Зубчатая передача для винтовых компрессоров и насосов

Зубчатая передача для винтовых компрессоров и насосов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ДЛЯ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ И НАСОСОВ,содержащая два имеющих возможность вращения и находящихся в постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относительно оси зуба активным профилем в торцовом сечении, отличающая с я тем, что, с. целью повьппения надежности работы за счет обеспечения . однонаправленного вращения звеньев каждая из симметричных кривых торцо вого профиля зуба описана последовательно соединенными участками в виде .дуги окружности с радиуром,равным радиусу окружности вершин зубьев , эвольвенты и сопряженной с ней кривой, описанной уравнениями - aV- tQv njCosCro-cfJfiHyq, j , Hf. arcei« Sin (, радиус - вектор; . межосевое :расстояние между двумя вращающимися звеньями; а ргщиус окружности вершин зубьев; % угол , отсчитанный от лиМии межосевого расстояния до точки перехода неэвольвентного участка профиля зуба в радиус впадин между (Л зубьями; (fifjj - угол поворота сопряженного звена, нахо;д1ящийся в предела О $ сГ Ф. « 71) § Ф - УГОЛ, определяющий поло (сение радиус - вектора f и отсчитываемый от линии межосевого расстояния, э д to и дуги окружности с радиусом , равным радиусу окружности впадин между зубьями .. hO :л :л

СОЮЗ ССВЕТСНИХ не»

РЕСПУБЛИН

I (39) (И) З(5В F 16 Н 1/08) F 16 Н 55/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ уг у, ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ - (21) 3008513/25-28 (22) !28.11.80 (46) 30.07 ..83. Бюл. В 28 (72) В.Л.Малеин (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт холодильной промышленности (53) 621.831(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 163857, кл. F 16 Н 1/08, 1963.

2. Леймер А.Л. Элементы механизМоВ И., Оборонгиэ, 1944, с 341, фиг . 1346 (прототип). ев, звольвенты и сопряженной с ней кривой, описанной уравнениями (54) (57) ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ДЛЯ

ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ И НАСОСОВ, содержащая два имеющих воэможность вращения и находящихся в постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относитель-. но оси зуба активным профилем в торцовом сечении, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет обеспечения однонаправленного вращения звеньев каждая иэ симметричных кривых торцо вого профиля зуба описана последовательно соединенными участками в виде .дуги окружности с радиуоом,равным радиусу окружности вершин эубьт „. = 4 у-Я» „Тп С05фо-»! 4) }»(1 — (Ya-о Ю1-от т, я где г„- радиус — вектору

Π— межосевое расстояние между двумя вращающимися звеньями; > !

», — радиус окружности вершин зубьеву я — угол, отсчитанный от ли нии межосевого расстояния до точки перехода неэволь- вентного участка профиля 9 зуба в радиус впадин между эубьямиу

Д О вЂ” угол поворота сопряженного звена, находящийся- в предела с О «Д ф «90 ф„ — угол, определяющий полозкение радиус — вектора Ф„и отсчитываемый от" линий межосевого расстояния, и дуги окружности с радиусом, равным радиусу окружности впадин между зубьями.

1032255 где r.—

1 а—

Ж р.х- Р.;и= (2) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для транспортировки жидких, твердожидких смесей и загрязненных жидкостей.

Известны зубчатые передачи для компрессоров и насосов, содержащие два вращающихся звена, образующие поверхностей которых представляютсобой участки кривых второго порядкаГ1)> ° 10

Недостатком известных передач является наличие согласованного вра1цения винтов в разные стороны и наличие усиленного износа поверхностей винтов. 15

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является зубчатая ° передача для винтовых компрессоров и насосов, содержащая два имеющих воэможность нращения и находящихся в постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относительно оси 3уба . активным профилем в тоРцовом сече« нии. В этой передаче профили зубьев описаны сопряженными дугами окружностей (21

Недостатком известной зубчатой передачи является малая надежность.

Цель изобретения — повышение надежности работы за счет обеспечения однонаправленного вращения звеньев.

Указанная цель достигается тем, что в зубчатой передаче для винтовых компрессоров и насосов, содер- 35 жащей дна имеющих воэможность вращения и находящихся н постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относительно оси зуба активным профилем в тор- 40 .цоном сечении, каждая иэ симметричных кривых торцового профиля зуба описана последовательно соединенными участками в виде дуги окружности с радиусом, равным радиусу. окружнос- 45 ти вершин зубьев, эвольвенты и сопряженной с ней кривой, описанной уравнением

I -2С1 "оС05Жр-Щ) ) а 50

Ч =ОГС5»И(. 51И(4 (2)3 4 радиус — нектор; межосевое расстояние между 55 двумя вращающимися звеньями; радиус окружности вершин зубьев; угол, отсчитанный от линии 60 межосевого расстояния до точки перехода неэвольвентного участка профиля зуба в радиус впадин между зубьяMH

65 — угол поворота сопряженного

Я звена, находящегося в пределах G

Ф» — угол, определяющий положение радиус — вектора r; н отсчитываемый от линии межосевого расстояния, и дуги окружности с радиусом, равным радиусу окружности впадин между зубьями, На фиг. 1 показана часть профиля зуба одного иэ звеньев в торцовом сечении; на фиг. 2 — винт зубчатой передачи, набранный из комплекта одинаковых дисков.

Передача содержит принудительно вращающиеся в одном направлении два звена 1 и 2. Профиль зуба звеньев

1 и 2 состоит из следующих участкон (фиг. 1): 3-4, который выполнен по дуге окружности радиуса rq,.участок

4-5 выполнен по эвольвенте,которая строится от основной окружности радиуса 1 ; 5-б-неэвольвентный участок плавно сопряженный с эвольнентным участком и имеет профиль кривой, полученной при обращенномдвижении точки окружности выступов радиуса го зуба второго звена, участок 6-7 является дугой окружности радиуса впадин

r . Линия зацепления очерчена замкнутым контуром 5-8-9-10.

На фиг. 1 также обозначены:

Н вЂ” длина прямолинейного участка

8-9 линии зацепления, а — межосевое расстояние;

P — радиус кривизны энольвенты; — угол поворота звена 1, э когда точка контакта между зубьями проходит по линии зацепления из положения 10 в положение 5 (в coîò"ветствии с указанными направлениями вращений звеньев 1 и 2); p — угол профиля эвольвентного участка.

Будем считать, что угловые скорости звеньев Ж,=ю2 vu ;r =г =г

<и

И Га» =Го 2 Га °

Геометрические зависимости для эвольвентиого участка определяются следующим образом.

Иэ фиг. 1 видно, что отрезки 11-5 и 12-10 =P » — минимальный радиус кривизны эвольвенты; 11-10 и 12-5

=- Pù „- максимальный радиус кривизны эвольвенты.

Тогда

ЬйИ+) ИаХ VO (1) (1) и (2) относительно р или а,, выполнив геометрические йреобразования находим уравнение эвольвенты в параметрической форме в виде радиус — вектора R;. и угла профиля p»" т.e.R; =-»-(;), который

1032255 отсчитываеТся от радиуса R 0;5 °

Оно имеет вид ор

В =4(р„„„) +rS где Оу - дЭ

Величину угла профиля эвольвентного участка получаем в виде: (3) (4)

У

Г

)„»()„- arctg — -)+arete(†),(5)

3rn n Гел) " В"1

Геометрические зависимости для неэвольвентного участка профиля определяются в параметрической форме в виде радиус — вектора r и угла профиля 4>.(т.е.r =f(f>) ) . л

Выражение для радиуса вектора r.. получаем в виде: (10) Z : =23 где Z — число зубьев в торцовом сече-45 нии;

3 — угловой шаг.

С другой стрроны

7 (2p +2Я +да+Ы) 21, (11)

50 где — угол профиля зуба на эволь "-: вентном участке;

Lp — угол профиля зуба неэвольН вентного,участка;

Да — Угол профиля веРшины зуба1

Дй — угол профиля впадины зуба.

При условии, чтоМ л=Q % и r

Ол

=хб =хо р получим что Да=ДЕ= Д е

Тогда

2Z(P+ ф +д) =2)(, (12) . l>=@a -2а,„хо cos(ф --(9 )+х, (6)

20 где О 6 а 7 о=ахс я(хд/ "ах): Кф — угол йоворота звена 2.

Из фиг. 1 видно, что

9у- Ц - Ял-Я, (7) гдето ) „=Ц -ахсв1п(- sin (- с(()) (8)

Подставив уравнения (8) в уравнение (7), получим а 30 л =ахсз1п г„. s1n (3o -d" 4) -д д, (9)

Еслибы() =О, то ()„= Q. Если фЦ = з" то ф„=, что соответствует углу.

60л б который откладывается Brlp@BQ от линии межосевого расстояния

01 -0> (фиг. 1) .

Зацепление осуществляется следующим образом.

Число зубьев в торцовом сечении (а для винта — число заходов) должно быть целым положительным числом, 40 в том числе оно может быть равно единице.

Приравняв уравнения 10 и 12,получим

2= =c,.

Рл) ))) д (13) где С вЂ” целое положительное число.

Учитывая, что()) ф + у,, уравнение (13) запишется т

=С. ()4) I ()4)

Для упрощения технологии изготовления зубчатого зацепления винтов и получения различных параметров по производительности и рабочему давлению конструктивно тело каждого винта формируется иэ комплекта одинако. вых дисков 13 (фиг. 2), снабженных зубьями описанного профиля, которые с некоторым угловым шагом закрепляют- ся на валу 14, например на шлицах, при помощи гайки 15.

Производительность винтового насоса и его рабочее давление зависит от угла относительного смещения профилированных дисков. Чем больше угол относительного смешения, тем больше производительность и меньше напорное давление и наоборот. Таким образом, устанавливая профилирован- ные диски 13 с зубьями описанного профиля с,тем или иным углом относительного смещения, можно, используя одни и те же элементы конструк ции, получить винтовые компрессоре и насосы различных параметров.

При работе передачи вращение винтов в одном направлении приводит к тому, что все твердые фракции транспортируемого рабочего тела выталкиваются из зоны контакта между профилями зубьев. Такое свойство -описанного зацепления позволяет значительно уменьшить износ и выкрашивание активных поверхностей зубьев винтов и предотвращает их эаклинивание. Отсутствие силового замыкания в зоне контакта профилированных .поверхностей винтов также повышает надежность и работоспособность всего механизма .

Набор винтов из одинаковых профилированных дисков, снабженных зубьями описанного профиля, позволяет значительно упростить техноло.гию изготовления компрессоров и насосов с различными параметрами по производительности и рабочему давлению.

)032255

1032255 !

Составитель A.Âåðõîâñêèé

Редактор П.Макаревич Техред Т.Маточка Корректор И .Ватруыкииа

Заказ 5373/43 Тираж 925 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4