Зубчатая муфта

 

Изобретение относится к машиностроению , а точнее к муфтам, и наиболее эффективно может быть использовано в приводах прокатного оборудования . 1Тель изобретения - повыяение долговечности муфты путем выравнивания зазоров и уменьшения величины контактных напряжений. Зубчатая муфта состоит из зубчатых втулок 1, 2 с наружными эвольвентиыми зубьями 3 и из входящей с ними в зацепление обоймы 4 с внутренними бочкообразными зубьями 5, Боковые поверхности зубьев 3 втулок 1, 2 выполнены в продольном направлении выпуклыми (вогнутыми ), а взаимодействующие с ними боковые поверхности зубьев обоймы - вогнутыми (выпуклыми). При этом радиусы кривизны сопрягаемых поверхностен эубьев обоймы и втулки определяются из приведенных соотношений. Рлагодаря такому выполнению муфты уменьшаются износ и нагруженность зубьев вследствие выравнекия заторов между зубьями и благоприятного расположения зоны контакта взаимодействуюеглх поверхностей зуба втулки в продольном направлении по зубу обоймы . 6 ил. §

(51) 5 F 16 D 3/18

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО И306РЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ1ТИЯМ

ПэИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 23. 06, 93. Бюл. Р 23 (21) 4729443/27 (22) 15.08.89 (7l) Производственное объединение

"Электростальтяммаш" (72) А.И. Робер, Г.С. Уткин, Э.Л. Айрапетов и В.В. Гериев (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1410611, кл. F 16 Р 3/18, 1986. (54) ЗУБЧАТАЯ МУФТА (57) Изобретение относится к машиностроению, а точнее к муфтам, и наиболее эффективно может быть использовано в приводах прокатного оборудования. Пель изобретения — поньавение долговечности муфты путем выравнивания зазоров и уменьшения величины контактных напряжений. Зубчатая муфта состоит иэ зубчатых втулок f 2

„.SU„„1633904 A 1 с нару кными эвольвентными зубьями 3 и иэ входящей с ниии в зацепление обоймы 4 с внутреннимн бочкообразны ми эубьяии 5. Боковые поверхности зубьев 3 втулок 1, 2 выполнены в продольном направлении выпукльве (вогнутыми), а взаимодействующие с ними боковые поверхности зубьев обоймывогнутыми (выпуклыми). При этом радиусы кривизны сопрягаемых поверхнос-тей зубьев обоймы и втулки определяются иэ приведенных соотношений.

Благодаря такому выполнению муфты уменьшаются износ н нагру кенность зубьев вследствие выравнения зазоров. между эубьями и благоприятного рас" положения эоны контакта вэаимодей- Ю ствующнх поверхностей зуба втулки в продольном направлении по зубу обоймы. 6 нл.

1633904.Изобретение относится к машиностроению, а именно к муфтам, и мотает быть использовано в приводах прокатного оборудования для соединения валов с угловым перекосом осей.

Цель изобретения - повьэпение долговечности путем выравнивания зазоров и уменьшения контактных напряжений.

На фиг, 1 изображена предлагаемая 1О зубчатая муфта, общий вид; на фиг. 2 " paspes А-А на фнг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на Фиг, 21 на

Фиг. 4 — схема располопеиия зубьев, в зоне углов Оо, 180, а такие схема расположения зубьев в зоне углов

90, 270" на разрезе А-А; на фиг. 5paspes В-В на Фиг, 4; íà Фиг, б - pas- . реэ Г-Г на фиг. 4, Зубчатая муфта состоит из зубчатых 20 втулок 1, 2 с нару кными зубьями 3 и входящей с ними в зацепление обоймы 4 с внутренними зубьями 5 (Фиг.1).

Боковые поверхности зубьев 3, 5 втулок и обоймы в среднем торцовом сечении 25 (фиг. 2) выполнены в вертикальном направлении по эвольвенте. Боковая по верхность зубьев одного иэ элементов зубчатого зацепления выполнена выпуклой в продольном направлении. Например, боковые поверхности зубьев 3 втулок 1, 2 с радиусом кривизны R .

Боковые поверхности зубьев второго элемента зубчатого зацепления выполиены вогнутыми н продольном направлении . Например, боковые поверхности зубьев 5 обоймы 4 - вогнутыми с радиусом кривизны Р». Рри этом радиусы кривизны вогнутой и выпуклор поверхностей зубьев первого и второго эле40 ментов зубчатого зацепления определя-. ются нз соотношений

ДХ R » g (R,— r ) сов6)50

I а 5,У по формуле

sin Q 1

R oR 1+-- —-(4 (1-cosQ) ) ЕЯ 1 4u ° где R - радиус кривизны вьауклоя боковой поверхности зубьев первого элемента зубчатого зацепления;

Rg радиус кривизны вогнутой do ковой поверхности второго элемента зубчатого зацепления;

Ц - угол перекоса, р цц

Ь - длина зуба.

Такое конструктивное выполнение зубчатой муфты ноэволнт снизить из« нос боковых поверхностей зубьев втулки и обоймы и уменьшить их нагруменность. Это достигается эа счет выполнения взаимодействуюиих боковых поверхностей зубьев обоймы и втулок согласно формуле изобретения, при этом радиусы кривизны этих поверхностей долкны обеспечивать возможность перекоса втулки в обойме в пределах заданного угла перекоса.

От кривизны боковых поверхностей зубьев втулок и обоймы существенно зависят распределение зазоров между зубьями при перекосе и условия распоаокения благоприятной эоны контакта взаимодействующих поверхностей при перемещении зуба втулки в продольном направлении по зубу обоймы. Оптимальные значения радиусов кривизны боковьм поверхностей зубьев обоймы и втулок на делительной окружности всечении, касательном к основному цилиндру, обеспечивают уменьшение раэнозазорности и величины контактных напряжений и, следовательно, снижение нагруденности зубьев и их износ.

В муфте, выполненной согласно Формуле, изменение зазора между зубьями втулки и обоймы будет наблюдаться как вблизи плоскости.координируемой о углами P = О, 100, равное AS =

ДХ, так и в плоскости, координируемой углами Чт 90, 270, равное

dS 6g,причем одинакового знака. уменьшение и выравнивание разно" зазорности обеспечивается сближением величин изменения sasopa зубьев рас1 полокенных в зоне углов О=О 180 и углов Ч) 90, 270 . Таким образом, максимальная раэнозазорность, будет равна абсолютной величине разности

sasopîâ, т.е. Q 8 к (ЬХ -Ь Y) (Фиг. 4).

Величина ДХ может быть определена по Формуле

ДТ-R<-R, (2) где В, - радиус кривизны вьыуклой боковОй поЬерхности зуба втулки (обойма);

-- R Q<

8 1 4 (4) Таким образом

sin (>)

4 (1-со а(>1)

8> 4Q

5 16339

R — радиус кривизны вогнутой—

1 боковой поверхности зуба обоймы (втулки); г - радиус делитсльной окружности зубчатого соединения муфты; (d — угол перекоса.

Если ДХ ДУ> то разнозазорность в соединении будет отсутствовать, иа всех зубьях будет одинаковая минимальная нагрузка, что возможно при определенных соотношениях Г g Р.<, Ц > которые можно определить из формул (1) и (2) при .условии Д Х = ц У. После необходимых преобразований и упрощений, учитывая, что при мальм углах перекоса Я (5 а пЯ->0, а cos(>) 1, получим значение R< н Функции R < и Я

sin Я 20

) Я 1 + (3) ,Г,,(,» .).

При заданных длине зуба нтулки

Ь 1 и допустимом угле перекоса Q величина Rl радиуса кривизны выпуклой боковой поверхности зуба втулки 25 (обоймы) должна быть такова, чтобы исключить выход контакта поверхности зубьев на край вследствие возрастания изгибньм напряжений или выход контакта в середине зуба вследствис увели- 30 чения контактных напряжений, Исходя иэ проведениюx исследований, наиболее благоприятным следует считать расположение контакта вблизи середины зуба на расстоянии

Ь а (Ь

SQ 4Сд (5)

Предлагаемая му%та работает следующиМ образом.

При передаче крутящего момента

-с одного вала на другой и при наличии угла перекоса между ними связанная с ведущим валом зубчатая втулка 1 приводит в движение обойму 4 через внутренние звольвентные зубья 5, с кото50 рычи контактируют знольвентные бочкообразные зубья 3 зубчатых втулок 1 и 2, и затем через другую зубчатую втулку 2 на ведомый нал.

В процессе эксплуатации происходит износ зубьев муфты, Однако благодаря

04 6 выполнению боковых поверхностей зубьев обоймы и втулок s продольном направ» ленин ногнуто-Bb V« > и, наоборот, выпукло-вогнутыми износ и нагружеиность зубьев могут быть уменьшены вследствие выравнивания зазоров между зубьями и благоприятного расположения зоны контакта взаимодействующих поверхностей при перемещении зуба втулки в продольном направлении по зубу обоймы. . Повышение долговечности муфты обеспечивается эа счет выравнивания и уменьшения зазоров и уменьшения величины контактных напряжений.

Формула изобретения

Зубчатая муфта, содержащая обойму с внутренними зубьями и находящиеся с ней н зубчатом зацеплении втулки с наружными эвольнентными зубьями, причем боковая поверхность зубьев одного нз элементов зубчатого зацепления выполнена выпуклой в продольном направлении, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью повьгшения долговечности иутем выравнивания зазоров и уменьшения контактных напряжений, боковые г. верхности зубьев второго элемента зубчатого зацепления выполнены вогнутыми в продольном направлении, при этом в сечении, касательном к основному цилиндру на делительной окружности, радиусы криниэны вогнутой н выпуклой поверхностей зубьев первого и второго элементов зубчатого зацепления определяются из соотношений где Rl - радиус кривизны выпуклой поверхности зубьев первого элемента зубчатого зацепления;

R< - радиус кривизны вогнутой боковой поверхности второго элемента зубчатого зацепления;

Q « угол перекоса, рад;

Ь - длина зуба.

1633904

6-0

Составитель И. Абрамова

Редактор Т. Зубкова ТехредЛ,Оиифицк Корректор С. Юевкун ью ае ю Вю е « в

Заказ 2378 Ъ раа Подписное

ВФВли Государственного кою1тета йо мвобретенинн и открмгими при ГМЗЙ сссР

113035, Nioeaaa, %-35, Рауаскаа наб., д. 4/5

° й» @ а а ба а @а аа аа е@ е

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