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"ROUES D', -ENGRENAGE MONO- OU BIHiLICOiDALES, REVERSIBLES ET IRREVERSIBLES, DANS LES DEUX CAS ENGRENANT ENTRE DES AXES PARALLÈLES..
Les roues réversibles faisant l'objet du présent brevet pré- sentent les caractéristiques suivantes :
1 Les diamètres des roues commandées sont sensiblement réduits par rapport à ce qu'ils devraient être en relation avec les rapporta de vitesse, de façon que., entre ces rapporta de vitesse et les diamètres oorrespondants, il n'y a pas, dans une gamme assez grande, de liens limitatifs.
Cela a surtout pour objet de réaliser de forte rapports de vitesse avec deux roues seulement, et de réduite en conséquence l'encombrement, le poids et le coût de tout l'ensemble, par rapport aux engrenages connus jusque ici.
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2 Le contact entre les dantmm est étendu sur presque toute la surface comprise entre les arcs abe et cda de la fig. 1,
Il est évident que la réalisation d'une grande surface de contact telle que décrite au paragraphe 2 a pour objet de réduire la pression unitaire à des valeurs très basses, et d'obtenir en oonséquence un haut rendement, malgré le glissement existant entre les dents par suite de la réduction des diamètres des roues oommandées, telle que décrite au paragraphe 1.
On doit remanquer entretempe que la réduction de &a pression unitaire est très remarquable, soit par rapport aux engranages déjà. connus, soit par rapport aux engrenages brevetée en.
Italie par le demandeur le 6 Juin 1929, le 7 juillet 1930 et le 18 Décembre 1930, et en Angleterre, en Allemagne et aux Etats-Unis d'Amérique - et dans 14 autres pays pendant les années de 1929 à 1932, En erfet, il est dit, dans ces brevets, que le contact entre les dents se borne seulement aux fils de tête des dents de la roue et aux fils de tete des dents du pignon et 4 d'autres lignes, mais toujours à des lignes, jamais à des surfaces, et en conséquence les applioations pratiques faites svec les idées desdite breveté n'ont jamais eu de bon succès$ en frustrant ainsi complètement tout le contenu du paragraphe 1*, qui est aussi compris dans les revendications desdite brevets.
Il est vrai que, dans la revendication 7 du brevet obtenu le 18 Décembre 1930, on envisage le cas d'arrondir, tailler en facettes ou émousser seulement les arêtes des têtes des dents, pour essayer de transformer lesdites lignes et fils en surfaces, mais il est clair qu'une telle revendication est insuffisante et manque d'indi- cation définie. C'est bien pour ces raisons qu'on n'a jamais eu de bons résultats pratiques et qu'on n'a jamais pu procéder à des appli- cations pratiques.
On vaidéorire tout de suite le procédé à employer pour obtenir l'engrènement entre les dantmm d'un couple d'engrenages réversibles suivant les paragraphes oitée.
Si l'on choisit arbitrairement le diamètre primitif d'un pi-
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gnon en 32 millimètres et que l'on veuille réaliser un rapport de vitesse de 1 à 8, suivant la théorie oonnue la roue conduite devrait avoir le diamètre primitif de 32 x 8 = 256. On réduit par contre ce diamètre comme suit et on établit* les données suivantes Piston : diamètre intérieur 136, diamètre primitif 32, diamè-
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tre extérieur 38, nombre des dents bibélîooldaleo 3, pas axial de l'engrenage 19,05, pas axial des hélices 19,05 x 3 - 57,lys.
Roue : diamètre intérieur 136, diamètre primitif 144, diamétre extérieur 150, nombre des dents bihéliooidalea 84e pas axial de l'engrenage 19,05, pas axial des hélices 19,05 x 84 - 45'1,3cl (voir fig. 1 ).
Pourtant l'inclinaison des hélicon du pignon par rapport à la circonférence extérieure et au plan normal 4 l'axe est donnée par :
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57,15 dng. tg..:###### - 0,47873 258 34 521 38 x 3,1416
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et $'izalinaison des hélioes de la roue par rapport 6galement 4 la circonférence extérieure et à un plan normal l'axe, est t
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45720 Ang. t . 457#20 - o, 9asa 44. z.
150 x 3,1416 Le pas axial des engrenages étant 19,05, le pas normal de la
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roue est 19,05. opes. 44 88 - 13,67.
Ayant déterminé les éléments ci-deouuo4 on peut dessiner la fig. 8, qui représente la vue en plan partielle de deux dents oonsé- outives de la roue, ou les lignes yy et xx sont respectivement les axes des hélices du pignon et de la roue, tandis que la distance entre les lignes du milieu des deux dents correspond au pas normal pré- oédemment établi, à savoir 13,67.
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L",6paienou,v des têtes des dents sera fixée ci-après.
En outre, la projection du point a fig. 1 sur la ligne de construction NN , zig. 8, détermine les points B, n, 8, R, H.
Evidemment, si les axes des hélices avaient eu la même inolinaison, les points D et H auraient coïncidé et les profils des dents auraient pu être déterminés suivant les règles connues ; mais,
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étant donné la reparquable différence d'inolinaison desdite axes, et attendu en outre qu'on veut le contact entre les dents également au
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point! fig. l'dans l'espace compris entre les points .!1: et I3 ( fig. 2) sera contenue la moitié de l'épaisseur des têtes des dents des deux éléments.
Après quoi, on trouve la valeur de 1$espace compris entre les points .!!- et D de la façon suivante
L'axe d'une hélice du pignon qui a son origine en d sur la
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fig. 1 et en Ru sur la fig. 2, en parcourant l'arc .aTa-nce axi aie- ment du trait BD; on a pourtant ( voir fig. 1 )
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882 + 19 - 1S2 Ang. oos 3t4?' vs ---------------- m t'al6û 4a- 7' 49" 2 x 88 x 19 Si une hélice du pignon avance axialement, pendant un tout
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complet, de 57,15, en 4Z" 71 490 elle avance de :
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5?,15 x 42. 'l' 490 ##--.-..-..#<. = z66 . trait BD.
360* D'une façon analogue l'axe d'une hélice de la roue qui a son
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origine en ( fig. 1 ) ou bien en ( fige 2 ), en parcourant taro ba avance axialement du trait BH.
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Donc : 753+e8" p -19 Ang. cos &0'0 = -"-##-#### 0$98546 - 9" 4?' ad a x 76 x 88 Si une hélice de la. roue pendant un tour complet avance axia-
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lamant de 457e2Dp en 90 47e 8" elle avance de :
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457,20 x 90 47' 8" ------- - --------- - = 12,42 - trait HF3.
36#-
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Mais ( voir fi. 3 ) 19,05 nue = x 0" -##.#- f! 953 il en résulte :
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Bn = BH - nE - 120 42 - 9,5S < 2,90 et nid - BD - Bn == 6$68 - 2,90 ** Z,78. Donc l'épaisseur des têtes des dente du pignon devra être
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plus grande que l'épaisoeur des têtes des dents de la roue, attendu que les premiéres accomplissent aussi un travail plus grand, ainsi 3,78 + 0,23 4 - épaisseur des têtes des dente du pignon
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vue normalement à une génératrice.
3,78 - 0,22 = 3,56 = épaisseur des têtes des dents de la roue vue normalement à une génératrice.
Et le jeu des creux de la roue à sa circonférence extérieure, vus eux aussi normalement à une génératrice, ou suivant la fièche F de la fig. 2, résulte de 19,05 - 3,56 = 15,49, d'ou ;
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15,49 os L = ###,-.#. a '' "/4r 2
L'on divise maintenant la hauteur des dents du pignon en 4 parties espacées de 1,50 millimètre ( voir fig. 1 et 3 ) et ensuite l'on mené, des pointe d'intersection de l'arc 1, 2 et 3, autant de parallèles à la ligne co'c' jusqu'à interoepter, dans la fige 2, les mêmes lignes qui ont été interceptées par la ligne a H D S n B .
( Pour éviter de compliquer les figures par trop de lignes, on a abaissé seulement la ligne 2, entre lesdites parallèles, pour la démonstration nécessaire du problème dont on cherche la solution, tandis que, pour les autres, on se borne seulement à les décriée ).
En examinant les figures 2 et 3, on remarque que, si l'épaisseur des têtes des dents du pignon se trouve être de 4 millimètres, à la hauteur 2 l'épaisseur des dents se trouve être le double de la distance entre les pointe 6 et D, fig. 2, distance qui est donnée par la projection du point 2, fig. 1.
Naturellement, le même raisonnement s'applique aux projections des points 1, 3, b.
On doit donc obtenir les longueurs des traits BD qui appartiennent, chacune, auxdites projections.
On va commencer par la projection du point 1
L'axe d'une hélice du pignon qui a son origine en d sur la fig. 1 et en o" sur la fig. 3, pendant le parcours de l'arc soustendu par l'angle 100', avance axialement du trait BD (voir fig. 1)
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Donc: 888 -<- 1?,3a-- 7S p Ang. ooa. 100' = .-¯-.-. ¯¯¯¯.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ De78741 - 389 3e Z10 3x88x17,50
Si une hélice du pignon, pendant un tour complet, avance axialement de 57,15, pendant 38 3' 21 elle avance de :
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57,15 x 380 3' 810 #-.-.--..# 6*04 = tra-it BD.
360. 4
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D'une façon analogue, l'axe d'une hélice de la roue qui a son
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origine en b fig. 1 et également en os fig. 2. pendant le parcours de l'arc soustendu par l'angle 10'0, avance axialement du trait BH.
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: 752 + 882 - 17 502 Ans. ces lo 'o ###.#####-## '= 0, 98960 + S. 16' 11" a x 75 x 88
Si une hélice de la roue, pendant un tour copplet. avance axia. lament de 457,20, en 8' 16' 11" elle avance de :
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457,20 x 80 16' 11" #.-.-.###--.#.-.#-# 10,50 m trait BH.
3600 Mais 15,49 SH = o"L - -##-#-. - 7,74 a il en résulte
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BS - BH - aH 10,50 - 7,74 276 et SD = BD - BS = 6,04 - 2,76 = 3,28
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3,28 x 2 - 6,56 *= épaîgeeur des dents du P1gno la hauteur 1 vue normalement L une génératrice.
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Soit maintenant à déte miner l'épaisseur des mêmes dents rap- portée 4 la hauteur 2, suivant fidèlement le procédé appliqué pour
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la. hauteur 1 : hatu 88 + lS - 75 Ang. c0 s. 200' m ##.#.#.-#-#- Oj84339 - 33* 30" a x 88 x 16 5?,15 x 32* 30' -##,-.--.#-.### 5..15 - trait BD.
160.
Après: ?5 g + 882 - 162 Ang. aos 20'0 - -#######.#-. 0,99340 - S. 35' 9k 2 Je 75 x 88 46'1,20 x 6* 35' 9" ##-.###.-.## 8 36 1111 trait BH 360* Mais
SH = 7,74 il en résulte :
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BD - BH - 8R m 8,36 - i, 74 Oe 62 et ,8D BD - BS - 5,15 - à,62 = 4,53 4,53 x 2 = 9,06 m épaisseur des dents du pignon à la hauteur 2
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vue normalement à une génératrice.
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A la. bouteur 3, on a : 88 + 14,50 - 758 Ang. cob 3oo' == ###-.##.-.-.#.# oeglll4 = 849 20' 9" 2 JI; 88 14,50 51,15 x 24. 20 9.
--------------------- 386 = trait BD 5h + 88 2 - 14,502 :ng. Coa 30 o " --- -- -- a x 7e x 88 99687 a '8 3a 4" 2 x 7 Je 88 45', 8ti x 49 381 z ¯."...¯¯¯¯¯¯....¯,........¯...¯.,...,. a 5,75 a trait BH 3608 mais
SH = 7,74 il en résulte :
BS = SH - BH = 7,44 - 5,75 = 1,99 et SD = BD + BS = 3, 86 + 1,99 = 5,85 5,85 x 2 = 11,70 = épaisseur des dents du pignon à la hauteur 3 vue normalement à une génératrice.
Et finalement à' la. hauteur h l'épaisseur des dents du pignon, vue toujours normalement à une génératrice, est de o"L x 2 = 7,44 x 3 15,48
D'après les cotes marquées sur la fig. 3, on remarque que cette figure représente'le dessin, en grandeur naturelle, de deux denta consécutives du pignon vues normalement à une génératriae ; et, des calculs mathématiques ci-dessus, résulte qu'aveo les profils desdites dents, l'on obtient le contact entre l'aro ab de la roue et les dents du pignon.
Naturellement il en est de même pour l'aro bc.
Soit à déterminer maintenant les figures des dspaces et des dents de la roue, en se souvenant que l'épaisseur de la tête des dents du pignon vue@normalement à une génératrice, est de 4 milli- mètres.
On trace la figure 4, qui est une reproduction partielle de la figure 1 ; on partage la hauteur des dents de la roue en 4 parties séparées l'une de l'autre de 1,50 millimètre ( voir fig. 4 et 6 ) et on détermine sur l'arc ad les points a, 1, 2, 3, d.
De chacun desdite points on mène une parallèle à la ligne
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oo'R" jusque intercepter, sur la fig. 5e la ligne qui indi- que l'inclinaison inconnue de l'axe fictif d'un oraux de la roue au point de division qu'on envisage ; la ligne yy, qui est l'axe d'une dent du pignon par rapport à la circonférence extérieure, la-
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quelle, comme on le aalt, est inclinée de 250 341 m 5 la ligne AA , qui représente le fil de tête d'une dent du même pignon ; et
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enfin la ligne de construction NN ,déterminaant également les points e, 11, i, n. La distance entre les parallèles AA et A'AS représente l'épaisseur de la tête des dents du pignon.
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Pour éviter de surciarger les figures par trop de lignes, on a abaissé seulement la. première et la seconde do.dites paral.lèlea.
Afin de faciliter la compréhension du procédé qui va être suivi pour établir la figure des creux de la roue pour obtenir le
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contact tout le long de l'aro adc, on commence par attribuer à la ligne xx l'inclinaison de l'axe fictif par rapport à la circonférence extérieure de la roue qui est, comme on lt, de 440 8' De cette façon, l'on observe tout de suite, sur la fig. 5, grâce à la projection du point a fig. 4 que la distance des pointe 1 et e entre eux le long de ladite protection, est exactement égale à la
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distance 8H = o"L , correspondant L la projection du point a de la f1g. 1 sur la fig.
2, et qui, étant doublé@, correspond d j., comme on eaite à l'amplitude des oraux de lai roue, c'est-d1re à 15,4q, par rapport à la circonférence extérieure, et toujours vue normale-
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ment à, une génératrice. Ce qui précède est confirmé, comme il est intuitif, par les calculs mathématiques qui ont été omis pour abré- ger.
Au point 1, fig. 4, l'amplitude des creux de la roue sera donc le double de ie ,qui Se déduit de la. projection du point 1. Le même raisonnement peut évidemment s'appliquer aux pointa 2, 3, d.
On va donc commencer par déduire la longueur du trait ie qui
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appartient b. la projection du point 1.
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Ang. cos. 100'e - 882 + 19 - 73a 5fi8 z80823 366 4-* 3511 Âng. ces. loo* " ####.-.-.-.#-.-.-..#= 0.80833 -' 36' 35" 2 x 88 x 19 57,15 x 36 4' 35" #.##-.--.. - 5e?2 = trait 7ah 360*
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Ang. cos joeo 73J502 + B88 w 19 0*98834 451 Ang. oos lo'o = ¯----¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯,., 0,98834 m 88 45' 37" 8 x 7350 x 88 457J20 x 8 45' 97M ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.¯.¯¯¯¯ 11,13 " trait ne 36Q Mais
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ha - nd - nh - 11, la -. 5$ 7 2 - 5, 40 4 hi m On R = ----- * 2
2 il en résulte :
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1$ =: hi + he - 2 + 5440 - '?, 4ti '7, 9.fi1 x 8 14,80 - amplitude des Creux de la rousàà, la profon- deur correspondant au point 1 ,vue normalement à, une génératrice.
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Au point 2, on a : 88 2 19 2 ... 72 2 Ang. cos. 200' = ###-.###-.-.. 0*87350 a 290 74 573 3x88x19 57,15 x 894 71 57" ##-.##.--.-#-#. m 4e 68 = trait nh 360102 a 72 + 88 - 19 Ang. cos. 2O'O " #.#.####### 0399171 - 70 22t 65" a x 72 x 88 457e8O x 70 22' 53u #.#-.-####.-.-.#.-.- < {;), 37 - trait ne 3600 maie
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he = ne - nh = 9,37 - 4,63 == 4,75 hi = o" R = 2 il en résulte :
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ie = hi + he = 8 +4,75 - 6,'5 6 75 x 3 '' 13,50 - amplitude des creux de la roue à la profondeur du point 2, vue normalement à une génératrice.
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Au point 3 on ù a 888 + 19 7f, 5f7a Ang. go$. 3oo> m #.#.####### a. Q,93?43 * 20. 23' 38" 2 x 88 x 19 5'7, J.5 x 80 33' 38" ---------------------- 3sa3 ,= trait nh J60* Ang. cos. z 70,502 + 88a - 19a Ang. oos. 30 o -<###.#..### 0>99558 - 5. 33' 19" 2 x ?'C, b0 x 88 457,20 x se 23' 19" -.#-.#.-.-.-....-M se 6,84 " trait ne 3609
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Mais he = ne - nh = 6,84 - 3,23 = 3,61 hi =. o" R = 2 il en résulte : ie = hi + he = 2 + 3,61 = 5,61 5,61 x 2 = 10,22 = amplitude des creux de la roue à la profondeur correspondant au point 3 vue notmalement à une génératrice.
En finalement au point d l'amplitude des creux de la roue, toujours vue normalement à une génétatrice, résulte évidemment de o" R x 2 = 2 x 2 = 4.
Or, il est à remarquer que les dents de la rouafig. 6, sont dessinées en tenant compte des cotée en largeur des creux cor- respondants oi-dessus établie, et au moyen de ces dents on arrive à obtenir le contact entre lesdites detms et l'arc ad fige 1 du pignon. Il en est de même, symétriquement., pour l'arc dc.
Il faut maintenant remarquer que les profile des dents du pignon, fig. 3, ausai bien que les profils des dents de la roue, fig. 6, se trouvent être conoanes. C'est préoisément cette concavité qui limite le contact seulement entre les arcs abc et oda. Et c'est justement, entr'autres, le but de l'invention, que ce contact soit étendu également à un pourcentage très élevé de la surface comprise entre lesdits arcs, en réduisant considérablement la pres- sion unitaire.
Pour arriver à. cela, on suivra ce procédé on trouve le rayon de l'arc qui relie les 3 points d'intersection du profil du creux de la roue, fig. 6, aux lignes 1, 2 et 3. A l'aide de ce rayon, on modifie le profil des dents du pignon. fig. 3, à partir de l'épaisseur 9,06 environ jusqu'à la tête,, mais de façon que l'épaisseur de cette dernière soit aussi grande que possible, sans pour cela augmenter les épaisseurs qui sont au-dessus de la tête jusque la cote 9,06. De cette façon, comme on le voit aisément, les dents du pignon seront en contact d'une manière constante avec presque toute la surface comprise dans la rtie de couronne circilaure définie par les rayons oa et 02 fig.l , en plus du contact
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qui reste sur le trait d'arc 3, b, c.
Une fois la modification réalisée, le profil sera trouvé,, ainsi qu'on le voit aur la fig. 7.
Après quoi l'on détermine le rayon de l'arc passant par les 3 pointe d'intersection du profil du creux du pignon, fig. 3, avec les lignes 1, 2 et 3. Avec le même rayon on modifie le profil des dents de la roue, fig. 6, suivant exactement ce qui a été fait qu- paravant pour les dents du pignon, à partir de la cote 5,55 environ ; et il en résulte que l'on obtient un profil tel que figuré sur la fig. 8. Il est évident que, même loi, le contact eat étendu à presque toute la partie de couronne circulaire définie par les rayons o'a, 0'2 fig. 4, en plus du contact qui reste sur le trait d'arc 2, d, c. Enfin, on complétera les figures 7 et 8 en amincissant les arêtes jusque une hauteur oonvenable afin d'augmenter la surface de contact.
Naturellement il est intuitif que, par suite des modifica- tions apportées suivant les figures 7 et 8, les centres des deux engrenages doivent être rapprochés de quelques dixièmes de millimètres, et c'est pour cela que le creux a été porté au fond à 1 millimètre, tandis que la moitié aurait suffi.
On peut affirmer que, grâce à ladite amplification de la surface de contact, réalisée après des années d'expérienoes pratiques, le demandeur a réussi à construire des réducteurs dont la très grande utilité pour les industries a été démontrée, tout en sati@fai- sant complètement à ce qui a été dit dans les paragraphes 1 et 20, du début de la présente description.
En conséquence, puisque, comme l'on sait, les dentures sont vues normalement à une génératrice, tandis que pour le travail il est nécessaire d'avoir des vues normales aux hélices respectives, on peut ajouter, mais seulement à titre de complément ( étant donné que cela est déjà théoriquement et pratiquement acquis ) que .afin d'obtenir lesdites vues normales aux hélices, il suffit de multiplier les ootes des figures 7 et 8 par les aosinue des angles formés par les hélioes correspondantes, et de remplacer les valeurs ainsi obtenues.
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La figure 2 représente un exemple numérique de la façon de procéder, sur la.quelle.. en partant de la. cote de 19,05, normale une génératrice, on a obtenu la cote 13,67, normale aux hélices.
DESCRIPTION 8'UN COUPLE D' ENGRENAGES NON REVERSIBLES ENGRENANT ENTRE DEUX AXES PARALLELES. - Les roues réversibles spcifiées ci-dessus, possèdent les caractéristiques suivantes :
1 - Elles sont en général bihélicoidales, mais peuvent également être simplement hélicoïdales.
2 - Les diamètres des roues conduites sont remarqua- blement Inférieurs à ce quelle devraient être pour les rapporte correspondants de vitesse ; maia les pas axiaux des doux engrenages ( pas des hélices ) sont égaux, de façon qu'il en résulte l'inéga- lité des angles au sommet, plus ou moins, somme les roues révérai - bles que l'on vient de traiter.
3 - Les profils des dents doivent avoir une forme net- tement trapézoidalo, inclinée autant que possible vers 45 .
4 - Le contact entre les dents doit se faire simulta- nément et de façon continue sur toute la ligne .!lE de la fig. 9.
5 - La même ligne nr doit être inclinée d'environ 18 par rapport au plan des axes.
Un couple de roues non réversibles déjà construit pratique- ment et satisfaisant bien à touteslles exigences, présente les ca- ractêristiques suivantes Pignon : diamètre intérieur 32,60, diamètre primitif 38, diamètre extérieur 41,60, une seule dent bihélicoidale et pas axial 12,70.
Roue : diamètre intérieur 218,60, diamètre primitif 224, diamètre extérieur 227,60, nombre des dents bihélbcoîdales 20, pas axial des hélices 12,70 x 20 + 254 = Rapport de vitesse 1 : 20, justement en rapport avec le nombre des dents. Distance en- tre les centres : 131.
Il ressort des données ci-dessus ( voir fig. 9 ) que la hau- teur des dents qui prend part à la transmission du travail est de 3,60, et qu'il y a un jeu de 0,90 au fond des oraux.
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Il en résulte que l'inclinaison des hélices du pignon, rap- portée au diamètre intérieur, augmentée dudit jeu et par rapport à un plan noimal à l'axe, est donnée par :
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12870 , Anis. t 8- - ---------------- - - 0,11751 - 60 42-' 7Q 32,60 + 2 x 0,90
Et l'inclinaison des hélios$ de la roue.. rapportée , la oirconférence extérieure et également par raport à. un plan normal à
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l'axe, est : 354 Ang. tg. ###<.##-.-<.##.-. - 0*35583 - 190 33, ZZO as, 60 x 3,1416 -
Etant donné que le pas axial des engranages est de 12,70, le pas normal de la roue aera de 18,70. cos. 19 33' 22" = 11,96.
Au moyen des éléments préaitéa, il est possible de dessiner la fige 10 qui représente la vue partielle, en plan, de deux dents consécutives de la roue, et dans laquelle les lignes yy et xx sont respectivement les axes des hélioes du pignon et de la roue, tandis quella distance entre les milieux des deux dents correspond au pas normal qui a été obtenu auparavant, c'ost-à-dire à 11,96.
8oit à déduite maintenant l'épaisseur des têtes des denta ; on procède oomme suit :
On trace deux dents consécutives de la roue, fig. 11, vues en élévation et normalement aux hélices, en tenant compte de ce que l'on sait que la pas normal est de 11,96 ; puisque l'on doit satisfaire à la condition 3, il faut que l'angle abc = 45 .
Il en résultera alors liépaisseur des têtes des dents de la roue et celle des têtes des dents du pignon qui, comme l'on sait, pénètrent dans les creux jusqu'iL la profondeur de 3,60 :
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IIP ( 5,60 tg. 458 X a ) 11,6 - 7aO ze 36 11,96 rw."Ww.r.,..n..m.rr.lsr.r.y.n.,rrrr 3C m4rwrr.r-lrrlrsnwuirYi 7iT 2j3B
Mais, attendu qu'il est clair que l'épaisseur des têtes des dents du pignon doit être plus forte que celle des dents de la. roue, on réduit oette épaisseur à 3,16 millimètres.
En conséquence, l'anplitude des creux de la roue à la circonférence extérieure, et vue normalement aux hélices, est de :
11, 96 - 2,16 = 9,80
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Et l'amplitude des mêmes creux à la circonférence extérieure,
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mais vue normalement à une génératrice, sera de :
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9,80 #.-..##.-.###.<- M 10,39 Oos. 19- 33 22" D'ou 10..39 0" L = ¯¯--¯¯¯a = 5j19 ( voir fige 10 ) 3 [or, il résulte du graphique Que la ligne de contact nr fig.
1, est longue d'environ 3 millimètres, de façon que, au point r , l'épaisseur des dents du pignon est donnée par ( voir fig. 11)
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3 x tg. 450 x au 6. A ce oh1tffe il faut ajouter l'épaisseur des têtes des dents du pignon, correspondant à 2,38 + ( 2,38 - 2,16 ) = 2,60.
Donc, au point 1: l'épaisseur des dents du pignon est de 6 + 2,60 + 8,60.
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En menant, dans la fig. 10, une paral7 la , la ligne 1z qui 8,60 soit k une distance de oelle-c1 égala #.-.-.- cette parallèle @ 2 croisa le fil de tete des dents de la. roue au point a qui, graphi- quement, se trouve être éloigné du plan de l'axe d'un peu moins de 4 millimètres. A partir dudit point a on mène une parallèle à la.
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ligne o'.o' 0 jusque déterminer les pointe a, h, 1, .1 sur la fig.
10, et le point .± sur la f ig. su Toutes les données comprises dans la parenthèse carrée sont a.pproX1ma.ti ves.. Les mêmes données ont servi seulement pour établir que le point r , fi. la se trouve éloigné d'environ 4 millimètres du plan des axes, comme il a été dit ci-dessus *. mais cette distanoe doit être déterminée avec une exactitude mathématique, avec toutes les autres données. 0-lest pour cette raison que l'on déduit au- paravant les hauteurs et les épaisseurs correspondantes que les dents du pignon devraient avoir pour obtenir le contact soit à droi-
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te soit à. gauche du point r aux diatanoa r'itrairaa sous-indiquées aprbamuo:L, en amincissant convenablement le profil, on réduit le contact jusqu'à un seul point.
Il va être expose ci-aprés Comment ce résultait est atteint :
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On doit tout d'abord préciser que l'on cherche à déduire pa- thématiquement la longueur du trait ae fig. 10, laquelle, une fois doublée, donnera, comme il est clair, 'épaisseur que devront avoir les dents du pignon afin d'obtenir le contact au point r qui résul- te de la projection du (point a fig. 9.
Par conséquent, on mené du point r , que l'on considère sur la ligne co0, une perpendiculaire, et on a la demi-corde rz. En outre, si l'on imagine qu'on abaisse encore, toujours sur la circon- férenoe extérieure de la roue, un nombre arbitraire d'autres demi-' cordes ayant leur origine en ± et distantes du plan des axes des longueurs suivantes : 4,60 - 4,30 - 4 - 3,70 - 3,40 - 3,10 - 2,80,
Au point r ,distant de 4,60 du plan des axes, on a :
o'z = # 113,802 - 4,602 = 113,706 oz - 131 - 113,706 - 1è,294 o r = # 17,2942 + 4,602 17,895
En soustrayant du rayon extérieur du pignon la valeur de or déterminée ci-dessus, on obtient la hauteur de la dent du même pi- gnon au point r , à savoir : 30,80 - 17,895 = 3,905
Il est évident que la demi-épaisseur qui doit exister audit point r pour qu'il y ait contact correspond à la longueur du trait ae fig. 10, que l'on déduit de la façon suivante :
L'hélice d'une dent du pignon qui a son origine dans le plan des axes 0 avec rayon or fig. 9, avance axialement du trait he fig.
10 pendant le parcours de l'arc soustendu par l'angle roz.
D'une façon analogue, l'hélioe fictive d'un creux de la roue qui a également son origine dans le plan des axes.!. avec rayon o'r avance awialement du trait hi pendant le parcours de l'ara sousten- du parr l'angle ro'z.
Or, les longueurs des traits ho et hi se déterminent de la
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façon suivante : Ang* son roz - 4,60 Ou,25705 - 140 53" Ang. san roz m --------- * 0,25?05 * 14* 56' 43' 17,895 Si, pendant un tour complet, l'hélice d'une deniturdu-pignon avance axialement de 12,70, en 14 53' 42" elleavanoe de :
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12 70 x 14 53' 42" ¯ trait he 360.
Et:/ 4,60 Ang. sen zo'r = ---------- - ,p4a 2* 19' 113,80 Si l'hélioe fictive d'un creux de la roue avance axialement
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de 254 pendan% un tour complota en 2. 19' elle avance de :
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254 x 20 19' .n,"...r.¯..¯.¯..a¯¯¯¯ 10634 - trait hi 36Ct'" Mais ( voir mig. 10 )
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ai = 0 L = ,19 (il où ah = a.1 - hi * 5,19 - 1,634 = 3,556 et a ah + h 3,556 + 4, G85 4,081 4,081 x 8 8,163 - épaisseur, vue normalement L une généyatrioej, que les dents du pignon doivent avoir à la hauteur 2,905 pour obtenir le oontaot au point ± distant de 4,60 du plan des axes.
Entretemps, on suit fidèlement le procédé appliqua plus haut., pour la détermination des hauteurs et des épaisseurs oorres- pondantes que les dents du pignon doivent avoir pour obtenir le contact, aux autres points éloignés, oomme dit plus haut, de 4,30 - 4 - 3,70 - 3,40 - 3,10 et 2,80 du plan des axes.
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Toutefois, dans la description, on omet l'exposa de ces déterominations, attendu qu'il s'agiTait seulement de rê 6ter les idées déjà développées ; on ne fera. que les calcula mathématiques.
En conséquence : au point r, distant de 4,,30 du plan des axes, on a :
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o'z z 13,80a - 4,302 - 113,718 oz = 131 - l13,?18 " 17.%282 or 1l .?, 8888 + 4, 60 * 17,808 20,80 - bzz 8, 9. -¯- hauteur des dents.
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En outre : 4,30 Ang. a8ïc1 roi = --- 4,30 --- = 0,241'46 - 134 58' 210 , , 17,808 d'où l?0 x 58' 31" -------------------- - = Op 492 trait ho 360.
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Ensuite : don ro$z --- 4#30 0,03778 ng. sen ro'z = ---------- 0,03778 = 2- 53" , 113*80 .il en résulte : 254 x 3 9' 53." ----------------- m 1,527 = trait hi 3600 Maie
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ai - 0" L 5,19 il en résulte ah - ai - hi = 5,19 - 1, 5â? 3, 663 et ae = ah t ho = 3, 663 + 0, 492 - 4,155 4,155 x ;3 == a, 310 \III épaisseur, vue normalement à une génératrice, que les dents du pignon doivent avoir à la hauteur 2,992, pour
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obtenir le contact au point g distant de 4,3f du plan des axes.
Au point r , dictant de 4 millimètres du plan des axes, on a: o'z = 1133 802 - .4a 11, ?a9 oz - 131 - 113,729 = 1?,a71. or =' Vl7,2712 + 42 ,. 17,728 20,80 17,738 " 3073 " hauteur des dents. En outre :
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Ang. son roz - w-¯--.,....¯ pa563 130 3' 240 3', â8 d'où 13,70 x 13. 2' 24" -..-.-.###.#.-.-.- 0,M0 # trait he 3609 Xnauit a Ang. sen ro' z ---------. 0 03514 = 80 49" 115,80 il en résulte
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254 x 20 490 ....#.#.,-#### . 1,420 # trait hi 3600 Maia
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aï .. 0" t' L - 5, 19 il en résulte ah = ai - hi - 5,19 - 1,420 = 3,770 et
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ae = aü + he = 3, 770 = 0,460 =' 4e 830 4, 34 x 2 8,460 ..
épaisseur, vue normalement à une g6néxatricelo
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que les dents du pignon doivent avoir à la haute= 3,072 pour obtenir la contact au point ± distant de 4 millimètres du plan des axes.
Au point r distant de 3,70 du plan des axes , on a :
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o*z = l13,80 - 1,70? m 113,73g oz - 131 - 113,739 =- 17,261 or= 17,2612 + 3070? - 17,653 20,80 - 17,653 * Z,147 = hauteur des dents.
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En outre : Zig. sen roz 3,70 Ouzo959 120 5311 À;g, son roz m -------- * 0,20959 12 5' 53" 17,663 d'ou 70 zig* sufi 12,70 x 12. 5' 53" .#-.-.-.-##-.-.-,#.-.. n: 0,426- trait he 3600 Ensuite: 3,70 Ang. sen ro 'z = ##.##- =. 0,,03251 - 11 Sl' 46" il en résulte llZ, 254 x 10 51' z6" - - --------------- - l 314 = trait hi 360. mais ai = o" L = 5,19 il en résulte
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ah a ai - hi - 5le - 1,Z14 = 3876 et ae = ah + he = 3,876 + 0,426 - 4,302 4,302 x 2 = 8,604 = épaisseur, vue normalement à une génératrice, que les dents du pignon doivent avoir à la hauteur 3,147 pour obtenir le contact au point r distant de 3,70 du plan des axes.
Au point r distant de 3,40 du plan des axes, on a :
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o'-z::=t l13,80 - 3,40 m llô,749 oz 131 - 113,749 = 17,251 or V 17,7492 + 3e402 3- 17,583 20,80 - 17,582 - 3,218 = hauteur des dents.
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En outre, Ang. sen roz = 3,40 - 0,19337 # Il 8' 5811 17,582 d'ou 12, 70 x 11. 8e 58" ------------------ - -- =, 0,393 =' trait he 3600
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Ensuite: S 40 Ang. sen ro' z ---------- # 0102987 - 10 4al 42N 113,80 i il en résulte 254 x 19 488 480 -#.-..###### 1,807 - trait M 360 mais
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ai - 0" L m 5,19 il en résulte ah ai - hi - 5,19 - 1>807 3, 983 et ae * ah + he = 3, 983 + 0, 393 - 4,376 4,376 x 2 * 8, ?52 épa18seur, vue normalement à une génératrice, que les dents du pignon doivent avoir à la hauteur 3,218 pour obtenir le contacts au point ±. distant de 3,40 du plan des axée.
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Au po int r di tart de 3,10 du plan des axes, on a :
o'z V 113,80 -3,10 -< 113,757 oz - 131 - 113,757 - 17,243 or 1:11 Ô7 B4J' + Z, 102 m 17,519 30,80 - 17,519 " 3,381 hauteur des dents.
En outre :
3,10
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Ang. sen roz - ####.-. <. 0,17695 10. '11* 31" , 17,519 d'ou
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13,70 x 10. 11' 31" # ####-.-.-.<-.#. 0,559 a' trait he 360.
Ensuite: 3,10 Ang. sen ro'z m #####. M 0,0373 =* 1' 33'39u 113,80 il en résulte 254 x 1. 33' 39" #,-.#-.#.---..-#. = 1,101 = trait hi 3608 Mai a
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ai . 0" L 5,19 il en résulte
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ah = ais hi - 5, 19 - le 101 - 4,089 et ae == ah + he = 4,089 + 0,359 = 4,448
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4,448 x 8 = 8,896 - épaisseur, vbe normalement à une génératrice, que les dents doivent avoir à la: hauteur 3,281 pour obtenir le
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contact au point r distant de 3,10 du plan des axes.
Au point ± distant de 2)80 du plan des axas, on a 4' z a J;.13,802 - 380 " 113,765 os 131 - 113,766 =' 17,335 00 17,838 + 2,88 17,460 30,80 - 17,460 :ci: 5,340 =c hauteur des dents.
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Encore : 3,80 Ang. son xoz m ---------- * 0,16036 m 90 13e 39" 17460 d'on 18>?0 x 9' 13' 3911 ------------¯¯¯¯--¯M - 0..325 = trait he 360.
Ensuite 380 Ang. sen roz -------- " 0,03460 =* 10 24' 340 il en résulte 115,80 254 x 10 241340 -------------- - OeOD4 - trait hi 360* Mais
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z1 - 0" h 5, 3.L il en résulte ah = ai - hi - 5,19 - 0,994 = 4,,196 et ae = ah + he = 4,196 + 0,325 - 4,521
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4531 x 2 9,042 x épaisseur, vue normalement à une g6nératrice, que les dents doivent avoir à la hauteur 3,340 pour obtenir le contact au point r distant de 2,80 du :.plan des axes.
Maintenant, on va tracer l'épure d'une dent du pignon, fig.
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12, toujours vue normalement à une généra%rice, tenant en conidé- ration la hauteur et l'épaisseur de la même dent, par rapport au point r distant de 3,70 du plan des axes, pour qu'il yaait le contact en ce point. Au fait, sur ladite figure on trouve les cotes
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3,147 et 8,604 qui ont été préclo6ment, déduites auparÂvâNt au point r distant de 3,70 du plan des axes, En outre, en réalisant 1'épaisseur de la;tête de la dent 2,32, on donne au profil une
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inclinaison telle quelle exclut le contact 4 droite et à gauche dudit point ± . On va en exposer la raison
Il faut remarquer avant tout que ( voir fig. 12 ) :
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1/2. 8604 1/2. z#zz Ang. tg. apb '< ##-.#-#.-.#-.-.### 0,99841 '" 440 57' 150 3,147
Après quoi, en établissant le tableau suivante l'énonce résulte analytiquement, attendu qu'aux distances 4,60 - 4,30 - 4 - 3,70 - 3,10 - 2,80 du plan des axes, on a :
A 4,60) 2,32 +(2,905 x 0.99841 x 2) = 8,120,< 8,162 dei 0,042
A 4,30) " +(2,992 x " x 2)- 8,394 < 8,310 de 0,016
A 4 "" ++(3,072 x " x 2)= 8,454 < 8,460 de 0,006
A 3,70) " +(3,147 x " x 2)= comme fig.
12
A 3,40) "" +(3,218 x " X 2) = 8,745 <8,745 <8,752 de 0,007
A 3,10) " +(3,281 x " x 2)= 8,870 < 8,896 de 0,026
A 2,80) "" +(3,340 x " x 2)= 8,988 9,042 de 0,054 " +(4,50 x " x 2)= 11,30
En lisant le tableau de bas en haut, on trouve à, la première ligne la méthode connue que l'on a appliquée pour établir l'épaisseur de la dent à la hauteur maximum.
A la seconde ligne, dn remarque que la dent, à la hauteur 3,340, a une épaisseur de 8,988, tandis que, pour obtenir le contact au point ± distant de 2,80 du plan des axes, oette épaisseur. aurait du être de 9,042, comme précisément il a été démontré auparavant ; il y a donc une différence de 0,054.
A la troisième ligne, dn trouve qu'au point ± distant de 3,10 du plan des axes, il n'y a pas de contact par suite d'une différenoe de 0,036.
A la quatrième ligne, ou le point :± se trouve être à 3,40 du plan des axes, il n'y a pas non plus de contact, par suite d'une différence de 0,00?.
A la cinquième ligne, évidemment, l'épaisseur de la dent est égale à celle indiquée sur la fig. 7, et il y a cependant contact au point r distant de 3,70 du plan des axes.
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Finalement. aux pointe indiques aux lignes sixième, septiè- me et huitième, il n'y a pas de contact par quite des différences respectives de 0,006 - 0,016 et 0,042.
On vient donc de démontrer la manière d'établir la forme des dents du pignon, et de démontrer également qu'aveo ces dents on peut obtenir le contact avec les fil@@ de tête des dents de la roue, seulement au point ±. distant de 3,70 du plan des axes.
Evidemment, l'épure des creux est aisément établie en suivant le procéda appliqué pour le pignon du couple réversible que l'en a déjà traité.
Or, il faut démontrer tout d'abord comment on établit l'épure des dente de la roue e et, ensuite, comment on obtient le oontact sur toute une ligne nr, fig. 9.
On dessine la fig. 13, qui est une reproduction de la fig.
9, et on joint le point n aux centres des deux engrenages, et du même point on abaisse une perpendioulaire sur la ligne 00' ce qui détermine la demi-corde nv.
La fig. 14 est une vue schématique et partielle, en plan, de la fig. 13, sur laquelle on a indiqué l'axe yy d'une dent du pignon, inclinée suivant 1'inclinaison de l'hélice qui résulte à la circonférence extérieure et l'épaisseur de la tête de la même dent, délimitée par les lignes EE, E'E' ( sur la fig. 14 cette tête est dessinée à une échelle double ) ; l'axe fictif xx d'un espace de la roue rapporté à l'inclinaison de l'hélice qui trouva à la circonférence extérieure et l'amplitude du même espace délimitée par les lignes AA, A'A' ; ainsi comme la projection du point n, sur les axes xx "- yy, sur la ligne de construction NN, sur le fil de tête de la dent du pignon indiquée par la ligne AA, en déterminant les pointa i, e, h, a, B.
Attendu que le contact entre les dents doit s'effectuer sur toute la ligne nr, fig. 1", il faut d'abord déterminer l'amplitude que doivent avoir les dreux de la roue pour obtenir le contact seu- lement au point n , et ensuite on verra pour le reste.
Il est à remarquer que le point G, qui se trouve sur le fil
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de tête des dents du pignon, sur la vue en plan de la fig. 14, tombe sur le même fil de tête au point a . Donc, afin qu'il y ait contact en ce point., les creux de la roue doivent avoir une amplitude égale à la distance qui sépare les pointe a et i, multipliée par 2.
Maintenant, on va rappeler la condition 5,, et, en la satisfaisant., on obtiendra comme résultat que le point n se trouve à. une distance de 5 millimètres du plan des axes. Mais cette distance doit être établie avec une exactitude mathématique, qui doit donc être obtenue en déduisant d'abord les différentes amplitudes que les espaces devraient avoir pour obtenir le contact à droite et 0 gauche du point n ,aux distants arbitraires indiquées ci-dessous, et, après, en traçant convenablement l'épure des mêmes creux, on réduira le contact seulement au point n.
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Soient les distances sus-indiquées de 5,7fi - 5,40 bzz 4,80 - 4,60 - 4>30 - 3, 9ü.
Au point n , distant de 5,70 du plan des axes, on a ( voir f i g. I3 ) : ¯¯¯¯¯¯¯# fig. 13 ) : ov 0,80 - b, 7C38 ao,003 o'v= 131 - 20,003 - 110,997 o'2 * llf, 997 + 5,702 = 111,143
Si l'on soustrait du rayof. extérieur de la roue la valeur de o'n qui a été déterminée ci-dessus, on obtient la profondeur des creux de la même roue, au point n distant de 5,70 du plan des axes,
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c ' e st 4,-di re : 113,80 - 111143 - 3,667
Entretemps, l'hélice correspondant à la circonférence extérieure du pignon qui a son origine dans le plan des axes et qui est indiquée par le point O" sur la fig. 14, avance axialement du trait he pendant unpparoours angulaire égal à l'arc soustendu par l'angle nov.
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8 l'1::I.élioe correspondant au rayon oln de la roue qui a éga-. lement son origine dans le plan des axes e aussi en.2!. ( fig. 14,), avance axialement du trait lA!. pendant un parcours de l'arc sousten- du par l'angle nov.
On détermine les longueurs des traits sus-indiqués de la
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façon suivante : 5,70 Ans. sen nov = >0 É-- " O 27403 .. 150 bzz 15" 20180
Si l'hélice d'une dent du pignon avance axialement de 12,70 à chaque tour complet, en 15' 54' 15" elle avance de :
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1Z,70 x 150 54' 15" ,#-.##.-.-.##.#-.-.# = 0,661 = trait he 3600 Et 5,70 Ang. sen no'v = #.#.##.# = 0>05128 m 20 56' 31" 111,143
Si l'hélice d'une dent de la. roue avance axialement de 254 à chaque tour complet, en 2 56' 21" elle avance de :
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254 x 2. 5' 210 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 2,073 = trait hi 360.
Mais
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ai - hi - he m 2,073 - 0,561 = 1,512 3,33 1,16 ae o " R =* ------ 1,16
2 il en résulte
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al - ae + ei * 1,16 + 1,512 - 20672 2$672 x 2 - 5,344 - amplitude, vue normalement à une génératrice, que les espaces de la roue doivent avoir à la. profondeur 2,657 ppur obtenir le contact au point n , distant de 5,70 du plan des axes*
Au point n distant de 5,40 du plan des axes, on a :
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ov == V 20,802 - 5$4é - 20,086 olv 131 - 20,086 110,914 oln - 110,9m42 + 5>40? * 111,045 113,80 - 111,G45 - 2e755 - profondeur des creux.
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En outre, S, 40 Ang. sen nov == ¯....¯.......¯ =' 0.25961 " 15. 3' 48" 20,80 d'aU 12, ?a x 158 2' 48" --- f"" 0 j 53 Z1I trait he 360- Ensuite ;
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5,40 Ang. sen no 'v = --.-#..- 0,04868 - 80 47* 120 1114045 il en résulte 254 x 2. 47' 126 ##.-.-.---#.#.!m l 966 8# trait hi 3600 Mais
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ei * hi - ho m 1,966 - 0,53 w 1,436 ae 1,16 il en résulte ai = ae + ei = 1,16 + 1,436 2,596
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8,596 x 2 - SJ192 = amplitude, vue normalement à une génératrice, que les creux de la roue doivent avoir à la profondeur 8,755 pour obtenir le contact au point n, distant de 5,40 du plan des axes.
Au point n distant de 5,10 du plan des axes, on a :
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ov 30,80 - 5,1t8 20,165 0'v 131 204165 ue llCs, 835 0'n" {ll0,835-t. 5,10 * 110,953 113,80 - llCt, 95a 2,848 - profondeur des creux.
EMI25.5
En outre : 5,10 Ang. sen nov ###.- wt 0.34519 " 14- 11' 35" d'ou 30,80 12,70 x 14- 1P, 35" ¯,¯¯¯¯¯¯ 360 ¯¯¯¯¯....¯.¯¯¯ o 50 M trait he 360 Et : 5,, la Ang. sen no'v = ##.-.##- t< 0,04596 . 2- 38' 2" 110,953 il en résulte 254 x 2- 38' 3' -#-.-#--.., 1,858. trait hi 36Ci Mais
EMI25.6
ait. hi - he m 1#858 - 0,60 = 1,358 ae - 1, 16 il en résulte
EMI25.7
ai - ae + e1 1,16 + 1,358 " 8,518 3,518 x 2 = 5,036 -! amplitude, vue noimalement à une génératrice, que les creux de la roue doivent avoir à la profondeur 3,848 pour obtenir .le contact au point n, distant de 5,10 du plan des axes.
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EMI26.1
Au point ja dîstant de 4,80 du plan des axes, on a 0'11 11:1 20,238 ov = 30,80 - 4,8Q -=30,338 o'v - 111... 20,238 - 110,762 dn. 1I:t V 110, 76aa- + 4,. 802 !Id 1104865 113,80 - llÔ,865 * 2..935 :III profondeur des creux.
EMI26.2
En outre : 4..t80 Ang. son nov *'1 ---""----- - Oa3076 - 13" 30* 39" , 20,80 d'où la10 x 138 20' 39" #-.-.#-#.-.### at 0 47 = trait he 360.
Ensuite : 4,80 Ang. sen no'v . --------- - 0,04339 2* 28' 51 11'?, 888 il en résulte : 254 x 2 38' 51" <.-.##<.##.#.#.## 1,,75 . trait hi 360.
Mais
EMI26.3
ai i he 1, 75 0;47 - 1, 88 aa 1,16
EMI26.4
il en résulte
EMI26.5
a.i 1:1 Be + ai 1,1.6 + 1,28 - 2044 2,44 x 2 - 4,88 " amplitude, vue normalement à une génératrice, que les creux de la. roue doivent avoir h la profondeur 3., 935 pour obtenir le contact au point z distant de 4,80 du plan des axes.
Au point n distant de ,6 du plan des axée,, on a : ov * ,80a - 4,,502 - $4"ie 3(i' 0' " 131 - 20,307 - lioe663 0'ri I16, 893 + 4$502 - 110,784 113,80 - 110,784 - 5,016 "' profondeur des oraux.
EMI26.6
En outre : 4)50 Ang. sen nov - --------- - e Bi639: la- 29' 38" \1 20,80 d'ou 12,?0 x 12 29' 38" .-.#.-.#..# g9,4 trait hie v6Ci Ensuite : z9 5cl Ang. sen no'v = llC, 78 0 04061 = go 19' 39" 110,784
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il en résulte :
EMI27.1
254 x 3 1' 39" 3600 1 m 1, 644 - trait hi J60 Mais
EMI27.2
ai - hi - ho - 1,644 - ou44 1811 1,204 ae = 1,16 il en résulte
EMI27.3
ai - ae + e i = 1,16 + 1,304 - 3,364 2,364 x 8 4e7Z8 = amplitude, vuexmo=alement k une génératrice, que les oraux de la roue doivent avoir à la profondeur 3,016 pour obtenir le contact au point n distant de 4,50 du plan des axes.
EMI27.4
Au po int n distant de 4,20 du plan des axes, on a : ov a0, 8(i8 -. , 3t38 = 3C, 371 o'v 131 - 30,571 " llf, 629 0'tn lla 6a98 . ; , 28 c 116, 7Q8 115,80 - 110, 7t5s 3,09a- profondeur des creux.
EMI27.5
En outre 420 Ang. sen nov - zoj,80 030193 - 11 38' 56" d'ou 80,80 l2,70 x 11 38' 56" '"########.-.-.. 0 4l - trait he 3o0 Ensuite : 4,20 Ang. sen noev - -.-###.-..#. Q, 03?93 = 2- 10' 34" il en résulte 110, 68 F9e x 29 bzz' 'au -.#..¯.. l 533 .. trait h,:! 360. 1*533 trait Mais
EMI27.6
41 - hi - hO -9 le 533 - 0,41 - 1,183 ae - 1,16 il en résulte
EMI27.7
ai < ae + el - l,16 l#lz3 - 3,383 3,383 x 2 = 4,666 "amplitude vue nozmalement L une génératrice que les creux de la roue doivent avoir , la profondeur 3,092 pour obtenir le contât au point n, distant de 4,20 du plan des axes.
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Au point n distant de 3,90 du plan des axes, on a :
EMI28.1
olov =* 802 - 3>902 - 20,431 0 IV on 131 - 20,431 . 110,669 o'n-' V 110,5692 + 3,90 = 110,637 113e8O - llOe637 - 3,163 - profondeur des creux.
EMI28.2
En outre ! 3t90 Axag. sen nov - ##### 0,18750 DI 10. 48' 2511 2 >80 d'ou 12,70 x 10' 48' 25" -.-.#-.-.-.-.-.#.-#.-.#.# - 0 381 trait ho 360' Ensuite : 3,90 Ang. sen no'v \BI -.-#.###- 0)03525 - 2- l* 12'r 110t637 il en résulte 854 x 2- 1' 18." ##.....-..##.-.<. ic 1,425 %rait hi 360" Mais
EMI28.3
eî - hi - ho - 1,435 - 0,381 " 1044 ae = 1,16 il en résulte
EMI28.4
ai * ae + e i lj,16 + 1044 -' 3,304 2,204 x 2 - 4,408 * amplitude, vue normalement à une génératrioe.. que les creux de la roue doivent avoir à la profondeur 3,163 pour obtenir le contact au point n distant de 3,90 du plan des axes.
On doit maintenant rappeler que l'amplitude des oraux de la. roue à la circonférence extérieure, vue normalement à une généra- trios, est de 10,39 ( voir fige 10 et 14 ) et, en formant les creux de cette roue de façon à obtenir le contact au point n distant de 4,80 du plan des axes, il en résulte la fig. 15, sur la.-. quélle l'angle abc est de :
EMI28.5
1/2. 1939 - 1/2. 4,88 Ang. tg. -...-.-¯¯.¯¯,¯.¯..¯¯¯¯¯.,¯.",.. 0,93696 = 430 8' 8" 21935
Au fait, sur ladite fig. 15, on trouve les cotes 2,935 et 4,88 qui la déterminent, lesquelles ont été déduites auparavant en correspondance aveo le point , distant de 4,80 du plan des axes.
En conséquence, le tableau ci-dessous est établi en tenant
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compte des données déterminées auparavant relativement aux points n éloignée de distances différentes du plan des axes ( voir fig.
13 ) nv = 5,70) 10,39 - ( 2,657 x 0,93696 x 2 ) = 5,403>5,344 de 0?059 nv = 5,40) " - ( 2,755 x " ) + 5,219>5,192 de 0,027 nv + 5,10) " - (2,848 x " ") = 5,045>5,036 de 0,009 nv = 4,80) " - ( 2,935 x " " comme fig. 15 nv 4,50) " ( 8,016 x " " ) = 4,731>4,728 de 0,003 nv = 4,20) " - ( 3,092 x " " ) = 4,587> 4,566 de 0,020 nv ) 3,90) " - ( 3,163 x " " ) = 4,455>4,408 de 0,047 " = ( 4,50 x " " ) = 1,948
En lisant le tableau de bas en haut, on trouve que la pre- mière ligne a été utilisée seulement pour déduite l'amplitude du fond des creux.
A la seconde ligne, on remarque qu'au point.!! , distant de
3,90 du plan des axes, il n'y a pas de contact, attendu quenpour avoir ce contact, l'amplitude des creux de la roue, toujours vue normalement à une génératrice, aurait du être de 4,408, comme il résulta précisément des opérations qu'on a faites auparavant rela- tivement audit point ; mais cette amplitude est de 4,455, il y a donc une différence de 0,047.
A la troisième ligne, on trouve que, au point n distant de
4,20 du plan des axes, il n'y a pas de contact par suite d'une différence de 0,020.
A la quatriène ligne, dans laquelle nv = 4,50, la différen- ce est de 0,003 seulement.
A la cinquième ligne, on voit qu'au point n , distant de 4,sa du plan des axes, il y a contact puisque l'amplitude des creux en ce point est la; même que celle indiquée'sur la fig. 15.
Et enfin aux points n correspondant à la sixième, à la sep- tième et à. la huitième ligne, il n'y a pas de contact par suite des différences qui sont respectivement de 0,009 - 0,027 et 0,059.
Il vient donc d'être démontré comment on établit l'épure des creux de la roue, fig. 15, vue normalement à une génératrice, d'on
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on peut facilement déduire celle des dents ; et on a également démontré analytiquement que, au moyen de cette épura, on obtient le contact seulement au point n distant de 4,80 du plan des axes.
Mais on sait déjà, qu'il y a également un contact seulement au point:±.. Donc, en joignant les points n et r on obtiendra, la ligne de contact nr qui a été spécifiée au début. Cette ligne de contact peut être considérée comme droite, attendu que, si l'on détermine beaucoup d'autres points de contact le long de ladite ligne, selon lepprodédé théorique qui a été exposé, puis en les joignant entr'eux, on obtient précisément une droite telle qu'indiquée sur la fig. 13, puisque les différences qui existent sont tellement petites qu'elles sont innapréciables, particulièrement aux fins de l'irréversibilité que l'on doit maintenant démontrer.
L'exposé ne sera évidemment pas poussé jusque la détermination des autres pointe de contact, uniquement afin de ne pas surcharger d'un tel travail une simple demande de brevet.
De même, pour faire plus courte mais également à titre de Complément, on se borne à préciser que, attendu que les dents du pignon, fig. 12, de même que les creux de la. roue, fig. 15, sont vus normalement à une génératrice, tandis que, pour la fabrication, il faut déterminer les mêmes figures comme vues normalement a.ux hélices respectives ; pour le pirocédé à suivre, précisément pour obtenir ces dernières vues, il suffit d'utiliser ce qu'on a dit auparavant à ce sujet en parlant des roues réversibles.
DÉMONSTRATION DE L' IRREVERSIBILITE,- En consultant le premier tableau, on trouve que, à droite et à gauche du point r il n'y a pas de contact par suite des différences telles qu'il est juste de penser que la ligne moyenne de la surface de contact se trouve exactement à 3,70 du plan des axes. Et, en consultant le deuxième tableau, on trouve qu'au point n , distant de 4,50 du plan desaxes, il n'y a pas de contact par suite d'une différence de 0,003 seulement, tandis qu'a la distance 5,10, cette différence est de 0,009 ; par conséquent, on peut penser que la ligne moyenne de la surface de contact se trouve vraisemblablement au point n
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distant de 4,70 du plan des axes.
EMI31.1
On peut évidemment obtenir une e1D&tion mathématique plus exacte en effectuant les opérations sur des valeurs de nv différent successivement èntr'ellen non de 0,3, ainsi qu'il a été fait mais d'une quantité plus petite. Si les différences précitées étaient limitées à 0,1, les cotes marquées sur la fig. 15 dépendant de nv, auraient pu être déterminées diteotement à partir des cotes résultant de la valeur de nv = 4,70.
Toutefois, pour obtenir de bons résultats dane la pratique, le procédé adopté est plus que suffisant.
EMI31.2
Entretamps, en se référant au point de oontaot r fig. 9 , on sait déjà que rz = 3e7o" og - 17,361. Et, en se référant au point de contact n fig. 13, si nv = 4,70, on a, approximativement :
EMI31.3
aO307 - 30, 238 ov - 20, 838 + ###.#####,##'-< 20,361. a ( les données 20,307 et 20,238 correspondent aux valeurs de ov , respectivement par rapport à nv = 4,50 et 4,80 ).
En conséquence, sur la même figure 13, on voit que :
EMI31.4
ov = oz = 30,361 - 17,361 3 nv rz = bzz 3à7O - 1.
En traçant à l'aide de ces cotée un triangle rectangle, on trouve que la ligne nr est inclinée de 18 26' 4" par rapport au plan des axes.
Ay fait ( voir fig. 16 ) :
EMI31.5
Ang. tg. abc = 1 : 3 = t?, 3â333 18' 36' 4" Naturellement, la longueur de la ligne nr est égale à la lon- ,
EMI31.6
gueur de l'hypoténuse.!!! , o'est-à-àire : nr = ab = [l2 + 32 - 3,16
Or, puisque la ligne nr n'est pas disposée radialement, elle est, entre les dents, dans un plan dont l'inclinaison est dif-
EMI31.7
férente des inolinaisons des profils suivant les figures 12 et 15.
En effet, si on regarde un creux de la roue normalement à une géné- ratrice, en tenant compte de ce que l'amplitude de ce creux au point
EMI31.8
r est de 10,39 et, attendu qu'on a considéré nv m 4,70, l'amplitude
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au point n est, très approximativement, de
EMI32.1
4,88 - 4,75 4,88 - ###.##-.-.-. =. 4,83 3 ( Les cotes 4,88 et 4,73 correspondent aux amplitudes du creux à ceux des deux points distants respectivement de 4,80 et 4,50 du plan des axes. Voir 2 tableau ).
En outre.. puisque la longueur de la ligne nr = 3,16, on peut dessiner la figure 17, de laquelle il résulte que
EMI32.2
1/2. 10,39 - 1/2. 9, $ r Ang. tg. &b4 1/2- 10*39 - 1/2. 4,83 = Oj?8'7816 = 41' 17' 17 p .6
Donc la surface de contact se trouve, entre les dents, dans un plan inclina de 41 17' 17", et par conséquent sa longueur est de :
EMI32.3
3, 6 ###-<#.--,. 4,20 cos 419 1? 17" On trace maintenant la figure 18, qui est une vue sohémati- que et partielle, en plana de la roue et sur laquelle les dents sont inclinées suivant l'inclinai son des hélices à la oirconférence otiginale, c'est-à-dire :
EMI32.4
224 x 3, 1416 Ang. tg. ###-#.-.,. r ?57. 70* 9' Ion 254
Comme il est intuitif,* la fig. 19 est une reproduction des fig. 9 et 13.
Si l'on coupe l'engrenage suivant le ligne nar, fig. 19, et si l'on regarde cette coupe normalement à une génératrice, on obtient la fig. 20, laquelle est une vue partielle star laquelle les surfaces de contact entre les danta se trouvent être inclinées, comme on le sait, de 41 17 17 Il .
Si l'on appelle P l'effort périphérique transmis à la roue ( voir fig. le ) les surfaces de contact setont pressées avec une força :
EMI32.5
QI m .w...¯...¯¯¯¯¯.¯¯¯¯,. ( voir fig. 18 ) cos 700 91 low, Et en remplaçant P par 100 ( kilog2ammes ) : 100 oj'3g952'"' * 294,13 kilogrammes
<Desc/Clms Page number 33>
En outre :
EMI33.1
F = P. tg. va' 9' 10" = 100 x 2e770$1 = a'',05 kilogrammes.
0'est-à-dire que la poussée axiale, ou effort normal aux fa- ces de la roue, est de 277,05 kilogrammes. Sur la fig. 20, cet ef- fort est représenté par les forces S'Q' et S'Q". Et naturellement, étant donné l'inalinaison des surfaces de contact entre les dents,
EMI33.2
on a les deux parallélogrammes : 8'I4','',' et '.,.1'.a R".
Evidemment, tandis que les résultantes 8' ' et 8qo s'équilibrent, les composante* 8''' et 8''" produisent leurs effets et par les mêmes on obtient aussi respectivement les forces S'r' et
EMI33.3
S'r!'. Mais la ligne r''r est paxalléle à la ligne de contact nsc fig. 19. Ainsi, sur la même fig. 19, la force S'r' est représentée par la force AÏ, et la force 88ru . égale et con-braire L 8';',, est représentée par la force sT". par conséquent, de l'effort périphérique, de la. mesure de l'angle au sommet de la roue, et de l'inclinaison des surfaces de contact entre les dents, résulte que le couple d'engrenages est soumis simultanément ( voir fig. 19 ) :
1 - à l'effort périphérique sP qui tend à faire tourner la roue dans le sens des aiguilles d'une montre ;
2 - à la force sT' qui tend au même but ; 3 - à. la force sT qui tend à. arrêter la rotation des engrenages.
Entretemps, sur la fig. 20, on a :
EMI33.4
B'F' = S Q" 0013 41' 17' 17" " 277,05 x 6, '5141 = 2t8,17 ; et 8'r' # S'F' oos ( 90' - 41- 17' 1?" ) * 2t78,1'. 0013 48# 42' 43" = 208,17 x 0,65985 137,36 kilogrammes.
Evidemment, on a également S'r" = 137,36 kilogrammes.
Or, sur la fig. 19, on obtient la résultante a2 des forces aP et sT.
EMI33.5
Mais sP = 100, eT 137, 36, pa.r conséquent sR = 1 1002 x 137,362 = 169,90 kilogrammes. L'effet de cette résultante, seulement par rapport à la roue, -Il-
<Desc/Clms Page number 34>
est de sR x o'H.
EMI34.1
On peut déduite le bras de levier ¯o'H de la façon suivante : Le point 0 se trouva à. la moitié de la distance qui sép#re les deux pointa nest r.
Abaissant du même point s la perpendiculaire so sur la ligne
EMI34.2
ool, et en se rappelant que, sur la fig. 13, nv =* 4,70 et rz = 3,70,
EMI34.3
on peut écrira : peut éor1re 470 -b m ?é3 4,20 as = #.#.-.M..-#...., 30 2 Mais on peut rappeler également que, sur la même fig. 13 ,
EMI34.4
ov = 20,à6l et oz = 17,261 et par conséquent ( voir fig. 19 ) :
EMI34.5
2J261 - 17,261 00 = 7.i, 261 + 20,>261 - 17,261 = 18.. 761 17,261 2 18,761 d'ou
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0'0 - 131 - 18,761 = 118,23çr o's = olo2 + e02 = V112,2392 + 412e - 112,317
EMI34.7
Entretemps : sa 420 Ang. tg. ao'o =< ----* ###-.--. =. O0374a = 20 8e 35" 0$0 liaez3g
EMI34.8
l'angle Bso' est égal à l'angle ao'o , d'où ang. Esoe = ang. ESB + ang. B803 = 18% 36' 4" ' 20 ap 35" = 20 34' 39"
EMI34.9
Ensuite ! 137,36 Ang. tg.
RsP = ------- = 1, 37360 = 530 56' 40" 100 Etant donné que l'abgle B!sP == 900 , On a.
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Ang. o'sH = 90 -- ( ang. Eao* + ang. RsP ) =* 908 - ( 20 34' 39" + 53' 56' 4011 ) "'" 1528'41" et le bras de levier cherdhé est: o'H = o's sen 150 38' 41" - 112,317 x 0,26689 - 29,97 Par conséquent, l'effet de la r6atz.tanta R pultiplié par ledit bras de levier, est de : sR x o'H = 169,90 x 29,97 5091,90 kilogrammes-millimètres
Cependant, le bras de levier, sur lequel séexerce l'effort périphérique sP, est :
<Desc/Clms Page number 35>
o'A = o's. cos. ang.so'P 112,317 x oos 20 34'39"
EMI35.1
= 113,317 x 0, 936afJ 105,15
Mais sP x o'A = 100 x 105,15 = 10515 kilogrammes-millimètres il en résulte donc que la force sT réduit l'effet de l'effort
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périphérique du produit op x o'A = 10515, au produit OR x o'H = 5091,90, 080st-è-dire que la force OT produit une action freinant de :
10515 - 5091,90 =' 5423,10 kilogrammes-millimètres (2)
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Entretempa, la résultante aR , si l'on considère sa dires- tion, produit une poussée qui pause par le centre de la roue, éga-
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le à l'intensité de la :
force au. mais, par analogie avec ce qui arrive dans toutes les autres roues engrenant entre des axes pa-
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allèles, à la force sM s'oppose la force op égale et de Gong contraire, laquelle tend à faire tourner le pignon dans le sens contraire à la direction de l'effort périphérique. Par contre,, la força sT', égale e de sens contraire à la force sT, tend à faire tourner le pignon dans la direction de l"effort périphérique.
Par Conséquent, la résultante desdites forces opposées, ajoutée 4 la force spécifiée dans la formule (2), fournira la grandeur de l'action freinante définitive.
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Or : aF '= SE * SR oob.ang 0"$H - 169,90. oos 150 2S", 41" - 169,90 x 0,96374 =- 163,73 ; oD = oo' sen ang so'o 131 son 2 8' 35"
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v z 131 x 0,03739 = 4089 d'ou : OP x oD 163,73 x 4,89 . 800,63 k11ogrammes-#11l1mètres CA) Ensuite : Comme l'angle 860 = l'angle zsB * 19. 26# 4", il en résulte :
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00 4j, zo 00 = j..#.<.-.-.#.-......¯ -t Mx....,. s; la et tg 180 86" 4" 0,33333
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00 =.'00 - 00 :-' 18,761 - .1,, Va 6,161 ; d'où ON . ce eau 189 26' 4" =< 6,161 x 0, 31621 m 1,98.
<Desc/Clms Page number 36>
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Mais aT'= 137j36 donc :
EMI36.2
sT' x oN = 137,36 x z 8?1, 9i kilogrammes-mil1Lètree ( B )
En soustrayant la valeur trouvée en (B) de celle trouvée en (A), on a :
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800,65 - 271,97 m 528,66 kilogrammes-millimètces Or : ¯¯¯¯¯ ¯¯¯---#--------os = r oc 2 + SQ:= 2 18a ?61, ¯ 48 - ., 88 ; en outre 528,66 19,33 = 2?,50 kilogrammes.
Donc la résultante des forces sF et à se traduit par un effort de 2?,,'<¯5Q: iii.agrmë agissant normalement éL la ligne nsr en sens contraire de la'direction de l'effort périphérique sP et, naturellement, avec o,A comme bras de levier.
EMI36.4
Maïa, puisque o'A, = 105,15, on a à- 27,50 x 105,15 - 2891,62 ( 3 ) En additionnant les valeurs trouvées en (2) et en (3), on a :
5423,10 + 2891,62 = 8314,72 ( 4 )
EMI36.5
Q'e't-é-dire qu'il résulte définitivement que la roue est assure%- tie simultanément à l'action motrice (1) et à Inaction freinante (4) dont le rapport est :
EMI36.6
831472 .###-.-.-.-<#-. = p 9 10515 Donc à Inaction motrice dérivant de l'effort périphérique,
EMI36.7
s'oppose une action fieinante égale à 79 pour cent de ladite action motrice.
Mais, attendu que le couple de roues que l'on vient de dé- crire a donné aux essais pratiques un rendement de 70 pour cent, il est évident que 30 pour cent de l'effet de l'effort périphérique sont absorbées par les résistances passives qui se traduisent par une action frainante due à tout l'ensemble, tandis que les 70
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pour cent restant sont équilibrés par faction freinant 0,79 qui a été déterminée oi-desous, avec un excès do 9 pour cent comme mar- ge de sécurité.
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Et voioi démontré comment on vérifie le phénomène de l'irréversibilité entre des axes parallèles.
Or, afin de tranquilliser l'Examinateur des brevets, on peut préciser que le rendement de 70 pour cent a été relevé par les Professeurs de l'Eoole Supérieure d'Ingénieurs de NAPLES, les mesures ayant été faites en deux laboratoires expérimentaux différente et en employant des appareils et des moyens différents.
En outre, il est à rappeler au même Examinateur que, dans les brevets déposés il y a plusieurs années par le demandeur, il a été également revendiqué l'irréversibilité entre axes parallèles ; mais elle était,obtenue par un procédé tout à fait insuffisant pour Inapplication pratique de l'invention, puisqu'on en effet on n'a jamais pucréaliser des applications pratiques. Pour la genèse de l'invention, on doit donc noter que, il y a plusieurs années, on avait seulement vu vaguement un prinoipe, et qu'il a fallu ensuite plusieurs années d'études et d'expériences pour arriver à la con- clusion satisfaisante qui a été amplement démontrée ci-dessus.
Il est également évident que si l'on veut transmettre une puissance plus grande que celle transmissible au moyen d'un seul pignon, il suffira de faire engrener, avec la roue conduite, plusieurs pignons ( deux ou trois, selon que l'on veut doubler ou tripler la puissance à transmettre ), sans pour cela modifier aucun des éléments composant la roue conduite.
Naturellement, ces pignons seront reliés entr'eux et à l'arbre moteur au moyen d'un des différents systèmes connus ( engrenages, chaînes, courroies trapézoïdales ) ainsi qu'il a été représen- téà titre d'exemples sur les fig. 21, 22 et 23.
En outre, il est évident que l'on peut augmenter aisément le rapport de vitesses donné par un seul pignon engrenant avec la roue, en agissant sur les transmissions représentées sur les dessins précités, fig. 21,22 et 23.
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"REVERSIBLE AND IRREVERSIBLE, MONO- OR BIHILICOIDAL GEAR WHEELS, IN BOTH CASES ENGAGING BETWEEN PARALLEL AXES ..
The reversible wheels covered by this patent have the following characteristics:
1 The diameters of the controlled wheels are appreciably reduced compared to what they should be in relation to the gear ratios, so that., Between these gear ratios and the corresponding diameters, there is not, in a fairly large range of limiting links.
The main object of this is to achieve high speed ratios with only two wheels, and consequently to reduce the size, weight and cost of the whole assembly, compared with the gears known hitherto.
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2 The contact between the dantmms is extended over almost the entire surface between the arcs abe and cda in fig. 1,
It is obvious that the realization of a large contact surface as described in paragraph 2 aims to reduce the unit pressure to very low values, and consequently to obtain a high efficiency, despite the sliding existing between the teeth. as a result of the reduction in the diameters of the controlled wheels, as described in paragraph 1.
It should be noted in the meantime that the reduction in unit pressure is very remarkable, or in relation to the gears already. known, or compared to the patented gears in.
Italy by the plaintiff on June 6, 1929, July 7, 1930 and December 18, 1930, and in England, Germany and the United States of America - and in 14 other countries during the years 1929 to 1932, In erfet, it is said in these patents that the contact between the teeth is limited only to the leading wires of the teeth of the wheel and to the leading wires of the pinion teeth and other lines, but always to lines, never to surfaces, and consequently the practical applications made with the ideas of the said patent have never had good success thus completely frustrating all the content of paragraph 1 *, which is also included in the claims of the said patents.
It is true that in claim 7 of the patent obtained on December 18, 1930, the case is envisaged of rounding, faceting or dulling only the edges of the heads of the teeth, in order to try to transform said lines and wires into surfaces, but it is clear that such a claim is insufficient and lacks definite indication. It is for these reasons that we have never had good practical results and that we have never been able to carry out practical applications.
We will immediately review the process to be used to obtain the meshing between the dantmm of a pair of reversible gears according to the paragraphs oitée.
If we arbitrarily choose the pitch diameter of a pi-
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gnon in 32 millimeters and that we want to achieve a speed ratio of 1 to 8, according to the known theory the driven wheel should have the pitch diameter of 32 x 8 = 256. On the other hand, we reduce this diameter as follows and we establish * the following data Piston: internal diameter 136, pitch diameter 32, diameter
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be external 38, number of teeth bibélîooldaleo 3, axial pitch of the gear 19.05, axial pitch of the propellers 19.05 x 3 - 57, lys.
Impeller: internal diameter 136, pitch diameter 144, external diameter 150, number of bi-heliooidal teeth 84th axial pitch of the gear 19.05, axial pitch of the propellers 19.05 x 84 - 45'1.3cl (see fig. 1) .
However the inclination of the helicon of the pinion with respect to the outer circumference and to the normal plane 4 the axis is given by:
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57.15 dng. tg ..: ###### - 0.47873 258 34 521 38 x 3.1416
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and the izalination of the helios of the wheel with respect also to the outer circumference and to a plane normal to the axis, is t
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45720 Ang. t. 457 # 20 - o, 9asa 44. z.
150 x 3.1416 The axial pitch of the gears being 19.05, the normal pitch of the
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wheel is 19.05. opes. 44 88 - 13.67.
Having determined the elements below, we can draw fig. 8, which shows the partial plan view of two toothed teeth of the wheel, where the lines yy and xx are respectively the axes of the propellers of the pinion and the wheel, while the distance between the lines of the middle of the two teeth corresponds to the normal pitch previously established, namely 13.67.
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L ", 6paienou, v of the heads of the teeth will be fixed below.
In addition, the projection of point a fig. 1 on construction line NN, zig. 8, determine points B, n, 8, R, H.
Obviously, if the axes of the propellers had had the same tilt, points D and H would have coincided and the profiles of the teeth could have been determined according to known rules; But,
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given the reparquable difference in the angle of the said axes, and further expected that we want the contact between the teeth also at
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point! fig. the in the space between points.! 1: and I3 (fig. 2) will be contained half the thickness of the heads of the teeth of the two elements.
After which, we find the value of 1 $ space between the points. !! - and D as follows
The axis of a propeller of the pinion which has its origin at d on the
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fig. 1 and in Ru in FIG. 2, by traversing the arc .aTa-nce axi aie- ment of the line BD; however (see fig. 1)
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882 + 19 - 1S2 Ang. oos 3t4? ' vs ---------------- m t'al6û 4a- 7 '49 "2 x 88 x 19 If a propeller of the pinion moves axially, during a whole
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full, 57.15, in 4Z "71 490 it advances by:
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5 ?, 15 x 42. 'l' 490 ## --.-..- .. # <. = z66. BD trait.
360 * In a similar way the axis of a propeller of the wheel which has its
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origin in (fig. 1) or in (fig. 2), by traversing taro ba advance axially of the line BH.
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So: 753 + e8 "p -19 Ang. Cos & 0'0 = -" - ## - #### 0 $ 98546 - 9 "4? ' ad a x 76 x 88 If a propeller of the wheel for a full revolution advances axially
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lamant of 457e2Dp in 90 47e 8 "it advances by:
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457.20 x 90 47 '8 "------- - --------- - = 12.42 - HF3 trait.
36 # -
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But (see fi. 3) 19.05 naked = x 0 "- ##. # - f! 953 it results from it:
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Bn = BH - nE - 120 42 - 9.5S <2.90 and nest - BD - Bn == $ 6 68 - 2.90 ** Z, 78. So the thickness of the tooth heads of the pinion should be
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larger than the thickness of the heads of the teeth of the wheel, since the first ones also do a greater job, so 3.78 + 0.23 4 - thickness of the heads of the sprocket teeth
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normally seen at a generator.
3.78 - 0.22 = 3.56 = thickness of the heads of the teeth of the wheel normally seen on a generator.
And the play of the hollows of the wheel at its outer circumference, also seen normally at a generator, or according to the arrow F in fig. 2, results from 19.05 - 3.56 = 15.49, hence;
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15.49 bone L = ###, -. #. a '' "/ 4r 2
We now divide the height of the teeth of the pinion into 4 parts spaced 1.50 millimeters apart (see fig. 1 and 3) and then we lead, from the points of intersection of the arc 1, 2 and 3, as many parallels to the line co'c 'until interoepter, in frame 2, the same lines which were intercepted by line a HDS n B.
(To avoid complicating the figures by too many lines, we have lowered only line 2, between said parallels, for the necessary demonstration of the problem for which we are looking for the solution, while, for the others, we limit ourselves only to decrying them. ).
By examining Figures 2 and 3, we notice that, if the thickness of the heads of the teeth of the pinion is found to be 4 millimeters, at height 2 the thickness of the teeth is found to be twice the distance between the points 6 and D, fig. 2, distance which is given by the projection of point 2, fig. 1.
Of course, the same reasoning applies to the projections of points 1, 3, b.
We must therefore obtain the lengths of the lines BD which each belong to said projections.
We will start with the projection of point 1
The axis of a propeller of the pinion which has its origin at d in fig. 1 and at o "in fig. 3, during the course of the arc subtended by the angle 100 ', axially advancing the line BD (see fig. 1)
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So: 888 - <- 1?, 3a-- 7S p Ang. ooa. 100 '=.-¯ -.-. ¯¯¯¯.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ De78741 - 389 3rd Z10 3x88x17.50
If a propeller of the pinion, during a complete revolution, advances axially by 57.15, during 38 3 '21 it advances by:
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57.15 x 380 3 '810 # -.-.-- .. # 6 * 04 = BD tra-it.
360. 4
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In a similar way, the axis of a propeller of the wheel which has its
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origin in b fig. 1 and also in bone fig. 2. during the course of the arc subtended by the angle 10'0, advance axially of the line BH.
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: 752 + 882 - 17,502 Years. these lo 'o ###. ##### - ##' = 0, 98960 + S. 16 '11 "a x 75 x 88
If a wheel propeller, during a copplet turn. axia advance. lament of 457.20, in 8 '16' 11 "it advances by:
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457.20 x 80 16 '11 "#.-.-. ### -. # .-. # - # 10.50 m line BH.
3600 But 15.49 SH = o "L - - ## - # -. - 7.74 a the result
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BS - BH - aH 10.50 - 7.74 276 and SD = BD - BS = 6.04 - 2.76 = 3.28
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3.28 x 2 - 6.56 * = thickness of the teeth of the P1gno the height 1 seen normally L a generator.
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Now to determine the thickness of the same teeth related 4 to the height 2, faithfully following the process applied for
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the. height 1: hatu 88 + lS - 75 Ang. c0 s. 200 'm ##. #. # .- # - # - Oj84339 - 33 * 30 "ax 88 x 16 5?, 15 x 32 * 30' - ##, -.--. # -. ### 5 ..15 - BD line.
160.
After:? 5 g + 882 - 162 Ang. aos 20'0 - - #######. # -. 0.99340 - S. 35 '9k 2 I 75 x 88 46'1.20 x 6 * 35' 9 "## -. ### .-. ## 8 36 1111 trait BH 360 * Corn
SH = 7.74 this results in:
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BD - BH - 8R m 8.36 - i, 74 Oe 62 et, 8D BD - BS - 5.15 - à, 62 = 4.53 4.53 x 2 = 9.06 m thickness of the teeth of the pinion at the height 2
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normally seen at a generator.
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To the. dozer 3, we have: 88 + 14.50 - 758 Ang. cob 3oo '== ### -. ##.-.-. #. # oeglll4 = 849 20' 9 "2 JI; 88 14.50 51.15 x 24. 20 9.
--------------------- 386 = BD line 5h + 88 2 - 14.502: ng. Coa 30 o "--- - - ax 7th x 88 99687 a '8 3a 4" 2 x 7 I 88 45', 8ti x 49 381 z ¯. "... ¯¯¯¯¯¯ ... .¯, ........ ¯ ... ¯., ...,. A 5.75 relates to BH 3608 but
SH = 7.74 this results in:
BS = SH - BH = 7.44 - 5.75 = 1.99 and SD = BD + BS = 3.86 + 1.99 = 5.85 5.85 x 2 = 11.70 = thickness of the teeth of the pinion at height 3 seen normally at a generator.
And finally to 'la. height h the thickness of the teeth of the pinion, always seen normally with a generator, is o "L x 2 = 7.44 x 3 15.48
According to the dimensions marked in fig. 3, it will be noted that this figure represents the drawing, in natural size, of two consecutive denta of the pinion seen normally at one generatriae; and, from the above mathematical calculations, it follows that with the profiles of said teeth, the contact between the aro ab of the wheel and the teeth of the pinion is obtained.
Of course it is the same for the aro bc.
Let us now determine the figures of the spaces and the teeth of the wheel, remembering that the thickness of the head of the teeth of the pinion seen normally with a generator, is 4 millimeters.
FIG. 4 is drawn, which is a partial reproduction of FIG. 1; we divide the height of the teeth of the wheel into 4 parts separated from each other by 1.50 mm (see fig. 4 and 6) and we determine on the arc ad the points a, 1, 2, 3 , d.
From each of said points we lead a parallel to the line
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oo'R "until intercepting, in fig. 5e the line which indicates the unknown inclination of the fictitious axis of an orals of the wheel at the point of division that is envisaged; the line yy, which is l 'axis of a pinion tooth with respect to the outer circumference, the-
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which, as we have seen, is inclined by 250 341 m 5 the line AA, which represents the leading edge of a tooth of the same pinion; and
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finally the construction line NN, also determining the points e, 11, i, n. The distance between parallels AA and A'AS represents the thickness of the head of the pinion teeth.
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To avoid overloading the figures with too many lines, only the. first and second do. say paral.lèlea.
In order to facilitate the understanding of the process which will be followed to establish the figure of the hollows of the wheel to obtain the
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contact all along the aro adc, we start by assigning to the line xx the inclination of the fictitious axis with respect to the outer circumference of the wheel which is, as we lt, 440 8 'In this way, we observe immediately, in fig. 5, thanks to the projection of point a fig. 4 that the distance of points 1 and e between them along said protection, is exactly equal to the
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distance 8H = o "L, corresponding L to the projection of point a of fig. 1 in fig.
2, and which, being doubled @, corresponds to d j., As can be seen from the amplitude of the orals of the wheel, that is to say to 15.4q, with respect to the outer circumference, and always seen normal-
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lying to, a generator. The above is confirmed, as it is intuitive, by the mathematical calculations which have been omitted for abbreviation.
In point 1, fig. 4, the amplitude of the troughs of the wheel will therefore be double ie, which is deduced from. projection of point 1. The same reasoning can obviously apply to points 2, 3, d.
We will therefore start by deducing the length of the line ie which
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belongs b. the projection of point 1.
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Ang. cos. 100'e - 882 + 19 - 73a 5fi8 z80823 366 4- * 3511 Ang. these. loo * "####.-.-.-. # -.-.- .. # = 0.80833 - '36' 35" 2 x 88 x 19 57.15 x 36 4 '35 "#. ## - - .. - 5th? 2 = line 7ah 360 *
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Ang. cos joeo 73J502 + B88 w 19 0 * 98834 451 Ang. oos lo'o = ¯ ---- ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯,., 0.98834 m 88 45 '37 "8 x 7350 x 88 457J20 x 8 45' 97M ¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.¯.¯¯¯¯ 11.13 "line ne 36Q But
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ha - nd - nh - 11, la -. $ 5 7 2 - 5.40 4 hi m On R = ----- * 2
2 it follows:
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1 $ =: hi + he - 2 + 5440 - '?, 4ti' 7, 9.fi1 x 8 14.80 - amplitude of the Creux de la rousàà, the depth corresponding to point 1, seen normally at, a generator .
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In point 2, we have: 88 2 19 2 ... 72 2 Ang. cos. 200 '= ### -. ### -.- .. 0 * 87 350 a 290 74 573 3x88x19 57.15 x 894 71 57 "## -. ##. - .- # - #. M 4th 68 = line nh 360102 a 72 + 88 - 19 Ang. cos. 2O'O "#. #. ####### 0399171 - 70 22t 65" ax 72 x 88 457e8O x 70 22 '53u #. # -. - ####.-.-. #.-.- <{;), 37 - trait ne 3600 maie
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he = ne - nh = 9.37 - 4.63 == 4.75 hi = o "R = 2 it follows:
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ie = hi + he = 8 +4.75 - 6, '5 6 75 x 3' '13.50 - amplitude of the troughs of the wheel at the depth of point 2, seen normally at a generator.
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At point 3 we have 888 + 19 7f, 5f7a Ang. go $. 3oo> m #. #. ####### a. Q, 93? 43 * 20. 23 '38 "2 x 88 x 19 5'7, J.5 x 80 33' 38" -------------------- - 3sa3, = line nh J60 * Ang. cos. z 70.502 + 88a - 19a Ang. oos. 30 o - <###. # .. ### 0> 99558 - 5. 33 '19 "2 x?' C, b0 x 88 457,20 x se 23 '19" -. # -. # .- .-.-....- M se 6.84 "line no 3609
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But he = ne - nh = 6.84 - 3.23 = 3.61 hi =. o "R = 2 it results from it: ie = hi + he = 2 + 3.61 = 5.61 5.61 x 2 = 10.22 = amplitude of the troughs of the wheel at the depth corresponding to point 3, especially seen at a generator.
Finally at the point d the amplitude of the troughs of the wheel, always seen normally with a generator, obviously results from o "R x 2 = 2 x 2 = 4.
Now, it should be noted that the teeth of the rouafig. 6, are drawn taking into account the dimensions in width of the corresponding recesses oi established above, and by means of these teeth it is possible to obtain contact between said detms and the arc ad freezes 1 of the pinion. It is the same, symmetrically., For the arc dc.
It should now be noted that the profiles of the teeth of the pinion, fig. 3, also although the profiles of the teeth of the wheel, fig. 6, happen to be conoanes. It is precisely this concavity which limits the contact only between the arcs abc and oda. And it is precisely, among others, the aim of the invention, for this contact to also be extended to a very high percentage of the area between said arcs, by considerably reducing the unit pressure.
To arrive at. this, we will follow this process we find the radius of the arc which connects the 3 points of intersection of the profile of the hollow of the wheel, fig. 6, in lines 1, 2 and 3. Using this radius, the profile of the pinion teeth is modified. fig. 3, from thickness about 9.06 up to the head ,, but so that the thickness of the latter is as great as possible, without increasing the thicknesses which are above the head up to odds 9.06. In this way, as can easily be seen, the teeth of the pinion will be in constant contact with almost the entire surface included in the rtie of the crown circilaure defined by the spokes oa and 02 fig.l, in addition to the contact
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which remains on the arc line 3, b, c.
Once the modification has been made, the profile will be found, as can be seen in fig. 7.
Then the radius of the arc passing through the 3 intersection points of the profile of the pinion hollow is determined, fig. 3, with lines 1, 2 and 3. With the same radius the profile of the teeth of the wheel is modified, fig. 6, following exactly what was done previously for the teeth of the pinion, starting at dimension 5.55 approximately; and the result is that a profile is obtained as shown in FIG. 8. It is evident that, same law, the contact is extended to almost all the part of the circular crown defined by the radii o'a, 0'2 fig. 4, in addition to the contact that remains on the arc line 2, d, c. Finally, we will complete Figures 7 and 8 by thinning the edges to a suitable height in order to increase the contact surface.
Of course, it is intuitive that, following the modifications made according to figures 7 and 8, the centers of the two gears must be brought together by a few tenths of a millimeter, and this is why the hollow has been brought to the bottom to 1 millimeter, while half would have been sufficient.
It can be said that, thanks to said amplification of the contact surface, carried out after years of practical experience, the applicant has succeeded in constructing reducers whose very great utility for industries has been demonstrated, while being satisfied. fully respecting what has been said in paragraphs 1 and 20, at the beginning of the present description.
Consequently, since, as we know, the teeth are seen normally at a generator, while for work it is necessary to have normal views to the respective propellers, we can add, but only as a complement (being given that this is already theoretically and practically acquired) that. in order to obtain said views normal to the helices, it suffices to multiply the ootes of figures 7 and 8 by the aosinue of the angles formed by the corresponding helioes, and to replace the values thus obtained.
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Figure 2 shows a numerical example of how to proceed, on which .. starting from. dimension of 19.05, normal for a generator, we obtained dimension 13.67, normal for the propellers.
DESCRIPTION 8'A COUPLE OF NON-REVERSIBLE GEARS ENGAGING BETWEEN TWO PARALLEL AXES. - The reversible wheels specified above have the following characteristics:
1 - They are generally bi-helical, but can also be simply helical.
2 - The diameters of the driven wheels are remarkably lower than they should be for the corresponding speed ratios; but the axial pitches of the soft gears (pitch of the propellers) are equal, so that the unevenness of the angles at the top, more or less, sum the reverable wheels that we have just discussed.
3 - The profiles of the teeth must have a distinctly trapezoidal shape, inclined as much as possible towards 45.
4 - Contact between the teeth must be made simultaneously and continuously over the entire line.! LE of fig. 9.
5 - The same line nr must be inclined by about 18 in relation to the plane of the axes.
A pair of non-reversible wheels, already built in practice and satisfying all the requirements, has the following characteristics Pinion: internal diameter 32.60, pitch diameter 38, external diameter 41.60, a single bi-helical tooth and axial pitch 12 , 70.
Impeller: internal diameter 218.60, pitch diameter 224, external diameter 227.60, number of bi-helical teeth 20, axial pitch of the propellers 12.70 x 20 + 254 = Gear ratio 1:20, precisely in relation to the number of teeth. Distance between centers: 131.
It emerges from the above data (see fig. 9) that the height of the teeth which take part in the transmission of the work is 3.60, and that there is a clearance of 0.90 at the bottom of the oral .
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It follows that the inclination of the propellers of the pinion, compared to the internal diameter, increased by said clearance and with respect to a noimal plane at the axis, is given by:
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12870, Anise. t 8- - ---------------- - - 0.11751 - 60 42- '7Q 32.60 + 2 x 0.90
And the inclination of the helios $ of the wheel .. reported, the external oirconference and also with respect to. a normal plan to
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the axis, is: 354 Ang. tg. ### <. ## -.- <. ## .-. - 0 * 35583 - 190 33, ZZO as, 60 x 3.1416 -
Since the axial pitch of the gears is 12.70, the normal pitch of the wheel will be 18.70. cos. 19 33 '22 "= 11.96.
By means of the preaitéa elements, it is possible to draw the pin 10 which represents the partial view, in plan, of two consecutive teeth of the wheel, and in which the lines yy and xx are respectively the axes of the helioes of the pinion and of the wheel, while the distance between the centers of the two teeth corresponds to the normal pitch which has been obtained before, i.e. 11.96.
8 is now deduced the thickness of the heads of the denta; we proceed as follows:
We trace two consecutive teeth of the wheel, fig. 11, seen in elevation and normally with the propellers, taking into account what we know that the normal pitch is 11.96; since we must satisfy condition 3, the angle abc = 45.
This will then result in the thickness of the heads of the teeth of the wheel and that of the heads of the teeth of the pinion which, as we know, penetrate into the hollows up to a depth of 3.60:
EMI13.3
IIP (5.60 tg. 458 X a) 11.6 - 7aO ze 36 11.96 rw. "Ww.r., .. n..m.rr.lsr.ryn, rrrr 3C m4rwrr.r-lrrlrsnwuirYi 7iT 2j3B
But, since it is clear that the thickness of the heads of the teeth of the pinion must be greater than that of the teeth of the. wheel, this thickness is reduced to 3.16 millimeters.
Consequently, the anplitude of the troughs of the wheel at the outer circumference, and seen normally at the propellers, is:
11.96 - 2.16 = 9.80
<Desc / Clms Page number 14>
And the amplitude of the same hollows at the outer circumference,
EMI14.1
but seen normally at a generator, will be:
EMI14.2
9.80 # .- .. ## .-. ###. <- M 10.39 Oos. 19- 33 22 "Hence 10..39 0" L = ¯¯ - ¯¯¯a = 5j19 (see fig. 10) 3 [however, it follows from the graph that the contact line nr fig.
1, is about 3 millimeters long, so that at point r the thickness of the teeth of the pinion is given by (see fig. 11)
EMI14.3
3 x tg. 450 x to 6. To this oh1tffe must be added the thickness of the heads of the teeth of the pinion, corresponding to 2.38 + (2.38 - 2.16) = 2.60.
So, at point 1: the thickness of the teeth of the pinion is 6 + 2.60 + 8.60.
EMI14.4
By leading, in fig. 10, a parallel la, the line 1z which 8.60 is k a distance of where it-c1 equal #.-.-.- this parallel @ 2 crossed the leading edge of the teeth of the. wheel at point a which, graphically, happens to be slightly less than 4 millimeters from the plane of the axis. From said point a we take a parallel to la.
EMI14.5
line o'.o '0 until the points a, h, 1, .1 are determined in fig.
10, and the point. ± on fig. su All the data included in the square parenthesis are a.pproX1ma.ti ves .. The same data was used only to establish that the point r, fi. 1a is about 4 millimeters away from the plane of the axes, as has been said above *. but this distance must be determined with mathematical accuracy, with all the other data. 0-ballast for this reason that we deduce beforehand the heights and the corresponding thicknesses that the teeth of the pinion should have to obtain the contact is to the right-
EMI14.6
you either at. left from point r to the under-indicated diatanoa r'itrairaa aprbamuo: L, by suitably thinning the profile, the contact is reduced to a single point.
How this result is achieved will be explained below:
<Desc / Clms Page number 15>
We must first of all specify that we are seeking to deduce the length of the line in fig. 10, which, once doubled, will give, as is clear, the thickness that the teeth of the pinion must have in order to obtain the contact at point r which results from the projection of (point a fig. 9.
Consequently, we lead from point r, which we consider on the line co0, a perpendicular, and we have the half-chord rz. Furthermore, if we imagine that we are still lowering, still on the outer circumference of the wheel, an arbitrary number of other half-strings having their origin in ± and spaced from the plane of the axes of the following lengths: 4.60 - 4.30 - 4 - 3.70 - 3.40 - 3.10 - 2.80,
At point r, 4.60 from the axis plane, we have:
o'z = # 113,802 - 4,602 = 113,706 oz - 131 - 113,706 - 1è, 294 o r = # 17,2942 + 4,602 17,895
By subtracting from the outer radius of the pinion the value of gold determined above, we obtain the height of the tooth of the same pinion at point r, namely: 30.80 - 17.895 = 3.905
It is obvious that the half-thickness which must exist at said point r for there to be contact corresponds to the length of the line ae FIG. 10, which we deduce as follows:
The helix of a pinion tooth which has its origin in the plane of axes 0 with radius or fig. 9, axially advancing the line he fig.
10 during the course of the arc subtended by the angle roz.
In a similar way, the fictitious helioe of a hollow of the wheel which also has its origin in the plane of the axes.!. with radius o'r advances awially from the hi line during the course of the ara subtended by the angle ro'z.
However, the lengths of the lines ho and hi are determined from the
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as follows: Ang * son roz - 4.60 Ou, 25705 - 140 53 "Ang. san roz m --------- * 0.25? 05 * 14 * 56 '43' 17.895 Si, during a full turn, the propeller with a pinion length advises axially by 12.70, in 14 53 '42 ", it has:
<Desc / Clms Page number 16>
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12 70 x 14 53 '42 "¯ line he 360.
And: / 4.60 Ang. sen zo'r = ---------- -, p4a 2 * 19 '113,80 If the fictitious helioe of a hollow in the wheel advances axially
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of 254 during a turn plotted in 2. 19 'she advances by:
EMI16.3
254 x 20 19 '.n, "... r.¯..¯.¯..❝¯ 10634 - hi line 36Ct'" But (see mig. 10)
EMI16.4
ai = 0 L =, 19 (il where ah = a.1 - hi * 5.19 - 1.634 = 3.556 and a ah + h 3.556 + 4, G85 4.081 4.081 x 8 8.163 - thickness, normally seen L a genyatrioej, that the teeth of the pinion must be at a height of 2.905 to obtain the oontaot at the point ± 4.60 distant from the plane of the axes.
In the meantime, we faithfully follow the procedure applied above., To determine the corresponding heights and thicknesses that the teeth of the pinion must have in order to obtain contact, at the other distant points, as said above, of 4.30 - 4 - 3.70 - 3.40 - 3.10 and 2.80 from the axis plane.
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However, in the description, the account of these determinations is omitted, since it was only a question of dreaming up the ideas already developed; we won't. that calculated them mathematics.
Consequently: at point r, distant by 4.30 from the plane of the axes, we have:
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o'z z 13.80a - 4.302 - 113.718 oz = 131 - l13,? 18 "17.% 282 or 1l.?, 8888 + 4, 60 * 17,808 20.80 - bzz 8, 9. -¯- height of teeth.
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In addition: 4.30 Ang. a8ïc1 king = --- 4.30 --- = 0.241'46 - 134 58 '210,, 17.808 hence l? 0 x 58' 31 "--------------- ----- - = Op 492 trait ho 360.
<Desc / Clms Page number 17>
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Then: don ro $ z --- 4 # 30 0.03778 ng. sen ro'z = ---------- 0.03778 = 2- 53 ", 113 * 80. This results in: 254 x 3 9 '53." ----------------- m 1,527 = hi line 3600 May
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ai - 0 "L 5.19 this results in ah - ai - hi = 5.19 - 1, 5â? 3, 663 and ae = ah t ho = 3, 663 + 0, 492 - 4.155 4.155 x; 3 == a, 310 \ III thickness, seen normally with a generator, that the teeth of the pinion must have at the height of 2,992, for
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obtain the contact at point g 4.3f from the axis plane.
At point r, dictating 4 millimeters from the plane of the axes, we have: o'z = 1133 802 - .4a 11,? A9 oz - 131 - 113.729 = 1?, A71. or = 'V17.2712 + 42,. 17.728 20.80 17.738 "3073" height of the teeth. In addition :
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Ang. son roz - w-¯ -., .... ¯ pa563 130 3 '240 3', â8 hence 13.70 x 13. 2 '24 "-..-.-. ###. #. -.-.- 0, M0 # trait he 3609 Xnauit a Ang. Sen ro 'z ---------. 0 03514 = 80 49 "115.80 resulting in
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254 x 20 490 .... #. #., - ####. 1,420 # trait hi 3600 Maia
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aï .. 0 "t 'L - 5, 19 this results in ah = ai - hi - 5.19 - 1.420 = 3.770 and
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ae = aü + he = 3,770 = 0,460 = '4th 830 4,34 x 2 8,460 ..
thickness, seen normally at a g6néxatricelo
<Desc / Clms Page number 18>
that the teeth of the pinion must have at the top = 3.072 in order to obtain contact at the point ± 4 millimeters from the plane of the axes.
At the point r at a distance of 3.70 from the plane of the axes, we have:
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o * z = l13.80 - 1.70? m 113.73g oz - 131 - 113.739 = - 17.261 or = 17.2612 + 3070? - 17.653 20.80 - 17.653 * Z, 147 = height of the teeth.
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In addition: Zig. sen roz 3,70 Ouzo959 120 5311 À; g, son roz m -------- * 0.20959 12 5 '53 "17.663 d' or 70 zig * sufi 12.70 x 12.5 '53" . # -.-.-.- ## -.-.-, # .- .. n: 0.426- trait he 3600 Then: 3.70 Ang. sen ro 'z = ##. ## - =. 0,, 03251 - 11 Sl '46 "the result is llZ, 254 x 10 51' z6" - - --------------- - l 314 = line hi 360. but ai = o "L = 5.19 it results
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ah a ai - hi - 5le - 1, Z14 = 3876 and ae = ah + he = 3,876 + 0,426 - 4,302 4,302 x 2 = 8,604 = thickness, seen normally at a generator, that the teeth of the pinion must have at the height of 3,147 to obtain the contact at point r at a distance of 3.70 from the axis plane.
At the point r at a distance of 3.40 from the plane of the axes, we have:
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o'-z :: = t l13.80 - 3.40 m llô, 749 oz 131 - 113.749 = 17.251 or V 17.7492 + 3e402 3- 17.583 20.80 - 17.582 - 3.218 = height of the teeth.
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In addition, Ang. sen roz = 3.40 - 0.19337 # Il 8 '5811 17.582 or 12.70 x 11. 8th 58 "------------------ - - = , 0.393 = 'line he 3600
<Desc / Clms Page number 19>
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Then: S 40 Ang. sen ro 'z ---------- # 0102987 - 10 4al 42N 113.80 i it results in 254 x 19 488 480 - # .- .. ###### 1.807 - line M 360 but
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ai - 0 "L m 5.19 this results in ah ai - hi - 5.19 - 1> 807 3, 983 and ae * ah + he = 3, 983 + 0, 393 - 4.376 4.376 x 2 * 8,? 52 shoulder, seen normally with a generator, that the teeth of the pinion must be at the height 3.218 to obtain the contacts at the point ±. 3.40 distant from the plane of the centered.
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At the po int r di tart of 3.10 from the axis plane, we have:
o'z V 113.80 -3.10 - <113.757 oz - 131 - 113.757 - 17.243 or 1:11 Ô7 B4J '+ Z, 102 m 17.519 30.80 - 17.519 "3.381 height of the teeth.
In addition :
3.10
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Ang. sen roz - #### .-. <. 0.17695 10. '11 * 31 ", 17.519 from or
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13.70 x 10. 11 '31 "# #### -.-.-. <-. #. 0.559 line he 360.
Then: 3.10 Ang. sen ro'z m #####. M 0.0373 = * 1 '33'39u 113.80 resulting in 254 x 1.33' 39 "#, -. # -. #. --- ..- #. = 1.101 = hi line 3608 May a
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have . 0 "L 5.19 it results
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ah = ais hi - 5, 19 - le 101 - 4.089 and ae == ah + he = 4.089 + 0.359 = 4.448
<Desc / Clms Page number 20>
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4,448 x 8 = 8,896 - thickness, vbe normally at a generator, that the teeth must have at the: height 3,281 to obtain the
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contact at point r 3.10 from the axis plane.
At the point ± 2) 80 from the plane of the axas, we have 4 'za J;. 13.802 - 380 "113.765 os 131 - 113.766 =' 17.335 00 17.838 + 2.88 17.460 30.80 - 17.460: ci: 5.340 = c height of teeth.
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Again: 3.80 Ang. sound xoz m ---------- * 0.16036 m 90 13th 39 "17460 from on 18>? 0 x 9 '13' 3911 ------------ ¯¯ ¯¯ - ¯M - 0..325 = line he 360.
Then 380 Ang. sen roz -------- "0.03460 = * 10 24 '340 resulting in 115.80 254 x 10 241340 -------------- - OeOD4 - hi line 360 * But
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z1 - 0 "h 5, 3.L it results ah = ai - hi - 5.19 - 0.994 = 4,, 196 and ae = ah + he = 4.196 + 0.325 - 4.521
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4531 x 2 9.042 x thickness, seen normally with a generator, that the teeth must have at the height 3.340 to obtain the contact at the point r distant 2.80 from the plane of the axes.
Now, we are going to draw the sketch of a tooth of the pinion, fig.
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12, always seen normally at a generator, taking in consideration the height and the thickness of the same tooth, with respect to the point r distant of 3.70 from the plane of the axes, so that there is contact in this point. By the way, on said figure we find the dimensions
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3,147 and 8,604 which were precluded, deduced previously at the point r distant from 3.70 of the plane of the axes, In addition, by realizing the thickness of the head of the tooth 2,32, one gives to the profile a
<Desc / Clms Page number 21>
inclination as such excludes contact 4 to the right and to the left of said point ±. We will explain the reason
It should be noted above all that (see fig. 12):
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1/2. 8604 1/2. z # zz Ang. tg. apb '<## -. # - # .-. # -.-. ### 0.99841' "440 57 '150 3.147
After which, by establishing the following table the statement results analytically, given that at distances 4.60 - 4.30 - 4 - 3.70 - 3.10 - 2.80 from the plane of the axes, we have:
A 4.60) 2.32 + (2.905 x 0.99841 x 2) = 8.120, <8.162 dei 0.042
A 4.30) "+ (2.992 x" x 2) - 8.394 <8.310 of 0.016
A 4 "" ++ (3.072 x "x 2) = 8.454 <8.460 of 0.006
A 3.70) "+ (3.147 x" x 2) = as fig.
12
A 3.40) "" + (3.218 x "X 2) = 8.745 <8.745 <8.752 of 0.007
A 3.10) "+ (3.281 x" x 2) = 8.870 <8.896 of 0.026
A 2.80) "" + (3.340 x "x 2) = 8.988 9.042 of 0.054" + (4.50 x "x 2) = 11.30
Reading the table from bottom to top, we find in the first line the known method that we applied to establish the thickness of the tooth at the maximum height.
On the second line, note that the tooth, at height 3.340, has a thickness of 8.988, while, to obtain the contact at the point ± 2.80 distant from the plane of the axes, this thickness. should have been 9.042, as has been shown precisely before; so there is a difference of 0.054.
On the third line, we find that at a point ± 3.10 distant from the plane of the axes, there is no contact due to a difference of 0.036.
On the fourth line, where the point: ± is found to be 3.40 from the plane of the axes, there is no contact either, due to a difference of 0.00 ?.
In the fifth line, obviously, the thickness of the tooth is equal to that shown in fig. 7, and there is however contact at the point r at a distance of 3.70 from the plane of the axes.
<Desc / Clms Page number 22>
Finally. at the points indicated in lines sixth, seventh and eighth, there is no contact due to the respective differences of 0.006 - 0.016 and 0.042.
We have therefore just demonstrated the way of establishing the shape of the teeth of the pinion, and also demonstrate that, with these teeth, contact with the head threads of the teeth of the wheel can be obtained, only at point ±. at a distance of 3.70 from the axis plane.
Obviously, the outline of the hollows is easily established by following the procedure applied for the reversible torque pinion that has already been treated.
However, we must first demonstrate how we establish the sketch of the teeth of the wheel e and, then, how we obtain the oontact on a whole line nr, fig. 9.
We draw fig. 13, which is a reproduction of FIG.
9, and we join the point n to the centers of the two gears, and from the same point we lower a perpendicular on the line 00 'which determines the half-chord nv.
Fig. 14 is a schematic and partial plan view of FIG. 13, on which the axis yy of a tooth of the pinion is indicated, inclined according to the inclination of the helix which results in the outer circumference and the thickness of the head of the same tooth, delimited by the lines EE , E'E '(in fig. 14 this head is drawn on a double scale); the fictitious axis xx of a space of the wheel referred to the inclination of the propeller which found at the outer circumference and the amplitude of the same space delimited by the lines AA, A'A '; thus like the projection of the point n, on the axes xx "- yy, on the construction line NN, on the leading wire of the tooth of the pinion indicated by the line AA, by determining the points a i, e, h, a , B.
Whereas contact between the teeth must be made over the whole line nr, fig. 1 ", it is first necessary to determine the amplitude that the dreux of the wheel must have to obtain the contact only at point n, and then we will see for the rest.
It should be noted that point G, which is on the wire
<Desc / Clms Page number 23>
of the pinion teeth, in the plan view of FIG. 14, falls on the same leading thread at point a. So, in order for there to be contact at this point, the hollows of the wheel must have an amplitude equal to the distance between the points a and i, multiplied by 2.
Now, we are going to recall condition 5 ,, and, by satisfying it., We will obtain as a result that point n is at. a distance of 5 millimeters from the plane of the axes. But this distance must be established with mathematical accuracy, which must therefore be obtained by first deducing the different amplitudes that the spaces should have to obtain the contact to the right and left 0 of the point n, at the arbitrary distances indicated below, and, later, by suitably tracing the sketch of the same hollows, the contact will be reduced only at point n.
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Let the above-mentioned distances be 5.7fi - 5.40 bzz 4.80 - 4.60 - 4> 30 - 3, 9ü.
At point n, 5.70 from the plane of the axes, we have (see f i g. I3): ¯¯¯¯¯¯¯ # fig. 13): ov 0.80 - b, 7C38 ao, 003 o'v = 131 - 20.003 - 110.997 o'2 * llf, 997 + 5.702 = 111.143
If we subtract from rayof. outside the wheel the value of o'n which has been determined above, we obtain the depth of the hollows of the same wheel, at point n at a distance of 5.70 from the axis plane,
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c 'e st 4, -di re: 113.80 - 111 143 - 3.667
In the meantime, the helix corresponding to the outer circumference of the pinion which has its origin in the plane of the axes and which is indicated by the point O "in fig. 14, advances axially by the line he during an angular appearance equal to the subtended arc. by the angle nov.
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8 l'1 :: I.élioe corresponding to the radius oln of the wheel which has ega-. also its origin in the plane of the axes and in.2 !. (fig. 14), axially advancing the line lA !. during a course of the arc subtended by the angle nov.
The lengths of the above-indicated lines of the
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as follows: 5.70 Years. sen nov => 0 É-- "W 27403 .. 150 bzz 15" 20180
If the helix of one tooth of the pinion advances axially by 12.70 for each complete revolution, in 15 '54' 15 "it advances by:
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1Z, 70 x 150 54 '15 ", # -. ##.-.-. ##. # -.-. # = 0.661 = line he 3600 And 5.70 Ang. Sen no'v = #. #. ##. # = 0> 05 128 m 20 56 '31 "111.143
If the helix of a tooth of the. wheel advances axially by 254 for each complete revolution, in 2 56 '21 "it advances by:
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254 x 2. 5 '210 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 2.073 = hi line 360.
But
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ai - hi - he m 2.073 - 0.561 = 1.512 3.33 1.16 ae o "R = * ------ 1.16
2 it results
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al - ae + ei * 1.16 + 1.512 - 20672 2 $ 672 x 2 - 5.344 - amplitude, seen normally at a generator, that the spaces of the wheel must have at the. depth 2.657 p to obtain contact at point n, 5.70 from the axis plane *
At point n at a distance of 5.40 from the plane of the axes, we have:
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ov == V 20.802 - 5 $ 4th - 20.086 olv 131 - 20.086 110.914 oln - 110.9m42 + 5> 40? * 111.045 113.80 - 111, G45 - 2e755 - recess depth.
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In addition, S, 40 Ang. sen nov == ¯ .... ¯ ....... ¯ = '0.25961 "15. 3' 48" 20.80 aU 12,? ax 158 2 '48 "--- f" "0 j 53 Z1I treat he 360- Then;
<Desc / Clms Page number 25>
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5.40 Ang. sen no 'v = --.- # ..- 0.04868 - 80 47 * 120 1114045 254 x 2. 47' 126 ##.-.-.--- #. #.! ml 966 8 # trait hi 3600 But
EMI25.2
ei * hi - ho m 1.966 - 0.53 w 1.436 ae 1.16 resulting in ai = ae + ei = 1.16 + 1.436 2.596
EMI25.3
8.596 x 2 - SJ192 = amplitude, seen normally at a generator, that the hollows of the wheel must have at a depth of 8.755 to obtain contact at point n, at a distance of 5.40 from the plane of the axes.
At the point n at a distance of 5.10 from the plane of the axes, we have:
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ov 30.80 - 5.1t8 20.165 0'v 131 204165 ue llCs, 835 0'n "{ll0.835-t. 5.10 * 110.953 113.80 - llCt, 95a 2.848 - depth of troughs.
EMI25.5
In addition: 5.10 Ang. sen nov ### .- wt 0.34519 "14- 11 '35" or 30.80 12.70 x 14- 1P, 35 "¯, ¯¯¯¯¯¯ 360 ¯¯¯¯¯ .... ¯.¯¯¯ o 50 M trait he 360 Et: 5 ,, la Ang. Sen no'v = ## .-. ## - t <0.04596. 2- 38 '2 "110.953 it results in 254 x 2- 38 '3' - # -.- # - .., 1.858. hi line 36Ci But
EMI25.6
have. hi - he m 1 # 858 - 0.60 = 1.358 ae - 1, 16 resulting in
EMI25.7
ai - ae + e1 1.16 + 1.358 "8.518 3.518 x 2 = 5.036 -! amplitude, seen primarily at a generatrix, that the hollows of the wheel must have at the depth 3.848 to obtain the contact at point n, distant from 5.10 of the axis plane.
<Desc / Clms Page number 26>
EMI26.1
At the y-point being 4.80 from the axis plane, we have 0'11 11: 1 20.238 ov = 30.80 - 4.8Q - = 30.338 o'v - 111 ... 20.238 - 110.762 dn. 1I: t V 110, 76aa- + 4 ,. 802! Id 1104865 113.80 - llÔ, 865 * 2..935: III depth of troughs.
EMI26.2
In addition: 4..t80 Ang. sound nov * '1 --- "" ----- - Oa3076 - 13 "30 * 39", 20.80 hence la10 x 138 20' 39 "# -.-. # - # .-. # ## at 0 47 = line he 360.
Then: 4.80 Ang. sen no'v. --------- - 0.04339 2 * 28 '51 11' ?, 888 the result is: 254 x 2 38 '51 "<.-. ## <. ##. #. #. # # 1,, 75. Hi line 360.
But
EMI26.3
ai i he 1.75 0; 47 - 1.88 aa 1.16
EMI26.4
it results
EMI26.5
ai 1: 1 Be + ai 1,1.6 + 1,28 - 2044 2,44 x 2 - 4,88 "amplitude, seen normally with a generator, that the hollow of the wheel must have h depth 3., 935 to obtain the contact at the point z at a distance of 4.80 from the axis plane.
At the point n distant from, 6 of the plan of the centered ,, we have: ov *, 80a - 4,, 502 - $ 4 "ie 3 (i '0'" 131 - 20,307 - lioe663 0'ri I16, 893 + 4 $ 502 - 110.784 113.80 - 110.784 - 5.016 "'oral depth.
EMI26.6
In addition: 4) 50 Ang. sen nov - --------- - e Bi639: la- 29 '38 "\ 1 20.80 d'ou 12,? 0 x 12 29' 38" .-. # .-. # .. # g9,4 trait hie v6Ci Then: z9 5cl Ang. sen no'v = llC, 78 0 04061 = go 19 '39 "110.784
<Desc / Clms Page number 27>
it results from it:
EMI27.1
254 x 3 1 '39 "3600 1 m 1, 644 - line hi J60 Maize
EMI27.2
ai - hi - ho - 1.644 - ou44 1811 1.204 ae = 1.16 it results
EMI27.3
ai - ae + ei = 1.16 + 1.304 - 3.364 2.364 x 8 4e7Z8 = amplitude, vuexmo = alement k a generator, that the orals of the wheel must have at depth 3.016 to obtain contact at point n distant from 4, 50 of the axis plane.
EMI27.4
At the int n at a distance of 4.20 from the axis plane, we have: ov a0, 8 (i8 -., 3t38 = 3C, 371 o'v 131 - 30.571 "llf, 629 0'tn lla 6a98.;, 28 c 116, 7Q8 115.80 - 110, 7t5s 3.09a- depth of hollows.
EMI27.5
In addition 420 Ang. sen nov - zoj, 80 030193 - 11 38 '56 "or 80.80 l2.70 x 11 38' 56" '"########.-.- .. 0 4l - trait he 3o0 Then: 4.20 Ang. Sen noev - -.- ### .- .. #. Q, 03? 93 = 2- 10 '34 "the result is 110, 68 F9e x 29 bzz' 'au -. # ..¯ .. l 533 .. trait h,:! 360. 1 * 533 trait Maize
EMI27.6
41 - hi - hO -9 le 533 - 0.41 - 1.183 ae - 1.16 resulting in
EMI27.7
ai <ae + el - l, 16 l # lz3 - 3.383 3.383 x 2 = 4.666 "amplitude seen normally L a generator that the hollows of the wheel must have, the depth 3.092 to obtain the contast at point n, distant from 4, 20 of the axis plane.
<Desc / Clms Page number 28>
At point n at a distance of 3.90 from the axis plane, we have:
EMI28.1
olov = * 802 - 3> 902 - 20.431 0 IV on 131 - 20.431. 110.669 o'n- 'V 110.5692 + 3.90 = 110.637 113e8O - llOe637 - 3.163 - depth of troughs.
EMI28.2
In addition ! 3t90 Axag. sen nov - ##### 0.18750 DI 10. 48 '2511 2> 80 or 12.70 x 10' 48 '25 "-.-. # -.-.-.-.-. #. - # .-. #. # - 0 381 trait ho 360 'Then: 3.90 Ang. Sen no'v \ BI -.- #. ### - 0) 03525 - 2- l * 12'r 110t637 il the result is 854 x 2- 1 '18. " ## .....- .. ## .-. <. ic 1.425% rait hi 360 "But
EMI28.3
eî - hi - ho - 1.435 - 0.381 "1044 ae = 1.16 it results
EMI28.4
ai * ae + ei lj, 16 + 1044 - '3,304 2,204 x 2 - 4,408 * amplitude, seen normally at a generatrioe .. that the hollows of the wheel must have to the depth 3,163 to obtain the contact at the point n distant from 3 , 90 of the axis plane.
We must now remember that the amplitude of the oral. wheel at the outer circumference, normally seen in a general, is 10.39 (see figs 10 and 14) and, forming the hollows of this wheel so as to obtain contact at point n at a distance of 4.80 from the plane of the axes, FIG. 15, on the.-. that the angle abc is:
EMI28.5
1/2. 1939 - 1/2. 4.88 Ang. tg. -...-.- ¯¯.¯¯, ¯.¯..¯¯¯¯¯., ¯. ", .. 0.93696 = 430 8 '8" 21935
By the way, in said fig. 15, we find the dimensions 2.935 and 4.88 which determine it, which were previously deduced in correspondence with the point, distant 4.80 from the plane of the axes.
Consequently, the table below is established taking into account
<Desc / Clms Page number 29>
account of previously determined data relative to points n at different distances from the plane of the axes (see fig.
13) nv = 5.70) 10.39 - (2.657 x 0.93696 x 2) = 5.403> 5.344 from 0? 059 nv = 5.40) "- (2.755 x") + 5.219> 5.192 from 0.027 nv + 5.10) "- (2.848 x" ") = 5.045> 5.036 from 0.009 nv = 4.80)" - (2.935 x "" as fig. 15 nv 4.50) "(8.016 x" ") = 4.731> 4.728 from 0.003 nv = 4.20) "- (3.092 x" ") = 4.587> 4.566 from 0.020 nv) 3.90)" - (3.163 x "") = 4.455> 4.408 from 0.047 "= (4.50 x "") = 1.948
Reading the table from bottom to top, we find that the first row was only used to derive the amplitude of the bottom.
In the second line, we notice that at point. !! , distant from
3.90 of the axis plane, there is no contact, expected that in order to have this contact, the amplitude of the hollows of the wheel, always seen normally at a generator, should have been 4.408, as it resulted precisely from operations which have previously been carried out in relation to said point; but this amplitude is 4.455, so there is a difference of 0.047.
In the third line, we find that, at the point n distant from
4.20 from the axis plane, there is no contact due to a difference of 0.020.
In the fourth row, where nv = 4.50, the difference is only 0.003.
In the fifth line, we see that at point n, distant by 4, sa from the plane of the axes, there is contact since the amplitude of the valleys at this point is la; same as that shown in fig. 15.
And finally at points n corresponding to the sixth, to the seventh and to. the eighth row, there is no contact due to the differences which are respectively 0.009 - 0.027 and 0.059.
It has therefore just been demonstrated how the drawing of the hollows of the wheel is established, fig. 15, seen normally at a generator, from
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one can easily deduce that of the teeth; and it has also been demonstrated analytically that, by means of this purge, one obtains contact only at the point n distant from 4.80 from the plane of the axes.
But we already know, that there is also a contact only at the point: ± .. So, by joining the points n and r we will obtain the contact line nr which was specified at the beginning. This line of contact can be considered as straight, since, if we determine many other points of contact along said line, according to the theoretical product which has been exposed, then by joining them together, we obtain precisely a straight line as indicated in fig. 13, since the differences that exist are so small that they are invaluable, particularly for the purposes of the irreversibility which must now be demonstrated.
The presentation will obviously not be extended to the determination of the other contact points, only in order not to overburden a simple patent application with such work.
Likewise, to make it shorter but also as a complement, we limit ourselves to specifying that, since the teeth of the pinion, fig. 12, as well as the hollows of the. wheel, fig. 15, are seen normally at a generator, while, for manufacture, it is necessary to determine the same figures as seen normally at the respective propellers; for the pirocédé to follow, precisely to obtain these last views, it suffices to use what was said before on this subject when speaking of reversible wheels.
DEMONSTRATION OF IRREVERSIBILITY, - By consulting the first table, we find that, to the right and to the left of the point r there is no contact due to the differences such that it is correct to think that the mean line of the contact surface is exactly 3.70 from the axis plane. And, by consulting the second table, we find that at point n, 4.50 from the axis plane, there is no contact due to a difference of 0.003 only, while at distance 5 , 10, this difference is 0.009; therefore, we can think that the mean line of the contact surface is probably at point n
<Desc / Clms Page number 31>
distant 4.70 from the axis plane.
EMI31.1
We can obviously obtain a more exact mathematical effect by carrying out operations on values of nv different successively from 0.3, as was done but by a smaller quantity. If the aforementioned differences were limited to 0.1, the dimensions marked in fig. 15 depending on nv, could have been determined above all from the dimensions resulting from the value of nv = 4.70.
However, to obtain good results in practice, the method adopted is more than sufficient.
EMI31.2
Entretamps, referring to the point of oontaot r fig. 9, we already know that rz = 3e7o "og - 17.361. And, referring to the point of contact n fig. 13, if nv = 4.70, we have, approximately:
EMI31.3
aO307 - 30, 238 ov - 20, 838 + ###. #####, ## '- <20.361. a (the data 20.307 and 20.238 correspond to the values of ov, respectively with respect to nv = 4.50 and 4.80).
Consequently, in the same figure 13, we see that:
EMI31.4
ov = oz = 30.361 - 17.361 3 nv rz = bzz 3à7O - 1.
By tracing using these sides a right triangle, we find that the line nr is inclined 18 26 '4 "with respect to the plane of the axes.
Have done (see fig. 16):
EMI31.5
Ang. tg. abc = 1: 3 = t ?, 3â333 18 '36' 4 "Of course, the length of line nr is equal to the lon-,
EMI31.6
heal of the hypotenuse. !!! , o est-àire: nr = ab = [l2 + 32 - 3.16
Now, since the line nr is not disposed radially, it is, between the teeth, in a plane the inclination of which is different.
EMI31.7
different from the inolinaisons of the profiles according to figures 12 and 15.
Indeed, if we look at a hollow of the wheel normally at a generator, taking into account that the amplitude of this hollow at the point
EMI31.8
r is 10.39 and, given that we have considered nv m 4.70, the amplitude
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at point n is, very approximately, of
EMI32.1
4.88 - 4.75 4.88 - ###. ## -.-.-. =. 4.83 3 (Dimensions 4.88 and 4.73 correspond to the amplitudes of the trough to those of the two points respectively 4.80 and 4.50 apart from the plane of the axes. See 2 table).
Moreover .. since the length of the line nr = 3.16, we can draw figure 17, from which it follows that
EMI32.2
1/2. 10.39 - 1/2. 9, $ r Ang. tg. & b4 1 / 2- 10 * 39 - 1/2. 4,83 = Oj? 8'7816 = 41 '17' 17 p. 6
So the contact surface is, between the teeth, in an inclined plane of 41 17 '17 ", and therefore its length is:
EMI32.3
3, 6 ### - <# .-- ,. 4.20 cos 419 1? 17 "We now draw Figure 18, which is a sohaematical and partial view, in plan of the wheel and on which the teeth are inclined according to the inclination of the propellers to the original reference, that is to say :
EMI32.4
224 x 3, 1416 Ang. tg. ### - # .-.,. r? 57. 70 * 9 'Ion 254
As it is intuitive, * fig. 19 is a reproduction of FIGS. 9 and 13.
If we cut the gear along line nar, fig. 19, and if we look at this section normally with a generator, we obtain fig. 20, which is a partial star view in which the contact surfaces between the danta are found to be inclined, as is known, by 41 17 17 11.
If we call P the peripheral force transmitted to the wheel (see fig. Le) the contact surfaces are pressed with force:
EMI32.5
QI m .w ... ¯ ... ¯¯¯¯¯.¯¯¯¯ ,. (see fig. 18) cos 700 91 low, And replacing P by 100 (kilog2ammes): 100 oj'3g952 '"' * 294.13 kilograms
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In addition :
EMI33.1
F = P. tg. will '9' 10 "= 100 x 2e $ 770 1 = a ''. 05 kilograms.
That is, the axial thrust, or force normal to the fronts of the wheel, is 277.05 kilograms. In fig. 20, this force is represented by the forces S'Q 'and S'Q ". And naturally, given the inclination of the contact surfaces between the teeth,
EMI33.2
we have the two parallelograms: 8'I4 ',' ',' and '.,. 1'.a R ".
Obviously, while the resultants 8 '' and 8qo are balanced, the components * 8 '' 'and 8' '"produce their effects and by the same we also obtain respectively the forces S'r' and
EMI33.3
S'r! '. But the line r''r is paxalléle to the contact line nsc fig. 19. Thus, in the same FIG. 19, the force S'r 'is represented by the force AÏ, and the force 88ru. equal and con-braire L 8 ';' ,, is represented by the force sT ". therefore, the peripheral force, the. measurement of the angle at the top of the wheel, and the inclination of the surfaces contact between the teeth, results in the pair of gears being subjected simultaneously (see fig. 19):
1 - the peripheral force sP which tends to rotate the wheel clockwise;
2 - to the force sT 'which tends to the same goal; 3 - to. the force sT which tends to. stop the rotation of the gears.
Meanwhile, in fig. 20, we have:
EMI33.4
B'F '= SQ "0013 41' 17 '17" "277.05 x 6,' 5141 = 2t8.17; and 8'r '# S'F' oos (90 '- 41- 17' 1?" ) * 2t78.1 '. 0013 48 # 42 '43 "= 208.17 x 0.65985 137.36 kilograms.
Obviously, we also have S'r "= 137.36 kilograms.
Now, in FIG. 19, we obtain the resultant a2 of the forces aP and sT.
EMI33.5
But sP = 100, eT 137, 36, therefore sR = 1,1002 x 137.362 = 169.90 kilograms. The effect of this resultant, only in relation to the wheel, -It-
<Desc / Clms Page number 34>
is sR x o'H.
EMI34.1
We can deduce the lever arm ¯o'H in the following way: Point 0 was at. half the distance between the two pointa is r.
Lowering from the same point s the perpendicular so on the line
EMI34.2
ool, and remembering that in fig. 13, nv = * 4.70 and rz = 3.70,
EMI34.3
we can write: can er1re 470 -b m? é3 4.20 as = #. # .-. M ..- # ...., 30 2 But we can also recall that, in the same fig. 13,
EMI34.4
ov = 20, à6l and oz = 17.261 and therefore (see fig. 19):
EMI34.5
2J261 - 17.261 00 = 7.i, 261 + 20,> 261 - 17.261 = 18 .. 761 17.261 2 18.761 hence
EMI34.6
0'0 - 131 - 18.761 = 118.23çr o's = olo2 + e02 = V112.2392 + 412e - 112.317
EMI34.7
Meanwhile: sa 420 Ang. tg. ao'o = <---- * ### -.--. =. O0374a = 20 8th 35 "0 $ 0 liaez3g
EMI34.8
the angle Bso 'is equal to the angle ao'o, hence ang. Esoe = ang. ESB + ang. B803 = 18% 36 '4 "' 20 after 35" = 20 34 '39 "
EMI34.9
Then! 137.36 Ang. tg.
RsP = ------- = 1, 37360 = 530 56 '40 "100 Given that the abgle B! SP == 900, we have.
EMI34.10
Ang. o'sH = 90 - (ang. Eao * + ang. RsP) = * 908 - (20 34 '39 "+ 53' 56 '4011)"' "1528'41" and the desired lever arm is: o 'H = o's sen 150 38' 41 "- 112.317 x 0.26689 - 29.97 Consequently, the effect of the r6atz.tanta R multiplied by said lever arm, is: sR x o'H = 169, 90 x 29.97 5091.90 kilogram-millimeters
However, the lever arm, on which the peripheral force sP is exerted, is:
<Desc / Clms Page number 35>
o'A = o's. cos. ang.so'P 112.317 x oos 20 34'39 "
EMI35.1
= 113.317 x 0.936afJ 105.15
But sP x o'A = 100 x 105.15 = 10515 kilogram-millimeters it follows that the force sT reduces the effect of the force
EMI35.2
peripheral of the product op x o'A = 10515, to the product OR x o'H = 5091,90,080st that is to say that the force OT produces a braking action of:
10515 - 5091.90 = '5423.10 kilogram-millimeters (2)
EMI35.3
Entretempa, the resultant aR, if we consider its direction, produces a thrust which breaks through the center of the wheel, also
EMI35.4
the to the intensity of the:
force at. but, by analogy with what happens in all the other wheels meshing between axes pa-
EMI35.5
alleles, the sM force opposes the equal op and gong force, which tends to rotate the pinion in the opposite direction to the direction of the peripheral force. On the other hand, the force sT ', equal to the opposite direction to the force sT, tends to rotate the pinion in the direction of the peripheral force.
Therefore, the resultant of said opposing forces, added to the force specified in formula (2), will provide the magnitude of the final braking action.
EMI35.6
Now: aF '= SE * SR oob.ang 0 "$ H - 169.90. Oos 150 2S", 41 "- 169.90 x 0.96374 = - 163.73; oD = oo' sen ang so'o 131 sound 2 8 '35 "
EMI35.7
v z 131 x 0.03739 = 4089 hence: OP x oD 163.73 x 4.89. 800.63 k11ograms- # 11l1meters CA) Then: As angle 860 = angle zsB * 19. 26 # 4 ", this results in:
EMI35.8
00 4j, zo 00 = j .. #. <.-.-. #.-...... ¯ -t Mx ....,. s; la and tg 180 86 "4" 0.33333
EMI35.9
00 =. '00 - 00: -' 18.761 - .1 ,, Va 6.161; hence ON. this water 189 26 '4 "= <6.161 x 0.31621 m 1.98.
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But aT '= 137j36 therefore:
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sT 'x oN = 137.36 x z 8? 1. 9i kilograms-mil1Leter (B)
By subtracting the value found in (B) from that found in (A), we have:
EMI36.3
800.65 - 271.97 m 528.66 kilogram-millimeters Gold: ¯¯¯¯¯ ¯¯¯ --- # -------- os = r oc 2 + SQ: = 2 18a? 61, ¯ 48 -., 88; further 528.66 19.33 = 2 ?.50 kilograms.
So the resultant of the forces sF and à results in a force of 2? ,, '<¯5Q: iii.agrmë acting normally on the line nsr in the opposite direction of the direction of the peripheral force sP and, naturally, with o, A as leverage.
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Maïa, since o'A, = 105.15, we have - 27.50 x 105.15 - 2891.62 (3) By adding the values found in (2) and in (3), we have:
5423.10 + 2891.62 = 8314.72 (4)
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That is to say that it results definitively that the wheel is ensured% - tie simultaneously with the driving action (1) and with braking inaction (4) whose report is:
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831472. ### -.-.-.- <# -. = p 9 10515 So with motor inaction deriving from the peripheral effort,
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there is opposed a final action equal to 79 per cent of said motor action.
But, given that the torque of wheels just described gave in practical tests an efficiency of 70 per cent, it is evident that 30 per cent of the effect of the peripheral force is absorbed by the resistors. passive which translate into a catchy action due to the whole set, while the 70
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The remaining percent is balanced by the 0.79 braking faction which has been determined below, with an excess of 9 percent as the safety margin.
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And here it is demonstrated how we verify the phenomenon of irreversibility between parallel axes.
However, in order to reassure the Patent Examiner, it can be specified that the yield of 70 percent was noted by the Professors of the Higher School of Engineers of NAPLES, the measurements having been made in two different experimental laboratories and in using different devices and means.
In addition, the same Examiner should be reminded that, in the patents filed several years ago by the applicant, it was also claimed irreversibility between parallel axes; but it was obtained by a process that was entirely insufficient for the practical application of the invention, since in fact no practical applications could ever be realized. For the genesis of the invention, it should therefore be noted that, several years ago, we had only vaguely seen a principle, and that it then took several years of study and experience to arrive at the con- a satisfactory clusion which has been amply demonstrated above.
It is also obvious that if we want to transmit a power greater than that which can be transmitted by means of a single pinion, it will suffice to cause several pinions (two or three, depending on what we want) to mesh with the driven wheel. doubling or tripling the power to be transmitted), without modifying any of the components of the driven wheel.
Naturally, these pinions will be connected to each other and to the motor shaft by means of one of the various known systems (gears, chains, trapezoidal belts) as has been shown by way of example in FIGS. 21, 22 and 23.
In addition, it is obvious that one can easily increase the speed ratio given by a single pinion meshing with the wheel, by acting on the transmissions shown in the aforementioned drawings, fig. 21, 22 and 23.