Модифицированная глобоидная передача

Модифицированная глобоидная передача

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со5оз Советских

Социалистических рооп блик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл, 47h, 3

Заявлено 22.I.1962 (№ 760988/25) с присоединением заявки №

Приоритет

1"."1ПК F 06h

УДК 621,833.389 (088.8) Комитет пе полам изобретений и открь!Тий при Сосете Мииистрое

СССР

Опубликовано 28.1Х.1967. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 25.XII.1967

Аьтор изобретения

П. С. Зак

Заявитель

МОДИФИЦИРОВАННАЯ ГЛОБОИДНАЯ ПЕРЕДАЧА

Известна классическая форма глобоидной червячной передачи с постоянным окружным шагом витка червяка. Ее недостатки: неравномерность распределения нагрузки по длине поля зацепления, концентрация нагрузки по длине поля зацепления, концентрация нагрузки на входном поле зацепления в результате

И деформаций и погрешностей изготовления и сборки, а также удары, сопровождающие зацепление начала витка червяка с очередным зубом колеса, вследствие того, что начало витка входит в зацепление сразу всей высотой профиля.

Наиболее серьезный недостаток классической формы глобоидной передачи — недостаточная скорость перемещения контактной линии по поверхности зуба колеса (скорость качения!, а также непостоянство этой скорости по длине поля зацепления, вследствие чего ограничиваются эксплуатационные показатели передачи — ее нагрузочная способность и коэффициент полезного действия. Ранее предлагались способы устранения указанных недостатков путем применения, например, завалов на червяке, представляющих собой отклонения от классической формы в тело червяка на его концах. Однако при этом в работе пе участвует наиболее эффективная часть поля зацепления, вследствие чего до окончания приработки нагрузочная способность передачи резко снижается.

Предлагались также модифицированные глобоидные передачи с увеличенным (по сравпепию с классическим зацеплением) в длину и ширину полем зацепления, что обеспечиьается смещением предела подрезания либо за пределы зуба колеса, либо за пределы витка червяка, что, Однако, не полностью устра10 ияет отмеченные недостатки.

Описываемая модифицированная глобоидная передача содержит глобоидный червяк с плавно изменяющимся окружным шагом винтовой линии его витков и червячное колесо, 1 зубья которого охватывают червяк и образованы обкаточным инструментом с производящей поверхностью, совпадающей с поверхность!О ьитков червяка, с контактом между зубьями колеса и витками червяка по всей

20 длине рабочеи поверхности витка червяка.

Эта модифицированная глобоидная передача имеет непрерывную кривую модификации винтовой линии производящего и рабочего червяков и спиральную заделку входного конца витка. От известных модифицированных глобо1:д11ь1х передач она отличается тем, что

3 бья коле: л и вити;1 1ерв51ка име10т лини!0 контакта, перемещающуюся по поверхности зуба колеса с постоянной или близкой к по30 cT05IIIIIOй 112 всей длине зацеп дсния. I1pH этом, 203409

65 всличина модификации на входе витка связана с параметрами передачи зависимостью а = А (С, + C>i ), где А — межосевое расстояние, 1 — передаточное отношение; коэффициен1ы С и С» изменяются в пределах: 0,0002(( (C (0,0004 и 0,000024(С .(0,000044, а экстремум кривой модификации расположен в пределах от 0,6 до 0,75 длины зацепления or входного края. Кроме того, витки червяка могут иметь на входных концах за пределами рабочей поверхности спиральные фланки, обеспечивающие плавный вход витков в зацепление по высоте профиля независимо от износа рабочей поверхности витков червяка.

Зубья колеса могут быть также образованы обкаточным инструментом с производящей поверхностью, совпадающей с поверхностью витков рабочего червяка в его средней части и с постепенным отклонением к обоим краям витков и к обоим краям по высоте зуба, причем зубья колеса и витки червяка имеют точечное первоначальное сопряжение, локализованное в средней части рабочей поверхности витка червяка и распространяющевся постепенно и равномерно в процессе приработки полностью на рабочие поверхности витков червяка и зубьев колеса.

Таким образом, модифицирование винтовой линии червяка в соответствии с формой контакта, получаемой в результате большого износа и остающейся неизменной при дальнейшем износе, значительно увеличивает скорость качения, благодаря чему уменьшается нагрев контактирующих поверхностей, а вследствие этого повышаются несущая способность и коэффициент полезного действия глобоидной передачи.

На фиг. 1 представлен общий вид глобоидной передачи; на фиг. 2 показаны последовательные положения линии контакта на поверхности зуба колеса классической глобоидной передачи с постоянным окружным шагом витка червяка; на фиг. 3 — последовательные положения линии контакта на поверхности уба колеса модифицированной глобоидной чередачи с плавно изменяющимся окружным лагом витка червяка; на фиг. 4 — законы распределения нагрузки по длине зацепления и графики изменения скорости перемещения контактной линии; на фиг. 5 представлен глобоидный червяк в сечении, перпендикулярном его оси; на фиг. 6 показана развертка рабочей поверхности витка червяка.

Глобоидная передача состоит из червяка 1 и червячного колеса 2 (окружная скорость V> червяка показана на чертеже стрелкой). Скорость V перемещения линии контакта, последовательные положения которой 1 — 1, 2 — 2, 8 — 8, 4 — 4 на поверхности зуба колеса классической глобоидной передачи показаны на фиг. 2, перпендикулярна к указанной линии контакта, величина скорости переменна, и, как показывает специальный математический анализ, в начальной фазе зацепления V ниже среднего уровня и по мере

4 приближения к серечине зуба колеса увеличивается.

Скорость U " перемещения линии контакта, последовательные положения которой 1" — 1", 2" — 2", 8" — 3", 4" — 4" на поверхности зуба колеса модифицированной глобоидной пере. дачи, где изменение окружного шага витка червяка расширило поле зацепления, также переменна, и закон изменения ее величины зависит от закона изменения окружного шага витка червяка.

При вращении схематически показанного на фиг. 4 червяка 1 с винтовой линией витка 3 со скоростью V, в направлении, указанном стрелкой, виток червяка войдет в зацепление левой частью. Распределение нагрузки между зубьями, одновременно находящимися в зацеплении, схематически показано на фиг. 4-— заштрихованная зона 4 — для классического зацепления и зона, ограниченная пунктирной линией б — для модифицированного. В обоих случаях максимальная нагрузка находится в пределах входной половины длины червяка.

В этом месте неблагоприятной концентрации нагрузки, как показало математическое исследование, прилегание сопряженных поверхностей нельзя считать наилучшим. Сочетание указанных явлений приводит к большим удельным давлениям в контакте, что, в свою очередь, ведет к повышенному тренгпо и нагреву поверхности колеса, а это ограпичиваег несущую способность передачи.

Условия контакта улучшаются при увеличе пии скорости перемещения линии контакта, когда поверхнос1ь зуба колеса не успевает сильно нагреться.

Поэтому важно обеспечить,в пределах контакта со входной половиной в|итка червяка IIовышснную скорость V>" перемещения линии контакта по зубу колеса, как это, например, показа но линиями б и 7 на фиг, 4, или хотя бы постоянную скорость V " по всей длине зацепления, как показано линией 8 на фиг. 4.

Указанные кривые "ксростей получаются при модификации передач и по приведенной выше зависимости величины этой модиф и кации от межцентрового расстояния, передаточного отношения и выбора числовых значений коэффициентов С1 и С .

За пределами рабочей поверхности 9 витка червяка с входного края предлагается делать спиральный фланк 10 (фиг. 5). Этим обеспечивается плавный вход витков е зацепление по высоте профиля независимо от износа рабочей поверхности витков чвр вяка. Для ведущих червяков, не используемых в качестве ведомых, фланк,на выходном конце витка необязателен. Спиральный фланк на iBxo+H oм конце витка червяка предлагается делать в любых глобоидных пере|дачах.

На развертке рабочей поверхности витка червяка (фиг. 6) осью Х вЂ” Х обозначена середина длины чер вяка. Точка О показывает то место, где поверхность витка рабочего чер203409

12 3 Ф

Фиг. 2

Фи8. 1

Фуг. 3 ьяка должна совпадать с повврхностью iBiHTка производящего чвр вяка.

Замкнутые овалы а, о, с, d я вляются геометрическим местом точек равного зазора между поверхностью IBIHTIKB рабочего червяка и поверхностью витка произ|водящего чврвя ка, причем зазоры постепенно увеличиваются or точки 0 к овалам а, b, с, d и т. д. Соответственнo этому первоначальный контакт поверхноспи рабочего чер вя ка с зубом колеса, нарезанного произ водящим чер вяком, будет ia т чке 0;поверхности витка червяка и в центре поверх ности кслеса и по мере приработки полностью распространится на обе рабочие п оверлеи о сти.

Предмет изобретения

1. Мод и фицированная глобои дная передача, имеющая:непрерывную кривую модификации винтовой лянии производящего и рабочего чер вя:ков и спиральную за делку входного конца витка, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и к.п.д. передачи путем выбора оптимального закона модификации, обеспечивающего постоянную или близкую к постоянной, скорость перемещения контактной линии по поверхности зуба на всей длине зацепления,,величина модификащ и на входе витка овязана с параметрами передачи зависимостью а=А (C,+ C ), где

А — межосевое расстояние, i — передаточное отношение, коэффициенты С, и С> изменяются .в пределах: 0,0002 < C> (0,0004 н

0,000024 C -(0,000044, а экстремум кривой модификации раоположен в пределах от 0.6 до 0,75 длины зацепления от,входного края.

2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения постепенного входа витка червяка в зацепление по высоте профиля независимо от износа червяка, входная часть витка рабочего червяка снабжена спиральным фланком.

3. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что, 20 с целью снижения чувствительности передачи к погрешностям изготовления и сборки, производящий и рабочий червяки выполнены с первоначальным точечным сопряжением в средней части и плавно увеличивающимися зазо25 рами на краях.