Зубчатая передача со скрещивающимися осями колес

 

О П И С А Н И Е t ai)67 0757

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 04.11.76 (21) 2417604/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

F 16H 1/12

Государственный комитет

СССР (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (53) УДК 621.831 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Авторы изобретения

Л. В. Коростелев и В. Д. Борисов

Московский станкоинструментальный институт (71) Заявитель (54) ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА СО СКРЕЩИВАЮЩИМИСЯ осями Колес

tgh (Zt

sin 2 ", cos X cos î,т

„— Z,1g Z,, Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым передачам типа гипоидных.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является зубчатая передача со скрещивающимися осями колес и точечным контактом взаимодействующих зубьев, рабочие поверхности которых в сечениях, перпендикулярных к осям колес, выполнены в виде эвольвент окружностей, а линия зацепления взаимодействующих зубьев представляет собой прямую, составляющую угол с осью винтового относительного движения колес (11.

Недостатками этой передачи являются значительные осевые составляющие усилий в зубчатой паре, в особенности при больших углах наклона продольной винтовой линии зуба, что вызывает необходимость установки упорных подшипников и уменьшает КПД передачи.

Целью изобретения является устранение осевых усилий в передаче и повышение ее

КПД.

Для этого в предлагаемой передаче радиусы r,, основных окружностей поперечных эвольвентных профилей зубьев выполнены переменными и изменяющимися по линейному закону а текущий радиус Rt и полярный угол р продольных линий взаимодействующих зубьев колес выбраны по зависимостям

5 Pt= а,:, Zt ) +ЖдЕ,; ,.„1

10 где i= 1, 2 — индекс шестерни или колесаZ; — расстояние от торцовой плоскости, в которой лежит текущая точка линии зуба, до межосевого перпендикуляра;

15 Х; — угол между осью шестерни или колеса и осью винтового относительного движения передачи; б — угол пересечения линии зацепления с осью винтового относительного движения передачи; а,, — расстояние точки пересечения линии зацепления и межосе25 вого перпендикуляра до оси соответствующего колеса, причем в формуле для R; знак плюс — для шестерни, а знак минус — для колеса.

На фиг. 1 изображена предлагаемая передача, плоскость чертежа параллельна (670757 осям колес; на фиг. 2 — скрещивающиеся оси колес, ось их винтового относительного движения и прямая линия зацепления передачи, причем плоскость чертежа параллельна последним двум прямым; на фиг. 5

3 — вид по стрелке А на фиг. 1, плоскость чертежа которого перпендикулярна оси шестерни (показаны торцовый эвольвентный профиль шестерни, проекция ее продольной линии и проекция линии зацепления, причем парное колесо условно не показано); на фиг. 4 — вид по стрелке Б на фиг. 1, плоскость чертежа перпендикулярна к оси колеса (показаны поперечный эвольвентный профиль зуба колеса вместе 15 с его основной окружностью, проекция продольной линии зуба и линии зацепления, причем шестерня условно не показана).

Передача содержит зацепляющиеся шестерню 1 и колесо 2, оси 3 и 4 которых скрещиваются под углом Z и удалены друг от друга на кратчайшее расстояние а„. Межосевой перпендикуляр 5 показан на фиг. 2, 3 и 4. Ось 6 винтового относительного движения (см. фиг. 1 — 3) составляет с осями

3 и 4 колес углы Z и Z2 и удалена от них на кратчайшее расстояние а и аг (см, фиг.

2 и 3). При этом выполняются равенства

Х i+Zan= Z и а + аг= а„.

Поперечные профили зубьев в сечении плоскостями Т вЂ” Т, и Тг — T2, перпендикулярными к осям 3 и 4 колес 1 и 2, очерчены эвольвентами 7 и 8 основных окружностей радиусов lb, и Ib,, которые изменяются по линейному закону rb =Z;tgZ;. 35

В точке касания К поверхностей зу.бьев общая нормаль к поверхностям зубьев в этой точке параллельна межосевому перпендикуляру 5. Общая нормаль пересекает под прямым углом ось 6 винтового относи- 40 тельного движения, например, в точке К.

Таким образом, такая совокупность контактных нормалей, например нормалей 9, 10 и 11 (см. фиг. 1 и 2), удовлетворяющих условию отсутствия осевых составляющих 45 усилия в зубчатой паре, образует плоскость

Q (см. фиг. 1 и 2), проходящую через межосевой перпендикуляр 5 и ось винтового относительного движения колес.

Для образования передачи с нулевой 50 составляющей усилия можно взять в плоскости Q линию зацепления 12, пересекающую ось 6 винтового относительного дви>кения под углом 6 и межосевой перпендикуляр 5 в точке О. Расстояние от точки О до 55 оси 3 на фиг. 2 обозначено через а о, а до оси 4 — через аго.

Текущий радиус Я; и полярный угол р; продольных линий 13 и 14 взаимодействующих зубьев выбраны по зависимостям 60, 1 р,= 1п

b i Z

sin Х> cos X> cos б

Продольные линии 13 и 14 зубьев лежат на гиперболоидах вращения 15 и 16 (см. фиг. 1).

По этим зависимостям рассчитываются

Кь, > Кь> Ri=OA> Юг= ОгК (см. фиг. 3> 4), а также углы ср и дарг для текущих точек продольных линий зубьев 13 и 14 шестерни 1 и колеса 2. В качестве примера на фиг.

1 — 4 взята передача со следующими характеристиками зацепления: угол скрещивания осей Z=90, кратчайшее межосевое расстояние а =50 мм, передаточное число и=2.

Как видно из построений, прямая и — и является общей нормалью к поперечным эвольвентным профилям 7 и 8 (см. фиг. 3 и 4) и к продольным линиям зубьев 13 и 14 (см. фиг. 2, 3, 4). Следовательно, и — и является общей нормалью к поверхностям зубьев в точке их касания К, и поскольку она параллельна межосевому перпендикуляру 5, то осевая составляющая усилия в этой точке К равна нулю. Аналогичные рассуждения справедливы для любых точек на линии зацепления 12.

Изобретение позволяет исключить осевые усилия в зубчатой паре, устранить необходимость установки упорных подшипников и за счет этого повысить КПД зубчатой передачи со скрещивающими осями колес.

Формула изобретения

Зубчатая передача со скрещивающимися осями колес и точечным контактом взаимодействующих зубьев, рабочие поверхности которых в сечениях, перпендикулярных к осям колес, выполнены в виде эвольвент окружностей, а линия зацепления взаимодействующих зубьев представляет собой прямую, составляющую угол с осью винтового относительного движения колес, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью устранения осевых усилий в передаче и повышения КПД, радиусы rb основных окружностей поперечных эвольвентных профилей зубьев выполнены переменными и изменяющимися по линейному закону

r„,. — Zqtg Zqq, а текущий радиус Я, и полярный угол р; продольных линий взаимодействующих зубьев выбраны по зависимостям а;,-1 Zi +Z;tg Z, р, =-- 1п

tg

SlO Х COS X COS 0 где i=1,2 — индекс шестерни и колеса;

Z; — расстояние от торцовой плоскости, в которой лежит текущая точка линии зуба, до межосевого перпендикуляра;

670757

Щг. 3

Рыг 7

7О

Рыг г

Составитель Э. Барановский

Техред А. Камышникова

Редактор О. 10ркова

Корректор А. Степанова

Заказ 1532 10 Изд. № 414 Тираж 1139

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Х; — угол между осью шестерни или колеса и осью винтового относительного движения;

-6 — угол гересечения линии зацепления с осью винтового относительного движения передачи;

at — расстояние точки пересечео ния линии зацепления и межосевого перпендикуляра до оси соответствующего колеса, причем в формуле для R, знак плюс — для шестерни, а знак

5 минус — для колеса.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Литвин Ф. Л. Теория зубчатых зацеплений. М., «Наука», 1968, с. 374.