Зубчатое зацепление для винтовых компрессоров и насосов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 27с, Зо, 27с, 7оя

59е, Зю1

47h, 6 № 125860

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И. А. Сакун

ЗУБЧАТОЕ ЗАЦЕПЛЕНИЕ ДЛЯ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ И

НАСОСОВ

Заявлено 17 мая 1957 г. за № 573778/25 в 1(омитет но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» ¹ 8 за 1960 г

Изобретение касается области усовершенствования профиля рабочих органов (зубьев) винтовых компрессоров и насосов.

Известно, что профиль зубьев винтов определяет габариты и существенно влияет на экономичность винтовых машин. Применяемые окружные профили зубьев, а также их модификации и комбинации с циклондальными профилями не всегда удовлетворяют специфическим требованиям, предъявляемым к компрессорным и насосным винтам, к числу которых, в частности, относятся требования уменьшения длины линии контакта, увеличения угла подъема зубьев винтов и полезной площади тооцового сечения винта.

Согласно изобретению профилирование зубьев винтов выполняется таким образом, чтобы наиболее полно удовлетворить перечисленным требованиям, для чего зуб основного (ведущего) винта очерчен по эллипсу, а профиль зуба сопряженного (ведомого) винта является огибающей семейства кривых, образуемого при движении профильной кривой зуба основного винта.

На фиг. 1 (а, б и в) изображены три возможные разновидности эллиптического профиля основного и профиля сопряженного зубьев; на фиг. 2 показана расчетная схема описываемого зацепления; на фиг. изображены основной и сопряженный профили и линия зацепления; га фиг. 4 показан симметричный составной профиль зубьев; на фиг. 5-асимметричный составной профиль основного и сопряженного зубьев.

Принятые условные обозначения: Х101У вЂ” подвижная система координат, связанная с основным (ведущим) винтом; Х,О У, — — подвижная система координат, связанная с сопряженным винтом; ХоО,Уо ——

¹ 125860 неподвижная система координат; 0 — оольшая полуось эллипса; О малая полуось эллипса; д — расстояние от центра эллипса до центра начальной окружности; ф — параметр профиля (угол эксцентрической аномалии эллипса); q —— — q;>rpz и

К =-= 1 —, i>, — передаточные соотношения; А — межцентровое расстояние; г „ — радиус начальной окружности основного винта; г „ — радиус

EIB÷àëüHoé окружности сопряженного винта.

Связь между подвижными координатами Х,О,Уi и неподвижными

Х„О У дается соотношениями: (хо — — х. coscp, — у, . sinq;, у, == x, sing< + yi coscp, ......, (1)

Профиль зуба основного (ведущего) винта в сечении плоскость.о, перпендикулярной к оси винта, имеет эллиптическое очертание.

Параметрическое уравнение исходного эллиптического профиля в системе Х,О,У1 запишется в таком виде: (х1 — — d+ а. созф (у, = — b . .з1пф ............ (II)

Большая полуось эллипса направлена радиально. Центр эллипса может находиться на начальной окружности (фиг. 1,а и б), либо внутри (фиг. 1,в) или вне ее, Сопряженный профиль зуба другого винта является огибающей семейства кривых, образуемого при движении точками профильной кривой зуба основного винта.

Параметрическое уравнение профиля, сопряженного с заданным, имеет такой вид:

j х,. == А . cosy — d . созКгр, — а . созф . созКср + b . sing . sinKcp<

y, = — А . ыпц,. + d в1пКср, — а созф. sinKq> + b sing; cosK(p (Ш) В случае зацепления винтов различного диаметра, зубья ведущего винта целесообразно выполнять с эллиптическим профилем, а ведомо-о винта — с сопряженным.

Параметрическое уравнение линии зацепления, как геометрического места точек соприкосновения сопряженных профилей в неподвижной системе координат Х О Уц, представится следующим образом: х, = d созе + а . coscp . созф — b . sinrp . sing

I уо —— d.sincpj + а sinrpI. созф+ b. з1пф.созпч....., (IV

Связь между параметрами ср и ф в уравнениях (Ш) и (IV) устанавливается якобианом: дх., дф дх д:Р (V) ду др, дф раскрытие которого дает такое уравнение г, . b . sing, . созф — (а — Р) sing . созф — а; d sing +

+ r, „а cosset> sing= О.

В сравнении с применяемыми винтовыми компрессорами, име1ощими зубья с окружным профилем, винтовые компрессоры и насосы с эллиптическим профилем зубьев дают расчетное увеличение полезного

¹ 125860 рабочего объема на 6 —: — 12%; уменьшение длины контактной линии и увеличение угла подъема зуба винта. Указанные обстоятельства позволяют получить винтовой компрессор или насос с большей производительностью, напорностью и лучшим к.пд.

На основе эллиптического профиля может быть построено несколько комбинированных профилей, состоящих из совокупности припасованных к эллипсу симметрично, либо несимметрично отрезков кривых, как например, циклоидальных, окружных и других возможных кривых.

Профиль основного винта (фиг. 4) состоит из совокупности симметрично припасованных к эллипсу двух эпициклоид и двух дуг окружностей, центр которых лежит на начальной окружности указанчого винта.

Несимметричные профили основного и сопряженного зубьев винтов на фиг. 5 очерчены несколькими математическими кривыми.

Зубья с составными профилями могут более полно удовлетворить предъявляемые к ним требования, чем зубья, состоящие из однородной профильной кривой.

Предмет изобретения

1. Зубчатое зацепление для винтовых компрессоров и насосов, о ",.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения полезной площади торцового сечения винта, увеличение угла подъема зубьев винтов и уменьшение длины контактной линии, профиль зуба основного (ведущего) винта выполнен по эллиптической кривой, а профиль зуба сопряженного (ведомого) винта является огибающей семейства кривых, образуемого при движении точками профильной кривой зуба основного винта.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что центр эллипса, по которому выполнен зуб основного винта, может находиться и не па начальной окружности.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отлич а ю щ ее ся тем, что основной профиль зуба состоит из совокупности симметрично или несимметрично припассованных к эллипсу участков окружностей, эпициклоид и других возможных кривых, что улучшает характеристики зацепления, указанные в и. 1.

4Б и Ы вЂ” окрижносппи радиуса г г

БВ и U.— зпицилпоидь

И вЂ” 3 ?липс

-)! б

/ !

1 /г пБ д Б pБ;,ЯТ- диги окружносгпи раоиуса г

БВ- зпииилгоида, ВГ- этипс

b В - сопряженный с ЯГnpoyun

I à — дуга олружности 5ысспупоо

Г /, - дага ол ужности оладии

, Л - mpoxouoa

ГЙ вЂ”. ик оида