Спироидное зацепление

Спироидное зацепление

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ti)937827

Союз Советскик

Соцмвлистичесиик

Реслублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 01. 12. 80 (g1) 3009466/25-28 с присоединением заявки М " (23)йриорнтетОпубликовано 23.06 82. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 23 ° 06 ° 82 (Sl)M. Кл.

F 16 Н 1/16

F 16 Н 55/08

3ЪвудвуствавыИ камнтвт

СССР вв авлам нзебрвтенкк в еткрытвй (53) УДК 621.833.

° 32 (088. 8) Н. С. Вашенцев, А. А. Ковтушенко, С. А. Лагутин,...

В. 8. Буданов, 8. С. Тихонов и А. Н. Райзман (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СПИРОИДНОЕ ЗАЦЕПЛЕНИЕ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых спироидных передачах.

Известна пространственная зубчатая передача, содержащая конический червяк и тарельчатое колесо, вершина конуса червяка направлена от плоскости, определяемой линией пересечения и осью тарельчатого колеса $13.

Недостатком известной передачи является ее малая технологичность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является спироидное зацепление одновенцового плоского колеса с рабочим червяком, в котором активные поверхности зубьев колеса вэаимоогибаемы с витками производящего червяка и имеют локализованный контакт с витками рабочего червяка, расположенного основным образом относительно колеса. Производящий червяк выполнен с делительным диаметром, равным делительному диаметру рабочего червяка (2g.

Недостатком данного зацепления является ограниченная технологичность изготовления реальной передачи.

Цель изобретения — повышение технологичности изготовления реальной передачи.

Укаэанная цель обеспечивается в спироидном зацеплении одновенцового плоского колеса с рабочим червяком, в котором активные поверхности зубьев колеса взаимоогибаемы с витками

15 производящего червяка и имеют локализованный контакт с витками рабочего червяка, расположенного основным образом относительно колеса, проиэво?0 дящий червяк выполнен цилиндрическим с нормальным шагом, равным нормальному шагу рабочего червяка, и делительным диаметром, большим делительного диаметра рабочего червяка в 1.127

4 где у„и у, - делительные углы подъема витков.

Подставляя в (1) известное выраже-, ние для осевого хода через диаметр червяка и соответствующий угол подьема витка

Р„= Jidtgy (Ц г получаем непосредственную зависимость между углами Э „ и у0 в виде

Кроме того, дЬлжны быть равны между собой делительные углы профиля дп в нормальном сечении й-й витков рабочего и производящего червяков, а де" лительные углы профиля eLX в осевом сечении червяков должны быть связаны, выражением

Г

@ а(п= Ь А1(-008 g» = 1 МХо 006 f0 (4) 3 9378

1,4 раза, и станочное межосевое рас.стояние ао выбрано из условия (-,к, С1 S где% ы Чр= бас оо8 — радиус и и

Р угол расположения центра локализованного пятна контакта;

- меиосевое расстояние . передачи;

Э О,Т, делительные ю углы подъема соответственно производя» щего и рабочего червяков.

Отношение диаметров делительных цилиндров рабочего и производящего червяков выбрано равным

41 tir1

1 ((((. 2З

I где d u dq - диаметры делительных:, цилиндров соответственно производящего и рабоче го чер вя ко в;

- делительный угол профиля левой поверхности витка червяка.

На фиг. 1 показано спироидное зацепление вдоль оси спироидного. колеса; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиr. 3 - совмещенный разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4. окрестность точки К на фиг. 3 в увеличенном масштабе; на. фиг, 5 - сечеЮ ние рабочего и производящего червяков о по линии М-й на фиг. 3.

Спироидное зацепление включает одновенцовую цилиндрическую спироидную передачу, которая состоит иэ цилиндрического рабочего червяка 1 и плоского спироидного колеса 2, зубья

3 которого выполнены вэаимоогибаемыми с витками 4 цилиндрического производящего червяка 5. Линии витков 6 рабочего чер вя ка 1 имеют то же (на фигурах правое) направление, что и витки производящего червяка 5. Оба червяка расположены относительно колеса основным образом, т.е. Так что при взгляде со стороны зубьев 3 в направлении от оси 7-7 колеса червяк располагается справа от межосевой ли" нии 7-8 или соответственно 7-9.

Взаимное расположение рабочего червяка и колеса характеризуется межосевым расстоянием а „, удалением спироидного червяка от межосевой ли-. нии В и удалением спироидного колеса В . Аналогично положение производящего червяка относительно колеса характеризуется станочным межосевым расстоянием а0 и удалениями В0 и В0 (фиг. 1 и 2).

Делительный диаметр d рабочего червяка выполнен в 1,1-1,4 раза меньше делительного диаметра d0 производящего червяка. При этом геометричес- кие параметры рабочего червяка должны быть выбрань1 из условия его сопряженности с той же воображаемой зубчатой рейкой, с которой сопряжен производящий червяк, т.е. осевые ходы витков

Р рабочего и F x0 производящего червяков должны быть связаны условием, равенства их проекций на плоскость, нормальную делительной линии витка

РУа С09 f< PX0MS30 > ("), (Я„Sin $,Р d05iq У „(Ь) При этом с целью локализации пятна контакта по высоте зуба колеса профиль витка 6 рабочего червяка может быть выполнен с завалом к головке и ножке витка по отношению к профилю витка 4 производящего червяка (фиг. 5) .Фиг. 5 регламентирует только относительное расположение профилей, которое может быть достигнуто как приданием выпуклости профилю рабочего червяка, так и приданием eor5 937827

6 нутости профилю производящего червя- Это условие может быть приведено к ка. Величину Н профильного завала виду следует назначать в зависимости от допусков на дорну профиля на угол ) с а .сов ., )- (g 1 скрещивания осей звеньев в пределах 01 / (9)

0)005-0)01 8blCOTbl 4 виткае « )в{Я1-

Относительно колеса рабочий чер01

Ъ,,, в, „ со у,-у,)-,- с,„-,- р в центре- P локализованного пятна контакта делительные линии витка ра- )0 .х91п Щ-)о), . (др) бочего и производящего червяков каса- где к - радиус ве ин витков раболись оДна ДРУгой. ПРи этом из пРостых 1 чего колеса. геометрических соображений имеем ра- Зацепление работает следующим обвенства ,разом.

° д .сов(пгссов п )р )-у +g);(gl При врацеиии проивводяцего червяка 5 с угловой скоростьюж поверх щ О) ИО 1) ) (. ности его витков 4 воспроизводят как свои огибающие боковые поверхности гДе R " РаДиУс РУжH0cTN колеса) зубьев 3 колеса 2, вращающегося с угP прохоДЯЩей " > точкУ 20 ловой скорсотью ш . Сечение плос9.

В качестве центРа Р локализованно- костью g-g, перпендикулярной оси коГо пЯтна контакта целесообразно " " . леса и касательной к делительному нимать точку) РасполэженнУю на пеРе цилиндру червяка, точка касания к сечении Делительного цилиндра колеса правых. взаимоогибаемых поверхностей с так называемой осью эацеплениЯ, ко- 2S 3R зуба и Щ витка перемещается по тораЯ пеРесекает ось чеРвЯка под Уг линии зацепления )О- 0; аналогично .лом, Равным УглУ 3 Н поДьема " "а на точка касания левых поверхностей 3) начальном цилиндре, и межосевУю ли" и 4 перемещается по линии нию под прямым углом, В этом слу„ (фи - 3) радиус колеса в точке Р определяется Зф Окрестность точки касания показана выражением на фиг. 4. Как видно (фиг. 4), в предложенной передаче боковая поверхность

4R рабочего червяка при его вращении

Х С УГЛОВОЙ СКОРОСТЬЮ ж1вв Ю,ОтСтаЕт

=, сто " „ i (Ч) от поверхности 3R зуба в его номиналь W ном положении на величину b которая

U - передаточное число передачи. и представляет собой продольный завал.

Величина продольного завала измеВ случае, если основные геометриряется в направлении, перпендмкулярческие параметры передачи Рассчитыоженной в 40 ном линии зуба, и с достаточной для ваются по методике, изложенной в проекте а

ГОСТ ПГ 604-646-79 "Переда- практических расчетов точностью моеские Расчет жет быть определена выражением чи спироидные цилиндрические. асчет геометрии", радиус центра пятна локк-, K й), 1 Вц лизованного контакта может быть .подгде Y - координата точки касанйя считан по формуле где в системе координат, рдинат ось Х0 и а <8 О Ъ, В которой параллельна оси производящего червяка, а где В - удаление спироидного червяка; начал Р чало асположено в цент1 ре Р локализованного

b< - длина его нарезанной части. ю пятна контакта;

"Y =У -cos у -g -Х -аль -g

Иаксимально допустимое удаление К ОК (1 О) ОК 1 О)

» ордината той же точки

В производящего червяка и минимальная потребная длина В его нарезанО в системе, ось Х ко4

SS . торой параллельна оси ной части определяется из того условия, что в сечении плоскостью вершин, рабочего червяка; зубьев спироидного колеса производящий червяк доджен охватывать рабочий.. 1 ) 1 0 п Ро-О)с 0 Я п

937827

4„

7, 1 - с(ф „ о с(. П, . (1 }

Знак равенства в выражении (12) соответствует оптимальному значению

c3q отношения сто

Линиями 12L, 12R (фиг. 3) показаны поверхности, взаимоогибаемые с поверхностями 61, 6й витков рабочего червяка, линии 3L, 3R реальной поверхности зуба колеса касаются ли35 ний 12 на окружности радиуса R и постепенно отклоняются от них внутрь тела зуба по направлению к его внешнему и внутреннему торцам. Такое преднамеренное отклонение позволяет в значительной мере устранить отрица" тельное влияние неизбежных погрешностей изготовления и сборки, таких как ошибка осевого шага червяка и

4$ отклонение межосевого расстояния передачи, а также эквивалентных им силовых и температурных деформаций звеньев.

Сокращение времени приработки, устранение вероятности кромочного (по внутренней и внешней кромкам зуба) контакта, плавный вход зубьев в зацепление и обусловленное этим снижение динамических нагрузок, позволяет повысить нагрузочную способность пе-: редачи.. Численная величина достигаемого эффекта зависит от степени точности и режима работы передачи и мо30

- радиусы кривизны по верхности соответст- венно рабочего и производящего червяков в сечении делительной плоскостью колеса.

Используемые в выражении (11) координаты Хдк и Уо определяются известными методами теории зацеплений.

Отметим, что точка Р будет центром io локализованного пятна контакта только в том случае, если определяемая выражением (11) величина д продольного завала будет неотрицательна в произвольной точке касания. Легко видеть, что для правой стороны витка, т.е. на линии зацепления 10-10, это условие выполняется автоматически, а для левой стороны сводится к условию неотрицательности выражения (11) в дифференциальной окрестности точки Р. После преобразований это условие приводится к виду жет . быть объективно оценена только на основе статистической обработки экспериментальных данных.

Увеличение КПД передачи может быть оценено уменьшением потерь на трение, которое в первом приближении пропорционально уменьшению диаметра рабочего червяка.

Предложенное спироидное зацепление по сравнению с лучшими образцами известного зацепления позволяет повысить нагрузочную способность .и увеличить КПД. формула изобретения

l, Спироидное зацепление одновенцового плоского колеса с рабочим червяком, в котором активные псверхности зубьев колеса взаимоогибаемы -с витками производящего червяка и имеют локализованный контакт с витками ра-,, бочего червяка, расположенного основным образом относительно колеса, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения технологичности изготовления реальной передачи, производящий червяк выполнен цилиндрическим с нор- мальным шагом, равным нормаль, ному шагу рабочего червяка, и делительным диаметром, большим делительного диаметра рабочего червяка в 1,1-1,4 раза, и станочное межосевое расстояние ау выбрано из условия ц = R>-сов(ч -у„ Я; с1,, где Я И Чр" СИ СЬ), — - радиус и угол и

Р расположения центра локализованного пятна контакта;

et%I - HeNocesqp расстояние передачи; у у - делительные

"î1 11 углы подьема соответственно производящего и рабочего червя ко в.

2. Зацепление по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение диаметров делительных цилиндров рабочего и производящего червяков выбрано равным д„ < у„

=4

l с о % ng

937827 где дО q 4.1 - диаметры делительных цилиндров соответственно производящего и рабочего червяков; дп - делительний угол про- s филя левой поверхности. витка червяка.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе >в

1. Патент ФРГ И 1450748, кл. 47 Н 1/16, 1970.

2. Георгиев А. К.,Кунивер А. С.

Вопросы формообразования и методики исследования геометрии зубьев колеса спироидной цилиндрической передачи, имеющих модифицированные боковые поверхности. Совераенствование процес,сов обработки металлов резанием.

;Имевск,ИИИ,1977,c;58-66(прототип), 937827 х, Мр цтиг.4

ФигХ

ВНИИПИ Заказ 4420/50 Тираж 990 Подписное

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