечения валов 1 и 2. При вращении шестерен под действием распоркой силы зона контакта поверхностей пояска 1 О и выступа 21 постоянно находится против линии зацепления зубьев шестерен 8 и 9. Окружное усилие создает крутящий момент относительно оси вала 2, который передается от шестерни 9 через выступы 11, подшипники 12, крестовину 13, подшипники 14 и высту. пы 15 на вал 2. При этом окружное усилие расположено на линии, проходя- щей через центр О карданного шарни5 1551 ра и, перпендикулярной оси 0,0@ честерни 9. Смещение точки приложения

1 окружного усилия приводит к повороту шестерни 9 в единственно возможное

5 положение равновесия, когда окружное усилие располагается на прямой, перпендикулярной оси делительного конуса шестерни и проходящей через центр карданного шарнира. Такж образом, исключается смещение нагрузки на Края зубьев, что обеспечивает повышение несущей способности зубчатой передачи. Кроме того, это компенсирует монтажные отклонения, погрешности изготовления и нагруэочные деформапии в пределах зазора между коническими поверхностями пояска I О и выступа 21.

В случае размещения шестерни 32 на сферическом утолщении 33 вала 25 рас- 20 . порное усилие в зацеплении прижимает поверхность 37 шестерни 32 к выступу

38 вала 25. Окружное усилие создает крутящйй момент относительно оси вала 25, причем крутящий момент переда- 25 ется через зубчатую муфту 35 на венец 36 вала 25. Зубчатая муйта 35 обеспечивает поворот шестерни 32 относительно центра О сйеры 33 за счет зазоров между зубьями муфты 35 и вен- 30 цов 34 и 36. Шестерня 32 поворачивается всегда так, что окружное усилие располагается на прямой, проходящей через центр 0 и перпендикулярной оси

0 0 делительного конуса шестерни 32.

Такич образом, окружное усилие не выходит на крал зубчатого венца.

В передаче со стержневой муфтой работа шестерен аналогична работе передачи со сферическим шарниром. Одна- 40 ко передача крутящего момента от шестерни 43 к валу 41 происходит через стержневую муфту, которая допускает поворот шестерни 43 вокруг центра О,сферы 44. Крутящий момент от шестер-, 46 . ни 43 передается посредством высту-/ пов 47 и стержней на обойму 49, от нее через стержни 50 на выступы 52 вала 41. В случае, если ось делительного конуса шестерни 43 совпадает с осью вала 41, стержни располагаются по сторонам квадрата. Если ось делительного конуса шестерни 43 отклоняется от оси вала 41 (что обычно и происходит при работе передачи), то четыре стержня ипи все восемь стержней отклоняются от исходного положения за счет поворота сферических головок в сферических углублениях 48

Формула изобретения

Самоустанавливающаяся коническая зубчатая передача, содержащая ваг с установленными на них прямоэубыми коническими шестернями, одна из которых жестко соединена с валом, а другая соединена с валом посредством шарнира, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности путем обеспечения компенсации погрешностей изготовления, монтажа и нагрузочных деформаций элементов передачи, на валу и на шестерне, шарнирно установленной на нем, выполнены кольцевые конические выступы для взаимодействия друг с другом, образующая кольпевого конического выступа на шестерне параллельна образующей делительного конуса последней, а центр шарнира совмещен с основанием перпендикуляра, опущенного из середины длины зуба на ось делительного конуса шестерни.

2. Зубчатая передача по п. 1, отличающаяся тем,.что, с целью обеспечения равнопрочности зубьев при изгибе, расстояние от точки пересечения осей валов до центра mapкира S определено по формуле

2 3L - 3LB + В

Я вЂ” — tg (Р+

3 2? — В

+ arctg — — ) 1 гдеLВ— конусное расстояние; длина зуба; угол делительного конуса, коэффициент перекрытия; модуль на большем диаметре делительной окружности.

892 6 выступов 47, сферических углублениях обоймы 49 и сферических углублениях

51 выступов 52, что не препятствует передаче крутящего момента, но позволяет шестерне 43 вращаться относительно вала 41. Такими образом,компенсируется радиальное смещение выступов

47 шестерни 43 относительно выступов

52 вала 41. Перекос осей шестерни 43 и вала 41 компенсируется также поворо" том сферических головок стержней в сферических углублениях 48 и

51, но в плоскостях, параллельных ос и вала 41, при этом обойма

49 поворачивается на некоторый угол. Предельный угол поворота обоймы ограничивается выступами 53 и 54.

1551892

29! 551892

Фиг.5

1551892

Š— б eokppgmy

Составитель Н.Хлвпин

Редактор О.Головач Техред М,Дидык Корректор В. Гирняк

Тираж 491

Заказ 316

Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по.изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101