Червячная передача с локализованнымпятном kohtakta

 

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц802678

Ф

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.02.79 (21) 2722886/25-28 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.02.81. Бюллетень № 5 (51)Л!.Кл. F 16 Н 1/16

Государственный комитет пе делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.833 (088.8) (45) Дата опубликования описания 06.05.81

1 (72) Автор изобретения

В. И. Парубец (71) Заявитель (54) Ч ЕРВЯЧ НАЯ П ЕРЕДАЧА

С ЛОКАЛИЗОВАННЪ|М ПЯТНОМ КОНТАКТА

1 2 (tg . l ср = are tg Ф,!= ср„ ! да,/—

15 где а,, у, 20 Г, 30

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в машинах и механизмах, содержащих кинематические или силовые червячные передачи.

Известны червячные передачи с локализованным пятном контакта, у которых намеренно изменена форма активных поверхностей витка червяка либо зуба колеса для ограничения размеров и положения начального контакта (1).

Недостатком этих передач является наличие начального контакта в средней зоне поверхности зуба, характеризуемой плохими условиями трения.

Известна также червячная передача с локализованным пятном контакта, содержащая цилиндрический рабочий червяк и червячное колесо с теоретически точечным касанием их активных поверхностей (2).

Однако эта передача имеет низкую кинематическую точность и высокие дина мические нагрузки.

Целью изобретения является повышение кинематической точности и снижение динамических нагрузок за счет обеспечения постоянного передаточного отношения в передаче при положенни начального контакта в любой зоне поверхности зуба.

Указанная цель достигается тем, что активные поверхности зуба колеса выполнвны в виде огибающих производящего червяка, ось которого параллельна оси рабочего червяка, теоретическая поверхность производящего червяка охватывает виток рабочего червяка и имеет линейное касание с теоретической поверхностью рабочего червяка в пределах каждого оборота витка, активная поверхность зуба колеса сориентирована по отношению к витку чер10 вяка из условия, определяемого положением оси производящего червяка относительно средней торцовой плоскости колеса под углом известные угол осевого профиля и угол подъема линии витка на радиусе червяка r; текущий радиус червяка и угол, определяющие положение центра требуемого пятна контакта относительно оси червяка и средней торцовой плоскости колеса; знак плюс принимают при расположении пятна контакта в зоне выхода, а знак, минус— в зоне входа витка в,зацепление.

802678

На фиг. 1 изображена схема сопряжения активных поверхностей червяка и колеса предлагаемой червячной передачи (в пределах двух зубьев колеса); на фиг. 2— червячная передача при положениями оси производящего червяка на соосном с рабочим червяком цилиндре, совпадающем со средней торцовой плоскостью колеса; па фиг. 3 — требуемый центр локализации на зубе колеса; на фиг. 4 — червячная передача с центром локализации; на фиг. 5— форма зуба колеса в,передаче и положение производящего червяка для ориентация противоположной активной поверхности зуба, обеспечивающей положение контакта на ней.

Описываемая червячная передача c(2держит цилиндрический рабочий червяк 1 с осью 2 и червячное колесо 8 с осью 4.

Виток червяка 1 ограничен поверхностью 5 постоянного шага и произвольного профиля, а зуб колеса ограничен активной поверхностью б, выполненной в виде огибающей производящего червяка 7 при соотношении угловых скоростей вращения

Ю где вь ь, а„— угловые скорости

0) вращения червяка 1, колеса 8, производящего червяка 7.

Ось 8 червяка 7 параллельна оси 2 червяка 1 и расположена на цилиндре 9, ось которого совпадает с положением осп 2 по отношению к колесу 8, т. е. цилиндр 9 и червяк 1 соосны. Диаметр цилиндра 9 может быть выбран произвольным, но для практической локализации контакта в персдаче необходимо ограничиться диапазоном диаметров, прн котором делительный диаметр червяка 7 на 2 — 20% больше делитсльного диаметра червяка 1.

Теоретическая поверхность 10 производя цс.-о червяка имеет шаг, равный шагу витка червяка 1, При расположении оси 8 на цилиндре 9 поверхность 10 охватывает виток червяка 1 и имеет линейное касание с поверхностью 5 в пределах каждого последующего оборота витка по линии 11.

Контактными могут быть только те точки поверхности 5, нормали к которым перпендикулярны к вектору скорости относительного движения поверхностей 5 и 10.

Прн указанном соотношении угловых скоростей о ь ом, в„, т. е. при а — — <о„, относительное движение поверхностей 5 и 10— поступательное, причем вектор ско1рости этого движения перпендикулярен к плоскости осей 2 и 8. Следовательно, контактными II3 поверхностен 5 становятся лишь те ее точк и, .нормали которых параллельны плоскости осей 2 и 8 (например, нормали

12 и 18 на фиг. 1). При любом положении оси 8 па цилиндре 9 о носительное положение осей 2 и 8 не изменяется, так как они параллельны и отстоят друг от друга на расстоянии, равном радиусу цилиндра 9.

Каса ние поверхностей 5 и 10 происходит по линии 11 неизменной формы.

Линию 11 определяют по положению оси 8, совпадающему со средней торцовой плоскостью 14 колеса 8. Для этого к уравнению поверхности 5 в неподвижной системе координат необходимо присоединить условие равенства нулю проекции нормали к этой поверхности на ось, перпендикулярную плоскости 14. Винтовое движение линии 11 с осью 8 дает форму теоретической поверхности 10 производящего червяка 7.

15 Червячная передача имеет контакт в заданной зоне поверхности зуба (фиг. 3 и

4), если форма активной поверхности б зуба колеса сориентирована по отношению к поверхности 5 витка червяка 1 при поло20 женин оси 8 производящего червяка 7, определяемом угло м

35 где cp — угол, определяющий положение оси 8 на цилиндре 9 относительно плоскости 14; а,, у, — известные для червяка 1 угол осевого профиля и угол подьема линии витка на радиусе червяка r;

r, ср, — текущий ра.kèóñ червяка и угол, определяющие положение центра требуемого пятна контакта относительно оси 2 и плоскости 14;

+- — знак плюс принимают при расположении пятна контак40 та в зоне выхода, а знак минус — в зоне входа витка в зацепление.

Разноимецныс активные поверхности б и 15 зуба колеса сориентированы по отно45 шению к в итку червяка 1 при положениях 8 и 16 (фпг. 4 и 5) оси производящего червяка на цилиндре 9, симметричных относительно плоскости 14 и сдвинутых вдоль оси 2 червяка 1 в соответствии с наклоном зуба

50 колеса. Поверхность 15 зуба (фиг. 5) образована теоретической поверхностью производящего червяка, ограничивающей его виток со стороны, противополо кной поверхности 5. При этом соблюдаются те «е осо55 бенности контакта между поверхностью 15 и соответствующими ей сопряженными IIoверхностями червяков 1 и 7, что и между поверхностями 5, б и 10. Величина смещения производящего червяка вдоль оси 2

60 учитывает толщину зуба колеса, толщину витка производящего червяка и обеспечивает требуемый осевой зазор в передаче.

Особенность передачи в следующем.

В любом положении оси 8 на цилиндре

55 9 поверхность 10 взаимоогибаема с по802678 верхностью 5, образует с ней внутреннее зацепление и касается ее по линии 11. Это обеспечивает постоянную сопряженность поверхностей 5 и б и постоянное передаточное отношение;передачи. Мгновенная точка 17 контакта поверхностей 5 и б определяется пересечением линий 11 и 18 на поверхности 10. При смещении оси 8 по цилиндру 9 линия 11 смещается относительно зуба колеса (фиг. 2 и 4). Следовательно, при постоянной сопряженности поверхностей 5 и б, обеспечивающих неизменное передаточное отношение, смещается пятно контакта в передаче в зону с центром, определяемым точкой,17.

Передача работает следующим образом.

При вращении червяка 1 его активная поверхность вступает в контакт, определяемый точкой 17 пересечения линий 11 и

18, с поверхностью зуба колеса и, сохраняя постоянное передаточное отношение, передает вращение колесу 2.

Данная передача имеет высокую кинематическую точность и малые динамические нагрузки, что повышает ее долговечность.

Формула изобретения

Червячная передача с локализованным пятном контакта, содержащая цилиндрический червяк и червячное колесо с теоретически точечным касанием их активных поверхностей, отличающаяся тем, что, с целью повышения кинематической точности и снижения динамических нагрузок за счет обеспечения постоя нного передаточного отношения в передаче при положении начального контакта в любой зоне поверхности зуба, активные поверхности зуба колеса выполнены в виде огибающих производящего червяка, ось которого параллельна оси рабочего червяка, теоретическая поверхность производящего червяка охватывает виток рабочего червяка и имеет ли5 нейное касание с теоретической поверхностью рабочего червяка в пределах каждого оборота витка, активная поверхность зуба колеса сориентирована по отношению к витку червяка из условия, определяемого

10 положением оси производящего червяка относительно средней торцовой плоскости колеса под углом ср = are tg — —, <р„

tgy, tga, 15 известные угол осевого профиля и угол подъема линии витка на радиусе червяка r; текущий радиус червяка и угол, определяющие положение центра требуемого пятна контакта относительно оси чер вяка и средней торцовой плоскости колеса; знак плюс принимают при расположении пятна контакта в зоне выхода, а знак минус— в зоне входа витка в зацепление. где а,, у,.

25

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Литвин Ф. Л. и Рыбаков В. И. Локализация пятна контакта в цилиндрических червячных передачах. Известия вузов.

Машиностроение, 1974, № 8.

2. Бернацкий И. П., Буй Суан Лием и

Лайков В. П. Обратная задача в червячной

40 передаче с цилиндрическим червяком. Известия вузов. Машиностроение, 1976, № 7, с. 31 — 34 (прототип).

802678

Щ/2

1 В

Фиа Ф

Составитель А. Верховский

Редактор И. Стрельникова Техред Л. Куклина Корректор С. Файн

Заказ 418/368 1Лзд. № 291 Тираж 1007 Подписное

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

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>