Зубчатая передача стихановского

 

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для передачи и преобразования энергии ударного импульса в перфораторах, например, для бурения отверстий в кирпичной кладке, бетоне, горной породе и подобных материалах, а также в качестве зубчатого редуктора с передаточными числами от десятков до нескольких тысяч. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем повышения передаточного числа зубчатой передачи. Зубья колеса 2 передачи имеют сопряженные конические поверхности, которые обеспечивают максимальные площадки взаимодействия за счет больших приведенных радиусов кривизны, позволяющие предохранить зубья от поломки и чрезмерных контактных напряжений во время ударных нагрузок. В зубчатой передаче в корпусе 3 установлены боек 4, обрабатываемая среда 5 и инструмент 7. 13 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Р 16 Н 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. (21) 4487505/25-28 (22) 28.09.88 (46) 07.07.90. Бкл . № 25 (75) Б.Н.Стихановский (53) 621.833 (088.8) (56) Решетов Д.Н. Детали машин.

M. Машиностроение, 1975, с. 240-342. (54) ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА СТИХАНОВСКОГО (57) Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для передачи и преобразования энергии ударного импульса в перфораторах, например, для бурения отверстий в кирпичной кладке, бетоне, горной породе и подобных материалах, а также.БЫ ш76748 А1

2 в качестве зубчатого редуктора с передаточными числами от десятков до нескольких тысяч. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем повышения передаточного числа зубчатой передачи.

Зубья колеса 2 передачи имеют сопряженные конические поверхности, ко торые обеспечивают максимальные площадки взаимодействия за счет больших приведенных радиусов кривизны, позволяющие предохранить зубья от поломки и черезмерных контактных на пряжений во время ударных нагрузок.

В зубчатой передаче в корпусе 3 установлены боек 4, обрабатываемая сре," да 5 и инструмент 7. 13 ил.

1576748

11зобретение относится к машино строению и может быть использовано я передачи и преобразования энергии ударного импульса в перфораторах, например, для бурения отверс— тий в кирпичной кладке, бетоне, горной породе и подобных материалах, а также в качестве зубчатого редуктора с передаточными числами от десятков до нескольких тысяч.

Целью изобретения является рас ширение технологических возможнос гей путем повышения передаточного (Числа зубчатой передачи.

На фиг.1 показ "íà зубчатая передача для передачи и преобразоваНия энергии ударного импульса в перфораторах, на фиг.2 — то же, и

Качестве зубчатого редуктора ударно мпульсного действия," на фиг.3 — зуб атая коническая передача с двумя ( зубьями, вид спереди1 на фиг.4 — то (Ме, с двумя зубьями, вид сверху1: а фиг.5 — зубчатая передача с тремя зубьями и максимальными радиусами

-закругления зубьев; на фиг.6 — то ,же, с тремя зубьями и минимальными радиусами закругления зубьев на фиг.7 — то же, с четырьмя зубьями ,с максимальным радиусом закругления зубьев, на фиг.8 — то же, с четырьмя зубьями с минимальными радиусами закругления; на фиг.9 — пример профиля поперечного сечения двухзубчагого колеса, имеющего положительные (выпуклые) радиусы закругления впадин и вершин зубьев с одинаковыми хордами, на фиг.10 — профиль поперечного сечения двухзубого колеса, на фиг.11 — то же, на фиг.12 — про- филь поперечного сечения колеса с разными хордами и с четырьмя зубьяьм1 на фиг.13 — пример колеса с эллипти— ческой конической поверхностью.

Зубчатая передача состоит из зубчатых конических колес 1 и 2 (фиг.1), корпуса 3, бойка 4, обрабатываемой среды 5, вала 6 или инструмента 7 (фиг.2), двигателя 8, храповых о<тановов 9, муфты-рекуператора 10 энергии упругих деформаций, маховика 11 и барабана 12, одно из колес передачи имеет делительную окружность (фиг. 3), показанную пунктирной линией.

При расположении точек сопряжения конических поверхностей зубчатых ко— лес 1и 2 через равные угловые части размеры впадин по их основанию равны размерам, равным хордам, соединяющим эти точки.

При вогнутых зубьях, т.е. при радиусах кривизны впадин (фиг.3-8) R ° Б1П вЂ” < «„<

К R

10 2 . о(2 cos—

ЪС

R-sin .2 (2) К sin—

cos(5(+arccos ) «д

= + — прямая, при этом

«3 м кс

t (3)

30 2 cos— с

35 при «pygmy = R sin—

2 (4) или,, учитывая (3) и (4):

Ы

R ° sin—

2 — ) r )—

cos ь (5) При выпуклых зубьях, т.е. при радиусах кривизны r>>0 (фиг.9) имеется

45 R 2 rЗ)

R (6)

М

2 cos—

R sin—

2 О,, R з п М72

r « ° (7) зз п(М-a«csin )

r при этом pr Р (8)

В случае, когда точки сопряжения конических поверхностей расположены неравномерно по окружности (фиг. 1012) .

В этом случае ь

Z, т.е.. где R — радиус делительной окружности (фиг.3-6);

15 ж= . (или <= у);

Z — число зубьев;

r> — радиус кривизны профиля зуба.

Радиус кривизны впадины между зубьями

0 .-Ы 360

Z (9) Все соотношения для r> и r> остаются справедливыми, только в них — (или )

Т 1,80

Z Z

Угол 4 между прямой, соединяющей центр r > с центром r>, и прямой, проходящей через два центра r (фиг.1012),. равен

После ударного взаимодействия бойка 4 с валом 6 или инструментом 7 они расцепляются, боек при обратном ходе демпфируется, чтобы не передавать удара на корпус, и цикл повторяется.

76748 б рекуператора 10, то можно обойтись без второго храпового останова, расположенного между муфтой-рекуператором 10 и барабаном 12 °

5 аю

arccos

r>-r > (10) 15

20 напряжения. где а1 — половина расстояния между центрами окружностей радиуса г . Для колеса с эллиптической конической поверхностью (фиг;13) имеется

Ъ2 ()/ где r и r — расстояния от фокусов эллипса до любой точки кривой эллипса, в которой радиус кривизны эллипса;, а и Ъ вЂ” размеры большой и малой полуосей эллипса.

Зубчатая передача работает следующим образом.

При включении двигателя 8 боек 4 приобретает поступательное и одновременно вращательное движение, и колесо 1 своими зубьями входит в зацепление с коническим зубчатым колесом 2..В результате ударного взаимодействия этих колес передаются поступательный и вращательный ударные импульсы от бойка 4 к валу 6 или инструменту 7, которые разрушают среду 5 или передают вращательный удар— ный импульс валу 6, который закру— чивается в муфте-рекуператоре 10 и удерживается в этом состоянии благодаря храповому астанову 9. Запасенная энергия деформации в муфте-реку— ператоре 10, а затем через вал и второй храповой останов передается исполнительному механизму 12 с маховиком 11. Храпавые остановы имеют сво- . бодный хад того же направления, чта и передающий момент от бойка-ротора

4, и направление вращения барабана

12, т.е. они препятствуют обратному раскручиванию вала 6 и барабана 12.

При этом, если можно пренебречь энергией упругих колебаний кручения барабана 12 относительно упругой муфты25

55

При ударном зацеплении бойка с инструментом происходит за счет удара зубьев передачи продольного ударного импульса, который идет на разрушение среды 5, и атрыв,кускокаменных материалов за счет огромного ударно- импульсного поворота инструмента в процессе передачи импульса ударного взаимодействия зубьев.

При второй схеме (фиг.2) в основном необходимо передавать вращательный ударный импульс, а поступательный должен иметь значительно меньшую энергию и гаситься упругой муфтойрекуператором 10..Следовательно, соотношение кинетических энергий по-. ступательнага и вращательного движений бойка 4 непосредственно перед ударным зацеплением в схемах (фиг.1 и 2) принципиально разное, т.е. во второй схеме энергия поступательного движения необходима лишь для обеспечения ввода и вывода бойка из зацепления, а основная мощность должна тратиться на передачу энергии вращения ат бойка 4 к валу 6. При этом момент вращения бойка. увеличивается во столько раз, во сколько момент ударных сил при зацеплении с валом 6 больше неударных сил. Сила удара зависит от нормальной к соударяющимся поверхностям составляющей скорости, от приведенных радиусов закругления, твердости материалов тел и др. Поэтому при саударении твердых тел контактирующие поверхности не должны иметь малые приведенные радиусы закругления, т.е. не иметь граней или несопряженных поверхностей.

Зубья колес могут взаимодействовать

\ в любом месте своих поверхностей, поэтому необходима иметь при таком ударном контакте максимальна возможные приведенные радиусы закругления, чтобы иметь минимальные контактные

1576748 формула изобретения

Зубчатая пер едача, содержащая колеса, профили зубьев которых очерчены дугами окружностей с близкими

1 радиусами кривизны, о т л и ч а юф а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем повышения передаточного числа убчатой передачи, зубья колес очерены сопряженными коническими поверхостями, если точки сопряжения коических поверхностей расположены ерез равные угловые части 0 =

180» . Э

Z. или /= — то для зубьев с

2 ! круговой конической поверхностью адиус (г. ) кривизны профиля зуба

ыбран из соотношения (ii sin >cгя г — —, де R — радиус делительной окружности радиус кривизны профиля впадины меж ру зубьями определен зависимостью

=R> sing/Е

Ь К sin< 2

cos (<+arccos )

r>

R sin 4/2

cos ж

erg > —, а при

Куг ) -R sin М/2

R sin о 2

sin(M-arcsin )

Гу

>p " + в 1 если точки сопряжения расположены неравномерно по окружности, где а,.Ь размеры большой и малой полуосей эллипса соответственно; расстояние от фокусов до точки кривой эллипса, радиус кривизны эллипса.

r„, rÿ а l агссов

rs-r где Ч вЂ” угол между прямой, соединяющей центр r ь с центром

r и прямой, проходящей через два центра r» а — половина расстояния между центрами двух окружностей радиуса ry, а для зубьев с эллиптической конической поверхностью э(а

25 Ь (r < r ) a а " аЬ Ь

1576748

15 76 748

Уаг, Q 9 иг. 1J

Составитель А. Верховский

Редактор Г.Гербер Техред Л,Сердюкова Корректор А.Обручар .Заказ 1839 Тираж 488 Подписное

ВКПП1И Государственного комитета по изобретениям и.открытиям при ГКНТ СССР

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

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