Червячная передача
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах механизмов и машин общего и специального назначения. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и коэффициента полезного действия червячной передачи за счет выбора параметров червяка, обеспечивающих исключение из зацепления точек контакта с нулевой суммарной скоростью. 4 ил.
СОГОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 Н 1/16
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734330/28 (22) 05.06.89 (46) 15,08.91. Бюл. N. 30 (71) Луганский машиностроительный институт (72) С.П.Колеватов, А.И.Панкратов, В.А.Шапиров, Б.Ф.Демин и Н,В.Шишова (53) 621.833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1002705, кл. F 16 Н 1/16, 1980.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах механизмов и машин общего и специального назначения.
Цель изобретения — повышение нагрузочной способности и КПД червячной передачи путем исключения повторного контакта и выбора благоприятного расположения линий контакта, На фиг.1 показана червячная передача в средней торцовой плоскости червячного колеса; на фиг.2 — последовательные положения мгновенных контактных линий на боковой поверхности зуба червячного колеса и положение линии =0, на которой точки контакта имеют суммарную скорость в направлении, перпендикулярном линии контакта, равную нулю; на фиг.3 — положение контактных линий на боковой поверхности зуба червячного колеса, когда поверхность
Ч =0 есть плоскость, проходящая через ось червяка под углом 0 = ЯБ; на фиг.4 — положение контактных линий на боковой поверхности зуба червячного колеса, когда
„.,5U „„1670244 А1 (54) ЧЕРВЯЧНАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение относится к машиностроению и ожет быть использовано в приводах мехас измов и машин общего и специального назначения. Цель изобретения — повышение нагрузочной способности и КПД червячной передачи за счет выбора параметров червяка, обеспечивающих исключение из зацепления точек контакта с нулевой суммарной скоростью. 4 ил. поверхность V = 0 есть плоскость, параллельная торцовой плоскости колеса.
Червячная передача (фиг.1) содержит червяк 1 и сопряженное с ним червячное колесо 2. Профиль витков червяка очерчен кривой 3. Точка 4 профиля витка червяка в осевом сечении находится на расстоянии f> от начального цилиндра червяка и на расстоянии fz от прямой 5, перпендикулярной оси червяка. Суммарная скорость точек контакта витков червяка с поверхностями зубьев сопряженного Колеса в направлении, перпендикулярном линии контакта такой передачи, определяется соотношением
2с (Fc; -F ) Я(гс -<,f )- В(гс -FF ) (1) (гс,-F)") ä)ã 1 дс сi Ft )Fi)ð ài
Скорость V равна нулю, если числитель выражения (1) равен нулю. Если точки контакта с V = 0 расположены за пределами поверхности зубьев червячного колеса (фиг.2), то на линиях контакта витков червяка и зубьев червячного колеса отсутствуют точки контакта, в которых V . - О. Данное условие обеспечивается, когда, например, 1670244 равенство V "О выполняется на плоскости, линия пересечения которой с торцовой плоскостью червяка есть прямая линия, параллельная плоскости колеса и удаленная от межосевого перпендикуляра на расстоя- 5 ние. большее половины ширины червячного колеса (фиг.4), В аналитической формуле это записывается как
sinQ =
1> 0,5 Ьг, где Ьг — ширина колеса;
1 — расстояние от прямой V = О до межK осевого перпендикуляра.
Это условие обеспечивается также, ког- 15 да, например, равенство Ч=О выполняется на плоскости, линия пересечения которой с торцовой плоскостью червяка есть прямая линия, проходящая через ось червяка и не пересекающая область, занимаемую проек- 20 цией червячного колеса на плоскость торцового сечения червяка (фиг.З). В аналитической форме данное условие имеет вид:
О=Q,, 25 где Π— значение угла О, при котором прямая, проходящая через ось червяка в его торцовом сечении, не пересекает область, занимаемую проекцией червячного колеса на плоскость торцового сечения червяка. ЗО
При указанном положении линий 6-11 контакта V =О (вне рабочей поверхности зубьев червячного колеса) улучшаются условия образования масляного клина между рабочими поверхностями витков червяка и З5 зубьев червячного колеса, что приводит к повышению нагруэочной способности и
КПД червячной передачи, Червяк передачи выполнен с геометрическими параметрами, при которых спра- 40 ведливо равенство
2Р"(FG-F ) 4(FF("-GF )- f)(FFP"-FF )=Oy )(2) которое должно выполняться на любой поверхности, расположенной вне рабочего 45 участка поверхности зацепления, например на плоскости, линия пересечения которой с торцовой плоскостью червяка есть прямая, параллельная торцовой плоскости колеса и удаленная от межосевого перпендикуляра 50 передачи на расстояние, больше половины ширины червячного колеса, или прямая линия, проходящая через ось червяка и не пересекающая область, занимаемую проекцией червячного колеса на плоскость торцо- 55 вого сечения червяка. .В соотношении (2) обозначены:
Р =,(-, Ь, FF -Ь-ра - Ь, F С г f а (Е,. r w)((Е -r„)cow 9+ rw )
z. а
1 а= Р59а 9- Еа(f фф)Са5 91
Ь ° Pco59 i f,(Е,,15 „9;
Г (а (ЕГ ъ) ф ", (Е,- г„,) + Е, )) с аа 9, а = -(f.,-Г„) 5 о 9 Е
4--2 (Ецco59 11а,f,((f,-r)c 9io 1, ь (f, rw) iг9, (Еi-r„)5inei
i Uc, P((f -rw) cos 9 а „)
Е-1 (Е,), F ° Е Р;
)т Ра. Ц. где a — межосевое расстояние передачи; г — радиус начального цилиндра червяка;
f) — расстояние от образующей начального цилиндра червяка до точки профиля витка в осевом сечении fz > О. если точка профиля лежит внутри начального цилиндра);
f2 — расстояние от точки профиля витка в осевом сечении до прямой, перпендикулярной оси червяка; (а
f), fz — первая и вторая производные функции f2 по fi;
P — винтовой параметр витков червяка;
Π— угол между прямой, проходящей через ось червяка в его торцовой плоскости, и межосевым перпендикуляром червячной передачи;
z) — число витков червяка;
z2-число зубьев червячного колеса.ь
При работе червячной передачи вращение червяка 1 и червячного колеса 2 обеспечивает контактирование активных поверхностей витков червяка и зубьев колеса по мгновенным контактным линиям, проекции 6-11 которых на боковую поверхность зуба червячного колеса 2 при вращении червяка в направлении, указанном стрелкой, изображены на фиг.2,3 и 4.
При этом точки контакта с Ч =О на рабочей поверхности зубьев колеса отсутствуют, поскольку линии Ч=О расположены вне этой поверхности.
Формула изобретения
Червячная передача, содержащая червяк, профиль витков которого очерчен плавной кривой,и сопряженное с ним червячное колесо, отличающаяся тем,что,сцелью повышения нагрузочной способности и КПД передачи, параметры червяка выбраны иэ соотношения
2Р (EG-F )i a(FF -FF )- Рн РГ" 7 )-n, где
-d-zb; ч
FP d ра-zb
F C irw- f à;
1670244
5 (f(nl((f 1 ур)со56Ф Гу )
z. и 7 а-Рьсо 9 < (f,- n )cos 9, b-Рeos 8 f > (f,-> )sn G;
С.(g(f -n„)+ (f;(E "е) 2gсnse 5 о = (- v ö) 51п 9 )
Я-- Ог,со59+Оя,f ((f,-гщ)со О а, 1 )
Ь-(С,-Г„„) iz()«(f,-г ) s о9+
ЦР (1,-> )соь 6+0 „) е- <+( 10 аР) Рг z„ 0,, - .-, где аг — межосевое расстояние передачи; 15 гв — радиус начального цилиндра червяка; fi — расстояние от образующей началь-ного цилиндра червяка до точки профиля его витка в осевом сечении; fz — расстояние от точки профиля витка червяка в осевом сечении до прямой, перпендикулярнойй оси червяка; fz; fz — первая и вторая производные fz по 11; P — винтовой параметр витков червяка; Π— угол между прямой, проходящей через ось червяка в его торцовой плоскости, и межосевым перпендикуляром червячной передачи; а1 — число витков червяка; гг-число зубьев, колеса. 1670244 Е Составитель А.Верховский Редактор В.Фельдман Техред М,Моргентал Корректор О. Кундрик Заказ 2730 Тираж 378 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
