RU192348U1 - ELLIPSCYCLOIDAL GEAR CLIP - Google Patents

ELLIPSCYCLOIDAL GEAR CLIP Download PDF

Info

Publication number
RU192348U1
RU192348U1 RU2019116111U RU2019116111U RU192348U1 RU 192348 U1 RU192348 U1 RU 192348U1 RU 2019116111 U RU2019116111 U RU 2019116111U RU 2019116111 U RU2019116111 U RU 2019116111U RU 192348 U1 RU192348 U1 RU 192348U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
profile
cycloidal
ellipse
gearing
wheel
Prior art date
Application number
RU2019116111U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Дмитриевич Балденко
Сергей Евгеньевич Киршев
Сергей Александрович Ковалевский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные механические системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные механические системы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Альтернативные механические системы"
Priority to RU2019116111U priority Critical patent/RU192348U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU192348U1 publication Critical patent/RU192348U1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/06Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes
    • F16H1/10Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes one of the members being internally toothed

Abstract

Полезная модель относится к зубчатым механизмам внутреннего зацепления и может быть использована в различных отраслях машиностроения в качестве рабочих органов гидравлических машин (насосов и двигателей), компрессоров, ДВС, а также в планетарных редукторах. Задачи, на решение которых направлена полезная модель, заключаются в расширении области применения зубчатых механизмов с кинематическим отношением 2:3, повышении эффективности и гибкости при их проектировании, упрощении технологии изготовления и модификации формы двухзаходного ротора. В эллипсно-циклоидальном зубчатом зацеплении исходный торцовый профиль внешнего колеса представляет собой замкнутый трехзаходный циклоидальный контур, образованный по методу обкатки зубчатой циклоидальной рейки, а сопряженный торцовый профиль внутреннего двухзаходного колеса выполнен в виде эллипса, вписанного в исходный торцовый профиль, причем отношение длин малой и большой полуосей которого назначается в зависимости от сочетания безразмерных геометрических параметров исходного профиля, выраженных коэффициентами внецентроидности, формы зуба и смещения рейки. При этом могут быть получены различные формы сопряженных профилей зубчатых колес и их необходимая модификация в зависимости от конструктивного исполнения и условий эксплуатации, что позволит обеспечить наилучшие показатели зацепления. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.The utility model relates to gear mechanisms of internal gearing and can be used in various branches of mechanical engineering as working bodies of hydraulic machines (pumps and engines), compressors, internal combustion engines, as well as in planetary gearboxes. The tasks that the utility model is aimed at are expanding the scope of gear mechanisms with a kinematic ratio of 2: 3, increasing efficiency and flexibility in their design, simplifying the manufacturing technology and modifying the shape of a double-entry rotor. In an elliptical-cycloidal gearing, the initial end profile of the outer wheel is a closed three-way cycloidal contour formed by the method of rolling in the cycloidal gear, and the conjugated end profile of the internal two-way wheel is made in the form of an ellipse inscribed in the original end profile, the ratio of the lengths of small and large the semi-axis of which is assigned depending on the combination of dimensionless geometric parameters of the initial profile, expressed by the coefficients of the extracentroid spines, tooth shapes and slats. In this case, various forms of mating profiles of gears and their necessary modification depending on the design and operating conditions can be obtained, which will ensure the best gearing performance. 2 s.p. f-ly, 7 ill.

Description

Заявленное техническое решение относится к зубчатым механизмам внутреннего зацепления и может быть использовано в машиностроении в качестве рабочих органов гидравлических машин (насосов и двигателей) с прямыми и винтовыми зубьями, компрессоров, ДВС, а также в планетарных редукторах.The claimed technical solution relates to gear mechanisms of internal gearing and can be used in mechanical engineering as working bodies of hydraulic machines (pumps and engines) with straight and helical teeth, compressors, internal combustion engines, as well as in planetary gearboxes.
Известен зубчатый механизм с внутренним циклоидальным зацеплением, применяемый в качестве рабочего органа многозаходных винтовых забойных двигателей для бурения скважин, с разницей в числах зубьев ротора и статора равной единице, сопряженные торцовые профили которых образуются как огибающие эквидистанты укороченной циклоидальной рейки при ее обкатке по основной окружности (Героторный механизм. А.с. СССР №803572 от 08.10.1979).A gear mechanism with internal cycloidal gearing is known, which is used as a working body of multi-helical downhole motors for drilling wells, with a difference in the number of teeth of the rotor and stator equal to unity, the conjugate end profiles of which are formed as envelopes of the equidistant shortened cycloidal rail when it is run around the main circumference ( Gerotor mechanism. A.S. USSR No. 803572 from 08/10/1979).
Недостатком данного героторного механизма является трудность проектирования и изготовления его торцового профиля, форма которого при заданном контурном диаметре в общем случае определяется сочетанием пяти безразмерных геометрических параметров (кинематического отношения, коэффициентов типа зацепления (эпи или гипо), внецентроидности, формы зуба и смещения рейки), что усложняет технологию изготовления и выбор оптимальной формы профилей, описываемых сложными математическими выражениями, зависящими от сочетания пяти вышеуказанных безразмерных параметров.The disadvantage of this gerotor mechanism is the difficulty of designing and manufacturing its end profile, the shape of which for a given contour diameter is generally determined by a combination of five dimensionless geometric parameters (kinematic ratio, gearing coefficients (epi or hypo), eccentricity, tooth shape, and slat displacement), which complicates the manufacturing technology and the choice of the optimal shape of the profiles described by complex mathematical expressions, depending on the combination of the five above size parameters.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является зубчатый механизм с внутренним эллиптическим зацеплением, взаимоогибаемые торцовые профили статора и ротора которого образуются методом обкатки эллипса по основной окружности (Героторный механизм. Патент РФ №2250340 от 30.08.2002). Недостаток данного зацепления, предельным вариантом которого является зубчатая пара с кинематическим отношением 2:3 (с внутренним колесом в виде эллипса), заключается в сложности параметрических уравнений получаемых сопряженных профилей, которые являются огибающими эллипса и описываются только с использованием численных методов, что усложняет процесс проектирования и изготовления зубчатых колес, а также ограничивает возможности модификации геометрических параметров зацепления.Closest to the proposed technical solution is a gear mechanism with internal elliptical engagement, the mutually bendable end profiles of the stator and rotor of which are formed by rolling the ellipse along the main circle (Gerotor mechanism. RF patent No. 2250340 of 08.30.2002). The disadvantage of this gearing, the limiting version of which is a gear pair with a kinematic ratio of 2: 3 (with an inner wheel in the form of an ellipse), lies in the complexity of the parametric equations of the resulting conjugate profiles, which are envelopes of the ellipse and are described only using numerical methods, which complicates the design process and the manufacture of gears, and also limits the possibility of modifying the geometric parameters of the gearing.
Задачи, на решение которых направлена полезная модель, заключаются в расширении области применения зубчатых механизмов с кинематическим отношением 2:3, повышении эффективности и гибкости при их проектировании, упрощении технологии изготовления и модификации формы двухзаходного ротора.The tasks that the utility model is aimed at are expanding the scope of gear mechanisms with a kinematic ratio of 2: 3, increasing efficiency and flexibility in their design, simplifying the manufacturing technology and modifying the shape of a double-entry rotor.
Поставленные задачи достигаются за счет того, что в зубчатом зацеплении исходный торцовый профиль внешнего колеса представляет собой замкнутый трехзаходный циклоидальный контур, образованный по методу обкатки зубчатой циклоидальной рейки, смещенной в общем случае относительно основной окружности, а сопряженный торцовый профиль внутреннего двухзаходного колеса выполнен в виде эллипса, вписанного в исходный торцовый профиль, причем отношение длин малой и большой полуосей эллипса назначается в зависимости от сочетания безразмерных геометрических параметров исходного профиля, выраженных коэффициентами внецентроидности, формы зуба и смещения рейки. При этом за счет варьирования численными значениями указанных безразмерных геометрических параметров могут быть получены различные формы сопряженных профилей зубчатых колес и их широкая модификация в зависимости от конструктивного исполнения и условий эксплуатации.The tasks are achieved due to the fact that in the gearing the initial end profile of the outer wheel is a closed three-way cycloidal contour formed by the method of running in the cycloidal gear, generally displaced relative to the main circle, and the conjugated end profile of the inner two-way wheel is made in the form of an ellipse inscribed in the initial end profile, and the ratio of the lengths of the minor and major semiaxes of the ellipse is assigned depending on the combination of dimensionless g ometricheskih reference profile parameters, coefficients expressed non centrode, tooth shape and rack displacement. At the same time, by varying the numerical values of these dimensionless geometric parameters, various forms of conjugated gear profiles and their wide modification depending on the design and operating conditions can be obtained.
В дальнейшем заявленная полезная модель поясняется описанием и чертежами.In the future, the claimed utility model is illustrated by the description and drawings.
На фиг. 1 показан исходный циклоидальный торцовый профиль трехзаходного зубчатого колеса, образованный по методу обкатки эквидистанты укороченной циклоидальной рейки, на котором нанесены контурный диаметр Dк профиля, диаметр окружности De выступов зубьев, высота зубьев h, размер
Figure 00000001
между выступом и впадиной зубьев.
In FIG. 1 shows the initial cycloidal end profile of a three-running gear formed by the method of running in the equidistant of a shortened cycloidal rack, on which the contour diameter D of the profile, the circle diameter D e of the tooth protrusions, the height of the teeth h, size
Figure 00000001
between the protrusion and the cavity of the teeth.
На фиг. 2 представлены торцовые профили циклоидального зубчатого зацепления с кинематическим отношением 2:3, построенные при отрицательном (сΔ= - 0,5), нулевом (сΔ=0) и положительном (сΔ=0,5) коэффициенте смешения рейки.In FIG. Figure 2 shows the end profiles of cycloidal gearing with a kinematic ratio of 2: 3, constructed with a negative (with Δ = - 0.5), zero (with Δ = 0) and positive (with Δ = 0.5) mixing ratio of the rail.
На фиг. 3 изображен сопряженный двухзаходный торцовый профиль зубчатого колеса, имеющий форму эллипса с большой и малой полуосями, длины которых составляют соответственно а и b.In FIG. 3 shows a conjugated two-way end face profile of a gear wheel having the shape of an ellipse with major and minor axes, the lengths of which are respectively a and b.
На фиг. 4 изображены варианты эллипсно-циклоидального зубчатого зацепления, построенные при различном отношении длин малой и большой полуосей (b/а=0,56; 0,61; 0,64) и соответствующие исходному циклоидальному профилю с отрицательным, нулевым и положительным смещением рейки.In FIG. Figure 4 shows variants of ellipse-cycloidal gearing, constructed for different ratios of the lengths of the minor and major semi-axes (b / a = 0.56; 0.61; 0.64) and corresponding to the initial cycloidal profile with negative, zero, and positive displacement of the rack.
На фиг. 5 показано сравнение эллипса 1 и идеального сопряженного циклоидального профиля 2 для зацепления, представленного на фиг. 2 (для случая сΔ=0,5).In FIG. 5 shows a comparison of the ellipse 1 and the ideal conjugate cycloidal profile 2 for engagement shown in FIG. 2 (for the case with Δ = 0.5).
На фиг. 6 изображены фазы относительных положений профилей при повороте эллиптического ротора по часовой стрелке с нанесением текущего положения центра ротора.In FIG. Figure 6 shows the phases of the relative positions of the profiles when the elliptical rotor is rotated clockwise with the current position of the center of the rotor plotted.
На фиг. 7 представлено модифицированное эллипсно-циклоидальное зубчатое зацепление, предназначенное для рабочих органов гидромашины, имеющих эластичную обкладку на внутренней поверхности наружного колеса и диаметральный натяг 5 в паре, созданный за счет увеличения длин большой и малой полуосей эллипса.In FIG. 7 shows a modified ellipse-cycloidal gearing intended for hydraulic machine working bodies having an elastic lining on the inner surface of the outer wheel and a diametrical interference 5 in pair, created by increasing the lengths of the major and minor axes of the ellipse.
Во многих отраслях машиностроения нашли применение зубчатые механизмы с внутренним зацеплением, торцовые профили рабочих колес которых представляют собой замкнутые периодические кривые, угловой шаг которых обратно пропорционален числу зубьев. Для образования замкнутого профиля применяют различные методы профилирования на основе использования эвольвентных, циклоидальных и других известных в технике кривых.In many branches of mechanical engineering, gears with internal gearing have been used, the end profiles of the impellers of which are closed periodic curves, the angular pitch of which is inversely proportional to the number of teeth. To form a closed profile, various profiling methods are used based on the use of involute, cycloidal and other curves known in the art.
Торцовые профили таких механизмов, у которых ротор совершает планетарное движение и поэтому называемые героторными, в большинстве случаев являются циклоидальными и образуются от эквидистанты гипо- и эпициклоиды или в общем случае как огибающие эквидистанты укороченной циклоидальной рейки при ее обкатке по основной окружности. Одним из вариантов конструктивного исполнения героторного механизма, используемого при проектировании рабочих органов винтовых насосов и забойных двигателей, является зубчатая пара с кинематическим отношением 2:3, содержащая трехзаходное наружное колесо (статор) и двухзаходное внутреннее колесо (ротор), между циклоидальными торцовыми профилями которых образуются рабочие камеры, заполняемые жидкостью.The end profiles of such mechanisms, in which the rotor makes a planetary motion and therefore called gerotor, in most cases are cycloidal and are formed from the equidistant hypo and epicycloids or, in the general case, as envelopes of the equidistant shortened cycloidal rack when it is run around the main circle. One of the options for the design of the gerotor mechanism used in the design of the working bodies of screw pumps and downhole motors is a gear pair with a kinematic ratio of 2: 3, containing a three-way outer wheel (stator) and a two-way inner wheel (rotor), between which cycloidal end profiles are formed working chambers filled with liquid.
Вместе с тем, для образования сопряженных торцовых профилей зубчатого героторного механизма с кинематическим отношением 2:3 могут рассматриваться также и нетрадиционные методы профилирования с использованием кривых нециклоидального типа.At the same time, for the formation of conjugated end profiles of the gear gerotor mechanism with a kinematic ratio of 2: 3, unconventional methods of profiling using non-cycloidal type curves can also be considered.
Наиболее простым с точки зрения математического описания исходного профиля является зубчатый механизм, внутреннее колесо (ротор) которого представляет собой правильный эллипс, а сопряженный профиль наружного колеса (статора) строится как огибающая эллипса при его обкатке по начальной окружности статора. Однако, как было отмечено выше, такой зубчатый механизм трудно реализуем на практике из-за сложности параметрических уравнений сопряженного колеса.The simplest from the point of view of the mathematical description of the initial profile is a gear mechanism, the inner wheel (rotor) of which is a regular ellipse, and the conjugate profile of the outer wheel (stator) is constructed as the envelope of the ellipse when it is run around the initial circumference of the stator. However, as noted above, such a gear mechanism is difficult to implement in practice due to the complexity of the parametric equations of the coupled wheel.
В этой связи в изобретении предлагается вариант гибридного зубчатого зацепления, для которого исходный и сопряженный торцовые профили колес строятся от различных кривых (циклоидальных и эллипсных), а точность сопряжения взаимодействующих профилей обеспечивается за счет рационального выбора безразмерных геометрических параметров циклоидального (коэффициенты внецентроидности, формы зуба и смещения рейки) и эллипсного (отношение малой и большой полуосей) профиля с учетом конструктивных параметров, физико-механических свойств материалов колес и условий эксплуатации механизма.In this regard, the invention proposes a variant of hybrid gearing, for which the initial and conjugated end profiles of the wheels are constructed from various curves (cycloidal and ellipse), and the accuracy of coupling of interacting profiles is ensured by a rational choice of dimensionless geometric cycloidal parameters (coefficients of eccentricity, tooth shape and displacement of the rail) and ellipse (the ratio of the minor and major semi-axes) profile, taking into account the structural parameters, physico-mechanical properties of the material s wheels and the operating conditions of the mechanism.
Исходный трехзаходный торцовый профиль наружного колеса (фиг. 1) представляет собой огибающую эквидистанты укороченной циклоиды (исходного контура рейки), смещенной в общем случае относительно основной окружности. Форма и кривизна профиля такого колеса при заданном контурном диаметре Dк полностью определяется тремя безразмерными геометрическими параметрами:The initial three-way end profile of the outer wheel (Fig. 1) is the envelope of the equidistant of a shortened cycloid (the initial contour of the rack), displaced in general from the main circle. The shape and curvature of the profile of such a wheel for a given contour diameter D to is completely determined by three dimensionless geometric parameters:
- коэффициентом внецентроидности с0=r/е;- the coefficient of eccentricity with 0 = r / e;
- коэффициентом формы зуба се=rц/е;- tooth shape coefficient with e = r c / e;
- коэффициентом смещения рейки cΔ=Δх/е,- the coefficient of displacement of the rail c Δ = Δx / e,
где r - радиус производящей окружности; е - эксцентриситет; rц - радиус эквидистанты; Δx - смещение исходного контура рейки.where r is the radius of the generating circle; e - eccentricity; r c is the equidistant radius; Δx is the displacement of the initial contour of the rail.
Сопряженный торцовый профиль внутреннего двухзаходного циклоидального колеса строится аналогичным образом с учетом изменения на единицу числа заходов и коррекции смещения исходного контура рейки исходя из условий зацепления выступов и впадин зубьев колес.The conjugated end profile of the inner two-way cycloidal wheel is constructed in a similar manner taking into account the change per unit of the number of entries and the correction of the displacement of the initial contour of the rack based on the conditions of engagement of the protrusions and depressions of the teeth of the wheels.
Торцовые профили зубчатых колес с внутренним циклоидальным зацеплением (в том числе и с кинематическим отношением 2:3) могут иметь различную форму в зависимости от выбранного при их построении коэффициента смещения исходного контура рейки сΔ (фиг. 2).End profiles of gears with internal cycloidal engagement (including those with a kinematic ratio of 2: 3) can have a different shape depending on the displacement coefficient of the original rail contour with Δ selected in their construction (Fig. 2).
Для циклоидального зацепления максимальный и минимальный диаметры исходного профиля (соответственно по окружностям вершин впадин и выступов зубьев) составляютFor cycloidal engagement, the maximum and minimum diameters of the initial profile (respectively, along the circumferences of the tops of the depressions and protrusions of the teeth) are
Figure 00000002
Figure 00000002
Межосевое расстояние (эксцентриситет) героторного механизма равняется половине высоты зубьев:The center distance (eccentricity) of the gerotor mechanism is equal to half the height of the teeth:
Figure 00000003
Figure 00000003
В эллиптическом зацеплении с кинематическим отношением 2:3 исходным профилем является непосредственно контур эллипса (фиг. 3), форма и кривизна которого определяются одним безразмерным коэффициентом, представляющим собой отношение длин малой и большой полуосей эллипса b/а.In an elliptical meshing with a kinematic ratio of 2: 3, the initial profile is directly the contour of the ellipse (Fig. 3), the shape and curvature of which are determined by one dimensionless coefficient, which is the ratio of the lengths of the minor and major semiaxes of the ellipse b / a .
Сопряженный эллиптический профиль строится как внешняя огибающая эллипса при его обкатке по начальной окружности трехзаходного колеса, радиус которой в 3/2 превышает радиус начальной окружности исходного профиля.The conjugate elliptical profile is constructed as the external envelope of the ellipse when it is run around the initial circumference of the three-way wheel, the radius of which is 3/2 greater than the radius of the initial circumference of the original profile.
В предлагаемом эллипсно-циклоидальном зацеплении исходный торцовый профиль внешнего колеса представляет собой замкнутый трехзаходный циклоидальный контур, образованный по методу обкатки зубчатой циклоидальной рейки, смещенной в общем случае относительно основной окружности, сопряженный торцовый профиль внутреннего двухзаходного колеса выполнен в виде эллипса, вписанного в исходный профиль, а отношение длин малой и большой полуосей эллипса назначается в зависимости от сочетания безразмерных геометрических параметров исходного профиля, выраженных коэффициентами внецентроидности, формы зуба и смещения рейки.In the proposed ellipse-cycloidal engagement, the initial end profile of the outer wheel is a closed three-way cycloidal contour formed by the method of rolling in a cycloidal gear, generally displaced relative to the main circumference, the mated end profile of the inner two-way wheel is made in the form of an ellipse inscribed in the original profile, and the ratio of the lengths of the minor and major semiaxes of the ellipse is assigned depending on the combination of dimensionless geometric parameters of the original Ofil, expressed by the coefficients of eccentricity, tooth shape and displacement of the staff.
Необходимыми условиями выбора геометрических параметров номинального эллипсно-циклоидального зубчатого зацепления (по критерию вписываемости профиля эллипса) являются зависимости:The necessary conditions for choosing the geometric parameters of the nominal ellipse-cycloidal gearing (according to the criterion for the fit of the ellipse profile) are the dependencies:
Figure 00000004
Figure 00000004
С учетом известных выражений диаметральных размеров исходного циклоидального профиля по выступам и впадинам его зубьев (1), система уравнений (3) приводится к следующему виду:Given the known expressions of the diametrical dimensions of the initial cycloidal profile along the protrusions and depressions of its teeth (1), the system of equations (3) is reduced to the following form:
Figure 00000005
Figure 00000005
Таким образом, при проектировании эллипсно-циклоидального зацепления отношение длин малой и большой полуосей эллипса назначается в зависимости от сочетания безразмерных геометрических параметров исходного профиля, выраженных коэффициентами внецентроидности, формы зуба и смещения рейки.Thus, when designing an ellipse-cycloidal gearing, the ratio of the lengths of the minor and major axes of the ellipse is assigned depending on the combination of dimensionless geometric parameters of the initial profile, expressed by the coefficients of eccentricity, tooth shape and the displacement of the staff.
В качестве примера на фиг. 4 представлены три варианта исполнения эллипсно-циклоидального зацепления при различных значениях коэффициента сжатия эллипса b/а.As an example in FIG. 4 shows three options for the execution of ellipse-cycloidal engagement for various values of the compression coefficient of the ellipse b / a .
Окончательный выбор оптимального варианта будет определяться исходя из условия минимальной погрешности в зацеплении (фиг. 5), выражаемой отклонением эллипса относительно идеального сопряженного профиля (огибающей исходного циклоидального профиля при его обкатке по начальной окружности).The final choice of the best option will be determined on the basis of the condition of the minimum error in engagement (Fig. 5), expressed by the deviation of the ellipse relative to the ideal conjugate profile (the envelope of the initial cycloidal profile when it is run in the initial circle).
В рассматриваемых на фиг.4 вариантах оптимальным является использование профиля, характеризующегося положительным смещением зубчатой рейки (сΔ>0) при образовании исходного циклоидального профиля.In the variants considered in FIG. 4, it is optimal to use a profile characterized by a positive displacement of the rack (with Δ > 0) during the formation of the initial cycloidal profile.
Относительные положения профилей за рабочий цикл механизма при повороте эллиптического ротора на угол ϕ=60° для зацепления с положительным смещением (фиг. 6) демонстрируют практически полное взаимоогибание профилей в любой фазе их сопряжения, что позволяет использовать эллипсно-циклоидальное зацепление при создании различного типа гидравлических машин и механических передач.The relative positions of the profiles for the working cycle of the mechanism when the elliptical rotor is rotated through an angle ϕ = 60 ° for engagement with a positive displacement (Fig. 6) demonstrate almost complete mutual bending of the profiles in any phase of their conjugation, which allows the use of ellipse-cycloidal engagement when creating various types of hydraulic machines and mechanical gears.
При проектировании эллипсно-циклоидальных зубчатых колес форма их зубьев и кривизна рабочего контура могут варьироваться в широких пределах в зависимости от сочетания между безразмерными коэффициентами (с0; се; сΔ; b/а), что позволит обеспечить наилучшие показатели зацепления (с геометрической, кинематической и силовой точек зрения), в том числе за счет выбора оптимальной кривизны и относительного скольжения взаимодействующих профилей при упрощении технологического процесса изготовления и расширении возможности модификации профиля двухзаходного колеса.When designing ellipse-cycloidal gears, the shape of their teeth and the curvature of the working contour can vary widely depending on the combination between dimensionless coefficients (c 0 ; c e ; c Δ ; b / a ), which will ensure the best gearing performance (with geometric kinematic and force points of view), including by choosing the optimal curvature and relative sliding of the interacting profiles while simplifying the manufacturing process and expanding the possibility of modifying the pros I double-threaded wheel.
Наиболее перспективной областью применения эллипсно-циклоидального зубчатого зацепления являются гидравлические героторные механизмы, у которых внутренняя поверхность колеса с исходным профилем оснащена эластичной обкладкой. Такое исполнение рабочих органов гидромашины позволяет регулировать натяг в паре ротор-статор и использовать рабочие жидкости с широким диапазоном показателей свойств, в том числе с высоким содержанием механических примесей.The most promising field of application of ellipse-cycloidal gearing is hydraulic gerotor mechanisms, in which the inner surface of the wheel with the original profile is equipped with an elastic lining. This performance of the working bodies of the hydraulic machine allows you to adjust the tightness in the rotor-stator pair and use working fluids with a wide range of performance indicators, including those with a high content of mechanical impurities.
В этом случае недостаток предлагаемого зацепления, теоретически обусловленный некоторой погрешностью профилирования эллипсного колеса по сравнению с идеально огибаемым сопряженным циклоидальным профилем, будет практически устранен в связи с усадкой эластомера при изготовлении статора и связанной с этим явлением невозможностью и отсутствием необходимости обеспечения условий абсолютной взаимоогибаемости сопряженных зубчатых колес при любом способе их профилирования (с учетом упругой деформации эластомера, компенсирующей погрешности профилирования и изготовления колес).In this case, the disadvantage of the proposed engagement, theoretically due to a certain error in the profiling of the ellipse wheel as compared with the ideally enveloped conjugate cycloidal profile, will be practically eliminated due to the shrinkage of the elastomer in the manufacture of the stator and the impossibility and the absence of the need to ensure conditions for the absolute mutual bendability of the mating gears with any method of profiling them (taking into account the elastic deformation of the elastomer, compensating for the error STI wheels profiling and manufacturing).
В эллипсно-циклоидальном героторном механизме с эластичной обкладкой статора для создания необходимого натяга или зазора в паре ротор-статор (фиг. 7) длины малой и большой полуосей эллипса корректируются в зависимости от толщины и физико-механических свойств эластомера. Это позволит наиболее простым образом регулировать натяг в паре при разработке одновинтовых гидравлических машин для заданных конструктивных параметров и условий эксплуатации. При этом в отличие от традиционного циклоидального зацепления профиль эллиптического ротора может быть скорректирован по размерам окружностей выступов и впадин (а; b) свободным образом, когда изменение длин большой и малой полуосей эллипса осуществляется независимо, что создает возможность реализации широкой модификации зубчатого зацепления исходя из условий достижения заданной рабочей характеристики гидромашины и ее энергетических и трибологических показателей.In an ellipse-cycloidal gerotor mechanism with an elastic stator lining to create the necessary interference or clearance in the rotor-stator pair (Fig. 7), the lengths of the ellipse minor and major axles are adjusted depending on the thickness and physico-mechanical properties of the elastomer. This will allow the easiest way to adjust the tightness in pairs when developing single-screw hydraulic machines for given design parameters and operating conditions. In this case, unlike traditional cycloidal gearing, the profile of the elliptical rotor can be adjusted according to the size of the circumferences of the protrusions and troughs ( a ; b) in a free way, when the lengths of the major and minor axes of the ellipse are changed independently, which makes it possible to implement a wide modification of gearing based on the conditions achievement of a given working characteristic of the hydraulic machine and its energy and tribological indicators.
Таким образом, использование эллипсно-циклоидального зубчатого зацепления открывает новые конструктивные и технологические возможности при создании зубчатых механизмов и рабочих органов гидравлических машин с внутренним зацеплением.Thus, the use of ellipse-cycloidal gearing opens up new design and technological possibilities when creating gear mechanisms and working bodies of hydraulic machines with internal gearing.
Техническим результатом заявленной полезной модели является расширение области применения, упрощение процесса проектирования, изготовления и модификации зубчатых колес и рабочих органов машин, в конструкции которых используются сопряженные торцовые профили, что создает предпосылки дальнейшего повышения эффективности применения зубчатых передач и объемных роторных гидромашин в различных отраслях машиностроения.The technical result of the claimed utility model is to expand the scope, simplify the process of designing, manufacturing and modifying the gears and working bodies of machines in the construction of which conjugated end profiles are used, which creates the prerequisites for further improving the efficiency of the use of gears and volumetric rotary hydraulic machines in various engineering industries.

Claims (2)

1. Эллипсно-циклоидальное зубчатое зацепление, состоящее из пары колес внутреннего зацепления с числами зубьев (заходов), отличающимися на единицу, причем исходный торцовый профиль внешнего колеса представляет собой замкнутый трехзаходный циклоидальный контур, образованный по методу обкатки зубчатой циклоидальной рейки, смещенной в общем случае относительно основной окружности, отличающееся тем, что сопряженный торцовый профиль внутреннего двухзаходного колеса выполнен в виде эллипса, вписанного в исходный торцовый профиль, а отношение длин малой и большой полуосей эллипса назначается в зависимости от сочетания безразмерных геометрических параметров исходного профиля, выраженных коэффициентами внецентроидности, формы зуба и смещения рейки.1. An ellipse-cycloidal gearing, consisting of a pair of internal gear wheels with the number of teeth (gears) differing by one, and the initial end profile of the external wheel is a closed three-way cycloidal contour formed by the method of rolling in a gear cycloid rack, displaced in the General case relative to the main circle, characterized in that the conjugated end profile of the inner double-entry wheel is made in the form of an ellipse inscribed in the original end profile, and the ratio the lengths of the minor and major semiaxes of the ellipse are assigned depending on the combination of dimensionless geometric parameters of the initial profile, expressed by the coefficients of eccentricity, tooth shape and the displacement of the staff.
2. Эллипсно-циклоидальное зубчатое зацепление по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность колеса с исходным профилем оснащена эластичной обкладкой, а длины малой и большой полуосей эллипса корректируются в зависимости от требуемого натяга или зазора в зацеплении, толщины и физико-механических свойств эластомера обкладки.2. The ellipse-cycloidal gearing according to claim 1, characterized in that the inner surface of the wheel with the original profile is equipped with an elastic lining, and the lengths of the minor and major semi-axes of the ellipse are adjusted depending on the required interference fit or clearance, thickness and physico-mechanical properties elastomer lining.
RU2019116111U 2019-05-24 2019-05-24 ELLIPSCYCLOIDAL GEAR CLIP RU192348U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116111U RU192348U1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 ELLIPSCYCLOIDAL GEAR CLIP

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116111U RU192348U1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 ELLIPSCYCLOIDAL GEAR CLIP

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU192348U1 true RU192348U1 (en) 2019-09-13

Family

ID=67990091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116111U RU192348U1 (en) 2019-05-24 2019-05-24 ELLIPSCYCLOIDAL GEAR CLIP

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU192348U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1337202A1 (en) * 1985-09-09 1987-09-15 Московский автомеханический институт Method of cutting cylindrical surfaces
US6244843B1 (en) * 1997-09-04 2001-06-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Internal gear pump
RU2250340C2 (en) * 2002-08-30 2005-04-20 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" Gear mechanism
EP2592271A2 (en) * 2011-11-08 2013-05-15 Yamada Manufacturing Co., Ltd. Inner rotor of an internal gear pump
US9771800B2 (en) * 2014-05-22 2017-09-26 Jirí DVORÁK Rotary motor with geared transmission for use of compressible media drive

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1337202A1 (en) * 1985-09-09 1987-09-15 Московский автомеханический институт Method of cutting cylindrical surfaces
US6244843B1 (en) * 1997-09-04 2001-06-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Internal gear pump
RU2250340C2 (en) * 2002-08-30 2005-04-20 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" Gear mechanism
EP2592271A2 (en) * 2011-11-08 2013-05-15 Yamada Manufacturing Co., Ltd. Inner rotor of an internal gear pump
US9771800B2 (en) * 2014-05-22 2017-09-26 Jirí DVORÁK Rotary motor with geared transmission for use of compressible media drive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3709055A (en) Gear tooth profile
US8789437B2 (en) Eccentrically cycloidal engagement of toothed profiles having curved teeth
JP5733528B2 (en) Tooth profile for rotor of positive displacement type external gear pump
KR101263037B1 (en) Crescent gear pump with novel rotor set
CN103453078B (en) A kind of harmonic wave speed reducing machine of novel wave-generator
CN106402285B (en) Eccentric swinging type planetary gear speed reducer capable of increasing output torque
EP3387294A1 (en) Conjugate gears with continuous tooth flank contact
WO2009110108A1 (en) Volumetric flowmeter and helical gear
WO2001001020A1 (en) Helical and spur gear drive with double crowned pinion tooth surfaces and conjugated gear tooth surfaces
JP2000065163A (en) Gear profile calculating device and method used for shaft-driven device
CN110067833A (en) A kind of bicircular arcs mesh with backlash less-tooth-difference planetary transmission
RU192348U1 (en) ELLIPSCYCLOIDAL GEAR CLIP
CN105221704B (en) The raising method of the registration of external toothing cycloid gear
RU2250340C2 (en) Gear mechanism
CN107023480B (en) A kind of complete smooth twin-screw liquid pump screw rotor
RU184504U1 (en) Gear wheel with harmonious teeth profile
CN206694248U (en) A kind of complete smooth twin-screw liquid pump screw rotor
Baldenko Wheel Tooth Profiles of Hydraulic Machines and Mechanical Gears: Traditions and Innovations
CN110242561A (en) A kind of the big flow screw rotor and its design method of Quimby pump
CN202690900U (en) Novel tooth-shaped gear eccentric drive mechanism
CN207161329U (en) A kind of complete smooth three screw pump screw rotor
CN105202151B (en) The raising method of the registration of internal messing cycloid gear
JP4203531B1 (en) Volumetric flow meter
CN210218105U (en) Eccentric involute Roots rotor
CN212508795U (en) Multi-point meshing screw rotor of double-screw pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20191009