RU2695016C1

RU2695016C1 - Transmission profile of engagement

Info

Publication number: RU2695016C1
Application number: RU2018117852A
Authority: RU
Inventors: Валерий Петрович Калиниченко
Original assignee: Валерий Петрович Калиниченко
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2019-07-18
Also published as: RU2695016C9

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: gear transmission includes a pair of gear wheels, the contact line of engagement profile of which provides a convex-concave contact of conjugated gear wheels with pitch circles R1, R2, a line of centers of conjugated wheels O1–O2 and an engagement pole P on parallel shafts, engagement angle of which ranges from 0 to 70°, interface of tooth (D) and base (H) tooth profiles is made with straight line section, conjugation of gear wheel contact profile is made with specified gap size δ. Line of contact of gearing profile is arranged in the form of sections in series conjugated sections of straight line with subsequent smoothing. Smoothing of tooth profile of tooth of engagement is made so that smoothing curve has minimum variation of curvature along profile and is located on one side in relation to straight line of direction of section 1 of tooth root. Smoothing of tooth engagement tooth profile is made so that smoothing curve has minimum variation of curvature along profile and is located on one side in relation to straight line of direction of section 1 of tooth profile. Smoothing of the profiles of the stem and the tooth of the engagement tooth is made so that variation of the gap between the profile of the root and tooth of engagement is minimal.EFFECT: enabling increase in the engagement reliability.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к синтезу зубчатой передачи, профиль зацепления которой обеспечивает выпукло-вогнутый контакт элементов зацепления.The invention relates to the synthesis of gear, the gearing profile of which provides a convex-concave contact of the gearing elements.

Синтез зубчатой передачи с профилем зубчатого зацепления, обеспечивающим преимущества перед известными техническими решениями, является актуальной задачей.The synthesis of gears with a gearing profile, which provides advantages over the known technical solutions, is an urgent task.

Недостаток использования простых графических образов и их комбинаций - эвольвента, циклоида, окружность, прямая линия - для построения зубчатого зацепления приводит к недостаткам в работе реальных устройств. Главные из этих недостатков - контакт выпуклых рабочих профилей (эвольвента); варьирование угла зацепления в излишне широких пределах, нулевой угол зацепления на делительной окружности (циклоида); невозможность обеспечить непрерывность зацепления (дуга окружности, сопряженные простые графическими образы, включая прямую линию в сопряжении с другими линиями для описания профиля зацепления).The lack of use of simple graphical images and their combinations - the involute, cycloid, circle, straight line - to build gearing leads to shortcomings in the operation of real devices. The main of these drawbacks is the contact of the convex work profiles (evolvent); variation of the angle of engagement in an excessively wide range, zero angle of engagement on the pitch circle (cycloid); the inability to ensure continuity of the link (arc of a circle, conjugated simple graphic images, including a straight line in conjunction with other lines to describe the link profile).

Используют математические функции, которыми описывают форму профиля зацепления в привычных математических символах, а затем полученные простые математические зависимости переводят в числовую форму согласно требованиям того или иного оборудования, предназначенного для выполнения зацепления в физическом виде. Однако синтезированное зацепление сложной с точки зрения математики формы профиля в физическом виде можно выполнить на сложном современном оборудовании, для которого значительно проще наперед задать непосредственно массив данных о форме изготовляемого объекта, чем выполнять его перерасчет из стандартных математических соотношений.Mathematical functions are used that describe the shape of the engagement profile in the usual mathematical symbols, and then the resulting simple mathematical dependencies are converted into numerical form according to the requirements of one or another equipment designed to perform the engagement in physical form. However, the synthesized meshing of a complex from the point of view of mathematics form of the profile in the physical form can be performed on complex modern equipment, for which it is much easier to set the data directly about the shape of the object being produced than to recalculate it from standard mathematical relationships.

Указанные недостатки следует преодолевать на основе теоремы Виллиса (Теория механизмов и машин (ТММ) http://nuru.ru/tmm.htm), используя эвристический подход и современные возможности синтеза сложных линий. Это позволяет отказаться от стремления описать профиль зацепления линией, имеющей аналитическое выражение, или совмещенными отрезками разных простых линий.These drawbacks should be overcome on the basis of the Willis theorem (Theory of Mechanisms and Machines (TMM) http://nuru.ru/tmm.htm), using a heuristic approach and modern possibilities for the synthesis of complex lines. This allows you to abandon the desire to describe the profile of the engagement line, which has an analytical expression, or combined segments of different simple lines.

Системный недостаток эвольвентного зацепления контакт выпуклых поверхностей. Для улучшение эвольвентного зацепления предлагают увеличение высоты зуба с 1.0 до 1.25 m (Dennis P. Townsend, Berl В. Baber, and Andrew Nagy. Evaluation of High-Contact-Ratio Spur Gears With Profile Modification, NASA Technical Paper 1458, SEPTEMBER 1979, 23 p. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19790023433.pdf), но это не дает заметного результата ввиду увеличения доли тангенциальных напряжений в контакте профилей зацепления, повышенного трения, уменьшения прочности удлиненного зуба на изгиб.The system lack of involute gearing is the contact of convex surfaces. To improve the involute gear, an increase in the height of the tooth from 1.0 to 1.25 m is proposed (Dennis P. Townsend, Berl B. Baber, and Andrew Nagy. Evaluation of Spur Gears With Profile Modification, NASA Technical Paper 1458, SEPTEMBER 1979, 23 p. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19790023433.pdf), but this does not give a noticeable result due to an increase in the proportion of tangential stresses in the contact of the engagement profiles, increased friction, and a decrease in strength elongated tooth bending.

Циклоидное зацепление обеспечивает выпукло-вогнутый контакт профилей зацепления, что повышает несущую способность и надежность передачи. Но передача чувствительна к изменению межцентрового расстояния, угол линии зацепления варьирует, обусловливая вибрацию и дополнительную нагрузку на подшипники.Cycloid engagement provides a convex-concave engagement of the engagement profiles, which increases the carrying capacity and reliability of the transmission. But the transmission is sensitive to changes in center distance, the angle of the line of engagement varies, causing vibration and an additional load on the bearings.

Выпукло-вогнутая передача Новикова аппроксимирована дугой окружности (Новиков М.Л. Патент SU 109113 А1. Зубчатые передачи, а также кулачковые механизмы с точечной системой зацепления. МПК ⁶ F16H 1/00, F16H 25/04, F16H 55/08. Заявка: 550525, 19.04.1956. Опубликовано: 01.01.1957; High-Conformal Gearing: Kinematics and Geometry. By Stephen P. Radzevich CRC Press, Jan 5, 2016, Science, 332 pages). Она обеспечивает высокую несущую способность, но имеет точечный дозаполюсный (дополюсный, заполюсный) контакт в профиле зацепления, потому применима только в косозубых передачах.The convex-concave gear of Novikov is approximated by a circular arc (Novikov ML. Patent SU 109113 A1. Gears, as well as cam mechanisms with a point engagement system. IPC ⁶ F16H 1/00, F16H 25/04, F16H 55/08. Application: 550525, April 19, 1956. Published: 01/01/1957; High-Conformal Gearing: Kinematics and Geometry. By Stephen P. Radzevich CRC Press, Jan 5, 2016, Science, 332 pages). It provides a high bearing capacity, but has a pinhole (under polarized, polar) contact in the engagement profile, therefore it is applicable only in helical gears.

Для оптимизации сопряжения профилей циклоидного зацепления, в позиции профиля на делительной окружности выполняют паз-углубление в месте сопряжения эпициклоиды и гипоциклоиды, который исключает контактные напряжения в этом месте профиля зацепления в случае неточности межцентрового расстояния (Hawkins Richard М US 6837123 В2 Non-involute gears with conformal contact Application number US 10/059,389 Priority date 23 Mar 2001 Publication date 4 Jan 2005 http://www.google.ru/patents/US6837123), но это обнуляет поток крутящего момента в самом оптимальном с этой точки зрения процесса месте сопряжения профилей колес - в полюсе зацепления, к тому же, уменьшается перекрытие передачи.To optimize the conjugation of cycloid engagement profiles, in the profile position on the pitch circle, a groove is made at the interface of epicycloid and hypocycloid, which eliminates contact stresses at this location of the engagement profile in case of inaccuracy of the center distance (Hawkins Richard M US 6837123 B2). conformal contact Application number US 10 / 059,389 Priority date 23 Mar 2001 Publication date 4 Jan 2005 (http://www.google.com/patents/US6837123), but this nulls the flow of torque in the most optimal from this point of view process of the pairing of profiles wheels - at the pole behind clinging, moreover, reduced transmission overlap.

Применяют зубчатую передачу, содержащую прямолинейные участки линии зацепления вблизи полюса зацепления, выпуклый профиль головок зубьев и вогнутый профиль ножек зубьев, образованный дугой окружности (Ворончихин М.А. Патент SU 1677411 А1. Зубчатая передача внешнего зацепления МПК: F16H 1/08 (1990.01). Заявка: 88 4612714, 02.11.1988. опубликовано: 20.11.2000. БИ №32), что обеспечивает передачу потока крутящего момента в полюсе зацепления (прототип). Но имеет место несоблюдение теоремы Виллиса за пределами полюса зацепления ввиду аппроксимации профиля зацепления дугой окружности. Выше отмечено, что профиль в виде дуги окружности не обеспечивает непрерывности зацепления, как это показано в (Новиков М.Л. SU 109113 А1. Зубчатые передачи, а также кулачковые механизмы с точечной системой зацепления. МПК ⁶ F16H 1/00, F16H 25/04, F16H 55/08. Заявка: 550525, 19.04.1956. Опубликовано: 01.01.1957).A gear transmission is used that contains straight sections of the engagement line near the engagement pole, a convex profile of the heads of the teeth and a concave profile of the legs of the teeth formed by an arc of a circle (Voronchikhin MA. Patent SU 1677411 A1. External gear gear of the IPC: F16H 1/08 (1990.01) Application: 88 4612714, 02.11.1988. Published: 11/20/2000 (BI No. 32), which ensures the transmission of a torque flow in the gearing pole (prototype). But there is a non-observance of the Willis theorem outside the linking pole due to the approximation of the linking profile by an arc of a circle. It was noted above that the profile in the form of a circular arc does not ensure the continuity of engagement, as shown in (Novikov, M.L. SU 109113 A1. Gears, as well as cam mechanisms with a point engagement system. IPC ⁶ F16H 1/00, F16H 25 / 04, F16H 55/08. Application: 550525, 04/19/1956 Published: 1/1/1957).

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание зубчатой передачи, включающей пару зубчатых колес, линия контакта профиля зубчатого зацепления которых, выполненная в виде последовательно сопряженных отрезков прямой линии с последующим сглаживанием, обеспечивает выпукло-вогнутый контакт элементов зацепления, ненулевой начальный угол зацепления, относительно невысокое варьирование угла зацепления при сопряжении разных участков профиля, соблюдение условия непрерывности зацепления при сопряжении рабочих участков профиля.The technical task to be solved by the invention is the creation of a gear transmission comprising a pair of gear wheels, the contact profile of the gearing profile of which, made in the form of successively conjugate straight line segments followed by smoothing, provides a convex-concave contact of the engagement elements, a non-zero initial angle engagement, relatively low variation of the engagement angle when mating different sections of the profile, observing the condition of continuity of engagement with opryazhenii working sections of the profile.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании изобретения, является создание возможности синтезировать выпукло-вогнутый профиль зацепления, который имеет ненулевой начальный угол зацепления, невысокое варьирование угла зацепления при сопряжении участков профиля вдоль линии контакта и обеспечивает соблюдение условия непрерывности зацепления при сопряжении участков профиля вдоль линии контакта.The technical result obtained by the practical use of the invention is to create an opportunity to synthesize a convex-concave engagement profile that has a nonzero initial engagement angle, a low variation of the engagement angle when the profile sections are paired along the contact line and ensures the continuity of the engagement conditions of the profile sections .

Зубчатая передача, включающая пару зубчатых колес, линия контакта профиля зубчатого зацепления которых выполнена в виде последовательно сопряженных отрезков прямой линии с последующим сглаживанием, обеспечивающая выпукло-вогнутый контакт элементов зацепления профиль пары сопряженных зубчатых колес с делительными окружностями R1, R2 и линией центров сопряженных колес O1-O2, на параллельных валах имеет угол зацепления, который составляет от 0 до 70°. Сопряжение профиля головки зуба и профиля основания зуба выполнено отрезком прямой линии. Сопряжение профиля контакта зубчатых колес выполнено с наперед заданным размером зазора. Сопряжение профиля контакта колеса с вспомогательными элементами профиля выполнено согласно стандартным принципам обеспечения беспрепятственного взаимодействия элементов зацепления на линии контакта профилей зубчатого зацепления пары сопряженных колес, надежности зацепления и формы элементов зацепления.Gearing, which includes a pair of gears, the contact line of the gearing profile of which is made in the form of successively conjugated straight line segments with subsequent smoothing, providing convex-concave contact of the engagement elements, the profile of a pair of mating gears with separating circles R1, R2 and the line of the centers of conjugate wheels O1 -O2, on parallel shafts, has an engagement angle that ranges from 0 to 70 °. The mating of the profile of the head of the tooth and the profile of the base of the tooth is made by a straight line segment. The contact profile of the gear wheels is mated with a predetermined gap size. The contact profile of the wheel contact with the auxiliary profile elements is made according to the standard principles of ensuring unhindered interaction of the gearing elements on the line of contact of the gearing profiles of a pair of mating wheels, the reliability of the gearing and the form of the gearing elements.

Линия контакта профиля зубчатого зацепления выполнена в виде участков последовательно сопряженными отрезками прямой линии с последующим сглаживанием.The contact line of the gearing profile is made in the form of sections sequentially mated straight line segments, followed by smoothing.

Первый участок профиля контакта ножки зуба зацепления колеса выполнен в виде отрезка прямой линии длиной от 0,02 до 0,2 m от точки на начальной окружности колеса, расположенной назад по направлению вращения колеса на расстоянии, составляющем δ/Cos(α), где δ наперед заданный размер зазора, α наперед заданный начальный угол зацепления, от полюса зацепления, ориентированного в сторону оси колеса под углом α к линии центров сопряженных колес.The first section of the contact profile of the tooth tooth of the wheel is made in the form of a straight line segment with a length from 0.02 to 0.2 m from a point on the initial wheel circumference located back in the direction of wheel rotation at a distance of δ / Cos (α), where δ in advance of the specified gap size, α in advance of the specified initial angle of engagement, from the engagement pole oriented toward the wheel axis at an angle α to the line of the centers of the conjugate wheels.

Первый участок профиля контакта головки зуба противоположного колеса выполнен в виде отрезка прямой линии длиной от 0,4 до 0,99 от длины первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса от полюса зацепления и ориентирован в сторону оси колеса параллельно первому участку профиля контакта ножки зуба зацепления колеса.The first section of the contact profile of the head of the tooth of the opposite wheel is made in the form of a straight line length from 0.4 to 0.99 from the length of the first section of the contact profile of the gear teeth of the wheel from the gearing pole and is oriented towards the wheel axis parallel to the first section of the gear teeth contact profile wheels.

Профиль контакта ножки зуба зацепления колеса, начиная от противоположного делительной окружности конца первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса, выполнен последовательно сопряженными отрезками прямой линии.The contact profile of the tooth pinion of the wheel, starting from the opposite pitch circle of the end of the first section of the contact profile of the wheel tooth of the wheel engagement, is made in series with straight line segments.

Длина второго участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса составляет от 0,5 до 0,8 длины первого участка, длина третьего и каждого n последующего участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса составляет от 1,0 до 1,8 длины предыдущего участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса.The length of the second section of the contact profile of the gear tooth of the wheel is from 0.5 to 0.8 length of the first section, the length of the third and each n subsequent section of the contact profile of the wheel of the tooth of the wheel engagement is 1.0 to 1.8 length of the previous section of the contact profile of the leg tooth engagement wheel.

Второй участок профиля контакта ножки зуба зацепления колеса выполнен ориентированным под углом к направлению первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса так, что угол зацепления в средней позиции второго участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса отличается от наперед заданного начального угла зацепления на наперед заданную величину инкремента угла второго участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса.The second section of the contact profile of the wheel of tooth gearing is made oriented at an angle to the direction of the first section of the contact profile of the wheel of tooth gearing so that the angle of engagement in the middle position of the second section of the contact profile of the wheel of tooth gear wheel differs from the predetermined initial angle of gearing the angle of the second portion of the contact profile of the tooth leg of the gearing wheel.

Третий и каждый последующий участки n профиля контакта ножки зуба зацепления колеса выполнены ориентированными под углом к направлению предыдущего участка так, что угол зацепления в средней позиции участка отличается от угла зацепления в средней позиции предыдущего участка на заданную величину инкремента, где n - номер отрезка.The third and each subsequent sections n of the contact profile of the gear teeth of the wheel are made oriented at an angle to the direction of the previous section so that the angle of engagement in the middle position of the section differs from the angle of engagement in the middle position of the previous section by the specified increment value, where n is the segment number.

Профиль контакта головки зуба зацепления противоположного колеса, начиная от противоположного делительной окружности конца первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления противоположного колеса, выполнен последовательно сопряженными отрезками прямой линии.The contact profile of the tooth head of the opposite wheel, starting from the opposite pitch circumference of the end of the first section of the contact profile of the tooth teeth of the opposite wheel, is made in series with conjugated straight line segments.

Второй и каждый последующий участки n профиля контакта головки зуба зацепления противоположного колеса выполнены в виде отрезка прямой линии, ориентированного в сторону оси колеса от противоположно расположенного относительно делительной окружности конца предыдущего участка профиля контакта головки зуба зацепления колеса до точки, расположенной на расстоянии от 0,6 до 0,9 наперед заданного размера зазора от середины второго участка (или последующего участка) профиля контакта ножки зуба зацепления колеса на линии зацепления колес в позиции их очередного дискретного контакта в направлении от участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса к головке зуба зацепления противоположного колеса.The second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth head of the opposite wheel are made in the form of a straight line segment oriented towards the wheel axis from the end of the previous section of the wheel head tooth contact profile located at a distance from 0.6 opposite to the pitch circle. up to 0.9 in advance of a predetermined gap size from the middle of the second section (or the subsequent section) of the contact profile of the leg of the gear teeth of the wheel on the line of the gear wheels in poses tion of another of the discrete contacts in a direction from the contact section of the profile legs engaging tooth wheel to the head of a tooth of the opposite wheel engaging.

Синтез второго и каждого последующего участков n профиля контакта головки зуба зацепления колеса R1 и второго и каждого последующего участков n профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R2 выполнен аналогично построению контакта ножки зуба зацепления колеса R1 и второго и каждого последующего участков n профиля контакта головки зуба зацепления колеса R2.Synthesis of the second and each subsequent sections n of the contact profile of the teeth head of the gearing wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth teeth of the gearing wheel R2 is similar to the construction of the contact of the tooth teeth of the wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth gearing wheel head R2.

Сглаживание профиля ножки зуба зацепления колеса выполнено от точки на первом участке, отстоящей от точки соединения первого и второго участков на величину от 0,02 до 0,05 длины первого участка через окрестность точки на втором участке, отстоящей от точки соединения первого и второго участков на величину от 0,03 до 0,09 длины второго участка, очерченную радиусом от 0,03 до 0,07 наперед заданного размера зазора, и окрестность такого же размера, очерченную вокруг каждой из последующих точек соединения участков от второго до n-го.Smoothing the profile of the leg of the gear teeth is made from a point on the first section, separated from the point of connection of the first and second sections by a value from 0.02 to 0.05 of the length of the first section through the neighborhood of the point on the second section, separated from the point of connection of the first and second sections a value from 0.03 to 0.09 of the length of the second section, delineated with a radius of 0.03 to 0.07 in advance of the specified gap size, and a neighborhood of the same size, delineated around each of the subsequent points of connection of the sections from the second to the nth.

Сглаживание профиля головки зуба зацепления противоположного колеса выполнено в окрестности точки соединения первого и второго участков профиля колеса от точки на первом участке, отстоящей от точки соединения участков на величину от 0,1 до 0,2 длины первого участка через окрестность точки на втором участке, отстоящей от точки соединения первого и второго участков на величину от 0,1 до 0,3 длины второго участка, очерченную радиусом от 0,03 до 0,07 наперед заданного размера зазора, и окрестность такого же размера у каждой из последующих точек соединения участков от 2-го до n-го.Smoothing the profile of the head of the tooth of the opposite wheel is made in the vicinity of the connection point of the first and second sections of the wheel profile from a point in the first section, separated from the connection points by 0.1 to 0.2 times the length of the first section through the point in the second section, from the point of connection of the first and second sections by an amount from 0.1 to 0.3 times the length of the second section, outlined with a radius of 0.03 to 0.07 in advance of a given gap size, and a neighborhood of the same size at each of the subsequent points of connection neniya plots from the 2nd to the nth.

Сглаживание профиля ножки зуба зацепления выполнено так, что сглаживающая кривая имеет минимальное варьирование кривизны вдоль профиля и расположена с одной стороны по отношению к прямой линии направления первого участка профиля ножки зуба.The smoothing of the tooth tooth profile is made in such a way that the smoothing curve has a minimum variation of the curvature along the profile and is located on one side with respect to the straight line of the direction of the first section of the tooth leg profile.

Сглаживание профиля головки зуба зацепления выполнено так, что сглаживающая кривая имеет минимальное варьирование кривизны вдоль профиля и расположена с одной стороны по отношению к прямой линии направления первого участка профиля головки зуба.The smoothing of the tooth head profile is made so that the smoothing curve has a minimum variation of the curvature along the profile and is located on one side with respect to the straight line of direction of the first section of the tooth head profile.

Сглаживание профилей ножки и головки зуба зацепления выполнено так, что варьирование зазора между профилями ножки и головки зуба зацепления минимальное.The smoothing of the profiles of the leg and the head of the tooth of the gearing is made so that the variation of the gap between the profiles of the leg and the head of the tooth of the gearing is minimal.

Изобретение поясняется прилагаемой схемой на фиг., где показаны этапы синтеза профиля линии контакта зубчатого зацепления для ножки зуба (Н) и головки (Г) зуба. Профиль линии контакта передачи зацеплением по фиг. имеет полюс зацепления Р. Зацепление рассмотрено для двух зубчатых колес с делительными окружностями R1, R2 и линией центров сопряженных колес O1-O2. Начальный угол зацепления α₀. Участки профиля 1-7 выполнены на делительных окружностях R1, R2 с зазором δ в зацеплении между контактирующими участками профиля 1-7. Отрезками утолщенной линии выделены сопряжения профилей на текущем участке линии зацепления. Зазор между участками текущего сопряжения профилей показан отрезком прямой линии, ориентированным под текущим углом зацепления от α₁ до α₇ в направлении полюса зацепления Р.The invention is illustrated by the attached diagram in Fig., Which shows the steps of the synthesis of the profile of the line of contact of the gearing for the tooth leg (H) and the tooth head (G). The contact line profile of the gearing in FIG. has a gearing pole P. The gearing is considered for two gears with pitch circles R1, R2 and the line of the centers of the mating wheels O1-O2. The initial angle of engagement α ₀ . Profile sections 1-7 are made on separating circles R1, R2 with a gap δ in engagement between the contacting sections of profile 1-7. The sections of the profiles in the current section of the line of engagement are marked by segments of the thickened line. The gap between the sections of the current conjugation of profiles is shown by a straight line segment oriented at the current angle of engagement from α ₁ to α ₇ in the direction of the pole of the link P.

Профиль передачи зацеплением синтезируют следующим образом (см. чертеж).The transmission profile meshing synthesized as follows (see drawing).

На первом этапе синтеза на делительной окружности каждого колеса R1, R2 выполняют построение участка 1 профиля линии контакта ножки зуба.At the first stage of synthesis, on the pitch circle of each wheel R1, R2, the plot 1 of the line of contact of the tooth foot is built.

Вдоль делительной окружности колеса от полюса зацепления Р назад по направлению вращения колеса откладывают отрезок прямой линии, длина которого равна δ/Cos(α), где δ наперед заданный размер зазора, α наперед заданный начальный угол зацепления. От этой точки откладывают отрезок прямой линии длиной от 0,02 до 0,2 m, ориентированный в сторону оси колеса под углом зацепления α к линии центров сопряженных колес O1-O2. В результате построения получают участок 1 профиля контакта ножки зуба колеса R1.Along the pitch circumference of the wheel from the engagement pole P back in the direction of rotation of the wheel lay a straight line segment whose length is δ / Cos (α), where δ is the predetermined gap size, α is the predetermined initial angle of engagement. From this point, lay a straight line of length from 0.02 to 0.2 m, oriented in the direction of the axis of the wheel at an angle α to the line of the centers of the mating wheels O1-O2. As a result of the construction, a section 1 of the profile of the contact of the tooth of the wheel R1 is obtained.

После этого из полюса зацепления Р от делительной окружности колеса R2 в направлении оси колеса R1 параллельно участку 1 профиля колеса R1 откладывают отрезок прямой линии длиной от 0,4 до 0, 0,99 от длины участка 1 профиля контакта головки зуба колеса R1. В результате построения получают участок 1 профиля контакта головки зуба колеса R2.After that, from the engagement pole P from the pitch circle R2 in the direction of the axis of the wheel R1 parallel to section 1 of the profile of the wheel R1, lay a straight line with a length of 0.4 to 0.99 from the length of section 1 of the contact profile of the head of the wheel R1. As a result of the construction, a section 1 of the contact profile of the head of the tooth of the wheel R2 is obtained.

Профиль контакта ножки зуба зацепления колеса, начиная от противоположного делительной окружности конца первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса, выполнен последовательно сопряженными участками в виде отрезков прямой линии.The contact profile of the tooth pinion of the wheel, starting from the opposite pitch circumference of the end of the first section of the contact profile of the wheel tooth of the gearing wheel, is made in series with the conjugate sections in the form of straight line segments.

На втором этапе выполняют синтеза участка 2 профиля контакта ножки зуба колеса R1. Для этого участок 1 профиля контакта ножки зуба колеса R1 копируют посредством углового смещения вдоль делительной окружности колеса R1 относительно центра окружности O1 до положения, в котором обращенный к оси колеса R1 конец участка 1 профиля контакта ножки зуба колеса R1 займет позицию между делительной окружностью колеса R1 и линией начального угла зацепления α. Угол копирования участка 1 профиля контакта ножки зуба колеса R1 выбирают так, чтобы длина синтезируемого участка 2 профиля контакта ножки зуба зацепления колеса составляла от 0,5 до 0,8 длины участка 1.At the second stage, the synthesis of section 2 of the profile of the contact of the tooth of the wheel R1 is performed. For this, section 1 of the profile of the contact of the tooth of the wheel R1 is copied by angular displacement along the pitch circle of the wheel R1 relative to the center of the circle O1 to a position in which the end of section 1 of the profile of the pin of the tooth wheel R1 facing the axis of the wheel R1 takes position between the pitch circle R1 and the line of initial angle α. The copy angle of the section 1 of the profile of the contact of the tooth of the wheel R1 is chosen so that the length of the synthesized section 2 of the profile of the contact of the tooth of the gear of the wheel is from 0.5 to 0.8 of the length of section 1.

Участок 2 профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1 строят в виде отрезка прямой линии, ориентируя его под углом к направлению участка 1 профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1 так, чтобы угол зацепления в средней позиции участка 2 профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1 отличался от наперед заданного начального угла зацепления на величину инкремента участка 2 профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1. Величину инкремента угла зацепления участка 2 профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1 выбирают экспертно из соображений завершения процедуры синтеза получением приемлемого технического результата профиля зацепления и целесообразной формы элементов зацепления.Section 2 of the contact profile of the gear teeth of the wheel R1 is built as a straight line segment, orienting it at an angle to the direction of the section 1 of the contact profile of the gear teeth of the wheel R1 so that the angle of engagement in the middle position of the section 2 of the contact profile of the gear teeth of the wheel R1 differs from in advance of a given initial angle of engagement by the increment value of section 2 of the contact profile of the pinnacle of the wheel R1. The magnitude of the gearing angle increment of the section 2 of the contact profile of the tooth tooth of the gearing wheel R1 is chosen expertly in order to complete the synthesis procedure by obtaining an acceptable technical result of the gearing profile and the appropriate form of the engagement elements.

На последующих этапах синтеза участков зацепления от 3-го до n-го профиля контакта ножки зуба колеса R1 профиль, полученный на предыдущем этапе синтеза, копируют посредством углового смещения вдоль делительной окружности колеса R1 относительно центра окружности O1 до положения, заданного экспертно назначенной угловой дискретизацией профиля контакта ножки зуба колеса R1. Угол копирования выбирают так, чтобы длина участков зацепления от 3-го до n-го профиля контакта ножки зуба колеса R1 составляла от 1,0 до 1,8 длины предыдущего участка зацепления.At subsequent stages of the synthesis of sections of the gearing from the 3rd to the nth profile of the contact of the tooth shaft of the wheel R1, the profile obtained in the previous synthesis step is copied by means of an angular displacement along the pitch circle R1 relative to the center of the circle O1 to the position specified by the expertly assigned angular profile discretization the contact of the tooth shaft of the wheel R1. The copying angle is chosen so that the length of the engagement sections from the 3rd to the nth contact profile of the tooth leg R1 is from 1.0 to 1.8 times the length of the previous engagement section.

Участки зацепления от 3-го до n-го профиля контакта ножки зуба колеса R1 выполнены в виде отрезков прямой линии, ориентированы под углом к направлению предыдущего участка так, что угол зацепления в средней позиции участка зацепления от 3-го до n-го профиля контакта ножки зуба колеса R1 отличается от угла зацепления предыдущего участка на величину инкремента участка зацепления от 3-го до n-го профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1.The engagement sections from the 3rd to the nth contact profile of the tooth leg R1 are made in the form of straight line segments, oriented at an angle to the direction of the previous section so that the engagement angle in the middle position of the engagement section from the 3rd to nth contact profile the legs of the tooth of the wheel R1 differs from the angle of engagement of the previous section by the increment value of the section of the engagement from the 3rd to the nth contact profile of the foot of the tooth of engagement of the wheel R1.

Угол участка зацепления от 3-го до n-го профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1 представляет собой нарастающую сумму последовательного сложения начального угла зацепления, инкремента угла зацепления участка 2 профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1 и суммы соответствующих номеру дискретного участка инкрементов угла зацепления от 3-го до n-го профиля контакта ножки зуба колеса R1.The angle of the engagement section from the 3rd to the nth contact profile of a pinion of the gearing wheel R1 is the increasing sum of the sequential addition of the initial engagement angle, the increment angle of the engagement section 2 of the contact profile of the toothface of the gearing wheel R1 and the sum of the angle increments corresponding to the number of the discrete portion of the engagement angle from 3rd to the n-th profile of the contact legs of the wheel wheels R1.

Величину инкремента угла зацепления участков зацепления от 3-го до n-го профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1 выбирают экспертно из соображений завершения процедуры синтеза получением приемлемого технического результата профиля зацепления и целесообразной формы элементов зацепления.The magnitude of the gearing angle increment of the engagement sections from the 3rd to the nth contact profile of the pinnacle tooth of the wheel R1 is chosen expertly in order to complete the synthesis procedure by obtaining an acceptable technical result of the engagement profile and the appropriate shape of the engagement elements.

Синтез участков от 2-го до n-го профиля контакта головки зуба зацепления колеса R2 выполняют следующим образом.Synthesis of sections from the 2nd to the nth profile of the contact of the tooth head of the gearing wheel R2 is performed as follows.

Участок 1 профиля контакта ножки зуба колеса R2 копируют посредством углового смещения вдоль делительной окружности колеса R2 относительно центра окружности O2 на угол, соответствующий угловому смещению вдоль делительной окружности колеса R1 участка 1 профиля контакта ножки зуба колеса R1 при синтезе участка 2 профиля контакта ножки зуба колеса R1, с учетом передаточного отношения колес R1 и R2. От середины участка 2 профиля контакта ножки зуба колеса R1 на прямой линии, пересекающей полюс Р, откладывают отрезок прямой линии, составляющий от 0,6 до 0,9 величины наперед заданного размера зазора в зацеплении (отрезок прямой линии расположен на линии зацепления в силу предложенной схемы синтеза, соответственно, перпендикулярен участку 2 профиля контакта ножки зуба колеса R1). C концом отложенного отрезка, противоположным середине участка 2 профиля контакта ножки зуба колеса R1, соединяют противоположный делительной окружности конец участка 1 колеса R2. Синтез 3-го и последующих участков профиля контакта головки зуба зацепления колеса R2 выполняют далее аналогично порядку, описанному для 2-го участка, вплоть до n-го участка профиля контакта головки зуба зацепления колеса R2 (фиг.).The section 1 of the profile of the leg of the tooth of the wheel R2 is copied by angular displacement along the pitch circumference of the wheel R2 relative to the center of the circle O2 by an angle corresponding to the angular displacement along the pitch circumference of the wheel R1 of the section 1 of the profile of the contact of the pedal of the wheel R1 when synthesizing the section 2 of the profile of the contact of the leg of the tooth of wheel R1 , taking into account the gear ratio of the wheels R1 and R2. From the middle of the section 2 of the profile of the contact of the tooth of the wheel R1 on a straight line intersecting the pole P, lay a straight line segment of 0.6 to 0.9 times the predetermined size of the gap in the engagement (the straight line segment is located on the engagement line by virtue of the proposed the synthesis schemes, respectively, are perpendicular to section 2 of the profile of the contact of the tooth shaft of the wheel R1). C end of the deferred segment, opposite the middle of the section 2 of the profile of the contact of the tooth legs of the wheel R1, connect the end of section 1 of the wheel R2 opposite to the pitch circle. The synthesis of the 3rd and subsequent sections of the contact profile of the tooth teeth of the wheel R2 is performed further in the same way as described for the 2nd section, up to the nth section of the contact profile of the tooth teeth of the wheel R2 (FIG.).

Синтез участков от 2-го до n-го профиля контакта головки зуба зацепления колеса R1 и участков от 2-го до n-го профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R2 выполняют аналогично описанной выше последовательности построений участков от 2-го до n-го профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R1 и участков от 2-го до n-го профиля контакта головки зуба зацепления колеса R2.Synthesis of sections from the 2nd to the nth profile of the contact of the tooth head of the gearing wheel R1 and sections from the 2nd to the nth profile of the contact of the tooth shaft of the gearing wheel R2 perform similarly to the above described sequence of plotting sections from the 2nd to the nth profile contact of the pinnacle of the gearing wheel R1 and sections from the 2nd to the nth profile of the contact of the tooth head of the gearing wheel R2.

Синтезированный дискретный профиль сглаживают.Synthesized discrete profile smooth.

Сглаживание профиля ножки зуба зацепления колеса в окрестности точки соединения участков 1, 2 профиля выполняют от точки на участке 1, отстоящей от точки соединения участков 1, 2 на величину от 0,02 до 0,05 длины участка 1 через окрестность точки на участке 2, отстоящей от точки соединения участков 1, 2 на величину от 0,03 до 0,09 длины участка 2, причем окрестность очерчена радиусом 0,03 до 0,07 наперед заданного размера зазора, и через окрестность такого же размера, очерченную вокруг каждой из последующих точек соединения отрезков от 2 до n.Smoothing the profile of the leg of the gear teeth in the vicinity of the junction point of sections 1, 2 of the profile is performed from a point on section 1, which is separated from the connection point of sections 1, 2 by a value from 0.02 to 0.05 of the length of section 1 through the vicinity of a point on section 2, separated from the junction point of sections 1, 2 by an amount from 0.03 to 0.09 of the length of section 2, the neighborhood is outlined with a radius of 0.03 to 0.07 in advance of a predetermined gap size, and through a neighborhood of the same size outlined around each of the subsequent points of connection of segments from 2 to n.

Сглаживание профиля головки зуба зацепления противоположного колеса выполнено в окрестности точки соединения участков 1, 2 профиля колеса от точки на участке 1, отстоящей от точки соединения участков 1, 2 на величину от 0,1 до 0,2 длины первого отрезка через окрестность точки на участке 2. Эта точка отстоит от точки соединения участков 1, 2 на величину от 0,1 до 0,3 длины участка 2, очерченную радиусом от 0,03 до 0,07 наперед заданного размера зазора, и через окрестность такого же размера у каждой из последующих точек соединения отрезков от 2-го до n-го.Smoothing the profile of the tooth head of the opposite wheel is made in the vicinity of the junction point of sections 1, 2 of the wheel profile from a point on section 1, separated from the connection point of sections 1, 2 by a value from 0.1 to 0.2 times the length of the first segment through the vicinity of a point on the section 2. This point is separated from the junction point of sections 1, 2 by an amount from 0.1 to 0.3 of the length of section 2, outlined with a radius of from 0.03 to 0.07 in advance of a given gap size, and through a neighborhood of the same size for each of subsequent points of connection segments from the 2nd to the nth.

Сглаживание профиля ножки зуба зацепления выполнено так, что сглаживающая кривая имеет минимальное варьирование кривизны вдоль профиля и расположена с одной стороны по отношению к прямой линии направления первого отрезка профиля ножки зуба.The smoothing of the tooth tooth profile is made in such a way that the smoothing curve has a minimum variation of the curvature along the profile and is located on one side with respect to the straight line of direction of the first segment of the tooth leg profile.

Сглаживание профиля головки зуба зацепления выполнено так, что сглаживающая кривая имеет минимальное варьирование кривизны вдоль профиля и расположена с одной стороны по отношению к прямой линии направления первого отрезка профиля головки зуба. Т.е. кривизна первого прямолинейного участка равна бесконечности, плавно нарастает от первого отрезка ко второму, а затем минимально изменяется вдоль профиля линии контакта зубчатого зацепления.The smoothing of the tooth head profile is made in such a way that the smoothing curve has a minimum variation of the curvature along the profile and is located on one side with respect to the straight line of direction of the first segment of the tooth head profile. Those. the curvature of the first straight section is equal to infinity, gradually increases from the first segment to the second, and then minimally changes along the profile of the line of contact of the gearing.

Сглаживание профилей ножки и головки зуба зацепления выполнено так, что варьирование зазора между сопряженными профилями ножки и головки зуба зацепления минимальное.The smoothing of the profiles of the leg and the head of the tooth of the gearing is made so that the variation of the gap between the coupled profiles of the leg and the head of the tooth of the gearing is minimal.

Отдельный вопрос - начальный угол зацепления. В примере синтеза зацепления по фиг. использована его наиболее распространенная стандартная величина в эвольвентном зацеплении, составляющая 20°. При меньшей величине начального угла эвольвентного зацепления выполнение его синтеза сопряжено с известными затруднениями. Причем даже при столь значительном начальном угле зацепления приходится прибегать к разнообразным вариантам корригирования эвольвентного зацепления в процессе синтеза его более-менее приемлемого для тех или иных условий работоспособного варианта передачи.A separate question is the initial angle of engagement. In the synthesis example of the engagement gear of FIG. its most common standard value in involute engagement is used, which is 20 °. With a smaller initial angle of the involute gear, its synthesis is associated with known difficulties. Moreover, even with such a significant initial angle of engagement, it is necessary to resort to various variants of correcting the involute engagement in the process of synthesizing its more or less acceptable for certain conditions of the efficient transmission option.

Предлагаемое зацепление вполне выполнимо и при значительно меньшем начальном угле зацепления - от 3 до 10°. Зацепление согласно предлагаемому техническому решению выполнимо также и при еще меньшем начальном угле зацепления, но в этом нет смысла ввиду того, что это не улучшит и без того приемлемые возможности конструктивного исполнения зацепления, и его высокую работоспособность. Дополнительно имеются следующие известные обстоятельства, почему дальнейшее уменьшение начального угла зацепления нежелательно - возрастание опасности заклинивания передачи, ухудшение смазки соприкасающихся профилей в полюсе зацепления и пр.The proposed gearing is quite feasible, and with a significantly smaller initial angle of engagement, from 3 to 10 °. The engagement according to the proposed technical solution is also feasible with an even smaller initial engagement angle, but this makes no sense in view of the fact that this does not improve the already acceptable design possibilities of the engagement and its high performance. Additionally, there are the following well-known circumstances, why a further decrease in the initial angle of engagement is undesirable — an increase in the risk of gear jamming, deterioration of lubrication of contacting profiles at the engagement pole, etc.

Для получения полного профиля зуба, синтезированные по описанным выше процедурам линии контакта ножки и головки зуба каждого из колес сопрягают со вспомогательными элементами профиля. Сопряжение выполняют согласно стандартным принципам обеспечения беспрепятственного взаимодействия элементов зацепления на линии контакта профилей зубчатого зацепления пары сопряженных колес, надежности зацепления, формы элементов зацепления, а также с учетом возможностей оборудования, которое будет использовано для выполнения зацепления в физическом виде изделия. Размеры элементов зуба возможны согласно действующим рекомендациям - высота ножки зуба 1,25 m, высота головки зуба 1,0 m, хотя в силу рассмотренных возможностей повышения качества зацепления, которые дает предлагаемое техническое решение, вполне допустимыми являются меньшие на 10-30% значения высоты ножки зуба и высоты головки зуба. Это позволит избежать характерных для известных технических решений избыточных тангенциальных напряжений при контакте удаленных от делительной окружности участков линии профиля зацепления, причем без ухудшения непрерывности зацепления. Важный критерий - толщина зуба - соотношение высоты к толщине зуба следует в предлагаемом техническом решении принимать больше на величину от 0,05 до 0,2 по сравнению с величиной, рекомендованной ГОСТ. Если последнее условие в результате синтеза предлагаемого зацепления не соблюдается, то процедуру синтеза следует повторить. Например, для получения искомого результата следует увеличить кривизну элементов синтезируемого профиля ножки зуба за счет уменьшения наперед заданной величины инкремента угла второго участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса и наперед заданной величины инкремента 3-го и каждого последующего участка n профиля контакта ножки зуба зацепления колеса к направлению предыдущего участка. Возможны и другие экспертно обоснованные варианты в рамках предложенного подхода к синтезу зацепления.To obtain a complete tooth profile, synthesized according to the procedures described above, the contact lines of the leg and the tooth head of each of the wheels are mated with auxiliary profile elements. The pairing is performed according to the standard principles of ensuring unhindered interaction of the gearing elements on the contact line of the gearing profiles of a pair of mating wheels, the reliability of the gearing, the shape of the gearing elements, and also taking into account the capabilities of the equipment that will be used to perform the gearing in the physical form of the product. The dimensions of the tooth elements are possible according to the current recommendations - the height of the tooth leg is 1.25 m, the height of the tooth head is 1.0 m, although due to the considered possibilities of improving the quality of the gearing, which the proposed technical solution gives, the height values smaller by 10-30% are quite acceptable legs of the tooth and the height of the tooth head. This will make it possible to avoid excessive tangential stresses characteristic of the known technical solutions when contacting parts of the line of the profile of the link that are remote from the pitch circle, and without deteriorating the continuity of the linking. An important criterion is the thickness of the tooth - the ratio of height to thickness of the tooth should be taken in the proposed technical solution more by a value of from 0.05 to 0.2 compared to the value recommended by GOST. If the latter condition as a result of the synthesis of the proposed link is not met, then the synthesis procedure should be repeated. For example, to obtain the desired result, the curvature of the elements of the synthesized tooth foot profile should be increased by reducing the predetermined increment value of the angle of the second section of the contact profile of the tooth teeth of the wheel and the predetermined increment value of the 3rd and each subsequent section n of the contact profile of the tooth teeth of the wheel to the direction of the previous section. Other expert-based options are possible in the framework of the proposed approach to the synthesis of gearing.

Одно из условий сопряжения основных и вспомогательных элементов профиля зацепления - это недопущение скачка кривизны линии контакта в ее сопряжении с поверхностью вершины зуба. Для выполнения этого условия синтезированную сглаженную линию контакта внешнего относительно соответствующей делительной окружности последнего участка профиля ножки зуба продолжают линией той же кривизной в сторону основания впадины зуба, глубина которой синтезирована соответственно условию беспрепятственного прохождения вершины противоположного зуба, на расстояние от 0,02 до 0,07 длины последнего участка профиля от крайней наружной точки контакта профиля ножки зуба с профилем головки зуба, а затем кривизну профиля ножки зуба плавно наращивают до стандартной или конструктивно заданной кривизны закругления к линии основания зуба.One of the conditions for mating the main and auxiliary elements of the engagement profile is to prevent a jump in the curvature of the contact line in its mating with the surface of the tooth tip. To fulfill this condition, the synthesized smoothed contact line of the tooth’s outer relative to the corresponding pitch circle last section continues with the same curvature along the base of the tooth root, the depth of which is synthesized according to the condition of unhindered passage of the top of the opposite tooth, from 0.02 to 0.07 the length of the last section of the profile from the outermost point of contact of the profile of the tooth leg with the profile of the tooth head, and then the curvature of the profile of the tooth leg smoothly increase to the standard or structurally specified curvature of the curve to the base line of the tooth.

Синтезированную сглаженную линию контакта внешнего последнего участка профиля головки зуба продолжают линией той же кривизной в сторону вершины зуба на расстояние от 0,02 до 0,07 длины последнего участка профиля от крайней наружной точки контакта профиля головки зуба с профилем ножки зуба, а затем кривизну профиля головки зуба плавно наращивают к линии вершины зуба до достижения стандартной или конструктивно заданной кривизны закругления. Аналогично подходят к синтезу остальных стандартных вспомогательных элементов профиля зацепления.The synthesized smoothed line of contact of the outer last section of the tooth head profile is continued by a line of the same curvature towards the apex of the tooth for a distance from 0.02 to 0.07 the length of the last section of the profile from the outermost point of contact of the profile of the tooth head with the profile of the tooth stem, and then the curvature of the profile the heads of the tooth gradually increase to the line of the apex of the tooth to achieve a standard or structurally specified curvature of rounding. Similarly, they approach the synthesis of the remaining standard auxiliary elements of the engagement profile.

За счет конструктивного решения кривизна сглаживающей кривой ножки зуба колеса в точке сопряжения участков 1, 2 уменьшается в направлении участка 2, но на всем протяжении участка сглаживания составляет величину меньшую кривизны сглаживания сопряженного профиля головки зуба зацепления противоположного колеса в окрестности точки соединения участков 1, 2 профиля противоположного колеса. Такое конструктивное решение позволяет ослабить контактные напряжения при сопряжении указанных элементов профиля в процессе работы зацепления. Имеется некоторая аналогия с техническим решением (Hawkins Richard М. Patent US 6837123 В2. Non-involute gears with conformal contact. Application number US 10/059,389. Priority date 23 Mar 2001. Publication date 4 Jan 2005. http://www.google.ru/patents/US6837123), но, в отличие от известного решения, в котором принудительно нарушено сопряжение профилей зацепления в полюсе зацепления, предлагаемое техническое решение обеспечивает непрерывность зацепления на этом важнейшем участке профиля. Кроме того, выбранное соотношение кривизны контактирующих участков профиля на рассматриваемом участке немного ослабляет контактные напряжения при сопряжении переходной от прямолинейной зоны профиля (участок 1) к криволинейной (участок 2) части профиля контакта ножки зуба, что является благоприятным обстоятельством для работы реального зацепления.Due to the constructive solution, the curvature of the wheel smoothing curve of the wheel tooth at the junction point of sections 1, 2 decreases in the direction of section 2, but throughout the smoothing section is less than the smoothing curvature of the opposing wheel engagement profile in the junction point of the sections 1, 2 of the profile opposite wheel. Such a constructive solution allows to weaken the contact stresses when the specified profile elements are mated during engagement. There is some analogy with the technical solution (Hawkins Richard M. Patent US 6837123 B2. Non-involuntary gears with conformal contact. Application number US 10 / 059,389. Priority date March 23, 2001. Publication date 4 Jan 2005. http://www.google .ru / patents / US6837123), but, in contrast to the well-known solution, in which the pairing of engagement profiles in the engagement pole is forcibly broken, the proposed technical solution ensures the continuity of entanglement in this crucial section of the profile. In addition, the selected curvature ratio of the contacting sections of the profile in the area under consideration slightly weakens the contact stresses when pairing the transitional zone from the straight section of the profile (section 1) to the curvilinear (section 2) part of the toothfoil contact profile, which is a favorable circumstance for real engagement.

Наличие участка 1 в профиле зацепления и предлагаемые ограничения на выполнение его сопряжения позволяют уменьшить зависимость качества выпукло-вогнутого зацепления от межцентрового расстояния, особенно в области контакта в полюсе, которая, как известно, неблагоприятно критична для качества циклоидного зацепления.The presence of section 1 in the engagement profile and the proposed restrictions on the implementation of its conjugation make it possible to reduce the dependence of the quality of the convex-concave engagement on the center-to-center distance, especially in the contact area at the pole, which is known to be adversely critical to the quality of the cycloid engagement.

Предположим, вместо нормальных условий работы, ось вращения колеса 1 по фиг. 6удет смещена в сторону оси вращения колеса 2 на величину не более разницы длины участков 1 колес 1 и 2. Тогда участок 1 колеса 1 сместится вниз по фиг. до положения, в котором точки соединения участков 1 и 2 обоих профилей колес 1 и 2 расположатся друг против друга. Но в этом положении не будет критического для качества зацепления изменения его свойств. Контакт прямолинейных участков 1 колес 1 и 2 сохраняется. Возможность прямого контакта точек соединения участков 1 и 2 обоих профилей, в которых конструктивно заложена опасная для прямого контакта высокая кривизна поверхности, исключена тем, что кривизна сглаженной поверхности в точке соединения участков 1 и 2 ножки зуба больше, чем кривизна сглаженной поверхности в точке соединения участков 1 и 2 головки зуба. В то же время непрерывность пересопряжения профиля через участок соединения участков 1 и 2 обоих профилей в процессе работы сохраняется, поскольку кривизна сопряжения участков 1 и 2 колеса 1 и кривизна сопряжения участков 1 и 2 колеса 2 достаточно близки, лишь немного превышая заданный зазор, чтобы обеспечить передачу контактных напряжений сквозь слой смазки. Профили участков 2, как и профили последующих участков колес 1 и 2, на очередных этапах контакта будут сопрягаться согласно предложенному техническому решению беспрепятственно.Suppose, instead of normal operating conditions, the axis of rotation of wheel 1 in FIG. 6 is shifted towards the axis of rotation of wheel 2 by no more than the difference in length of sections 1 of wheels 1 and 2. Then section 1 of wheel 1 will shift downward in FIG. to a position in which the junction points of sections 1 and 2 of both profiles of wheels 1 and 2 are located opposite each other. But in this position there will be no change in its properties that is critical for the quality of the engagement. The contact of straight sections 1 of wheels 1 and 2 is maintained. The possibility of direct contact of the junction points of sections 1 and 2 of both profiles, in which the high surface curvature dangerous for direct contact is structurally excluded, is excluded because the curvature of the smoothed surface at the junction of sections 1 and 2 of the tooth legs is greater than the curvature of the smoothed surface at the junction of sections 1 and 2 tooth heads. At the same time, the continuity of profile re-conjugation through the joint section of sections 1 and 2 of both profiles during operation is maintained, since the curvature of the coupling of sections 1 and 2 of wheel 1 and the curvature of coupling of sections 1 and 2 of wheel 2 are close enough, only slightly exceeding the predetermined gap to ensure transfer of contact stresses through the lubricant layer. Profiles of sections 2, as well as profiles of subsequent sections of wheels 1 and 2, at the next stages of contact will be mated according to the proposed technical solution without hindrance.

Только если перемещение оси вращения колеса 1 в сторону оси вращения колеса 2 будет больше величины разницы длины участков 1 колеса 1 и колеса 2, зацепление будет нарушено. Это принципиально отличие предлагаемое зацепление от циклоидного, которое, в силу стандартных процедур построения эпициклоиды и гипоциклоиды, нарушается при минимальном перемещении осей колес друг относительно друга, поскольку это конечное дискретное перемещение в реальном устройстве не соответствует математическим особенностям указанных идеальных непрерывных линий.Only if the movement of the axis of rotation of the wheel 1 in the direction of the axis of rotation of the wheel 2 will be greater than the difference in length of sections 1 of wheel 1 and wheel 2, the engagement will be broken. This is fundamentally different from the proposed gearing from the cycloid one, which, due to the standard procedures of building epicycloid and hypocycloid, is broken with minimal movement of the wheel axles relative to each other, since this final discrete movement in the real device does not correspond to the mathematical features of these ideal continuous lines.

Предположим, что вместо нормальных условий работы, ось вращения колеса 1 будет смещена в сторону, противоположную оси вращения колеса 2 на ту же величину, что была выбрана для рассмотрения в примере выше. Контакт точки соединения участков 1 и 2 профиля колеса 2 в процессе углового перемещения колес наступит с той же площадкой участка 2 профиля колеса 1, что и по фиг., только лишь немного дальше в сторону его соединения с участком 3 профиля колеса 1. Следовательно, профили участков 2 и последующих участков колес 1 и 2 на очередных этапах контакта будут сопрягаться беспрепятственно.Suppose that instead of the normal operating conditions, the axis of rotation of wheel 1 will be shifted in the direction opposite to the axis of rotation of wheel 2 by the same value that was chosen for consideration in the example above. The contact of the junction point of sections 1 and 2 of the profile of the wheel 2 in the process of angular movement of the wheels will occur with the same platform of the section 2 of the profile of the wheel 1 as in FIG. Only a little further in the direction of its connection with section 3 of the profile of the wheel 1. Therefore, the profiles sections 2 and subsequent sections of wheels 1 and 2 at the next stages of contact will be interfaced freely.

В связи с возможным варьированием межосевого расстояния в предлагаемом зацеплении, следует сделать замечание по поводу назначения коэффициента для расчета длины отрезка, формирующего участок 1 профиля контакта головки зуба колеса, который предложен нами в виде величины от 0,4 до 0,99 от длины первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления, Чем выше значение этого коэффициента, тем больше площадь контакта противоположных профилей зацепления, и лучше условия передачи потока крутящего момента в полюсе зацепления. Но одновременно - строже ограничение на уменьшение расстояние между осями колес при исполнении зацепления запас на смещение составляет всего 0,01 (1-0,99=0,01) длины участка 1 колеса 1.In connection with the possible variation of the inter-axial distance in the proposed gearing, one should make a remark about the coefficient assignment for calculating the length of the segment that forms the section 1 of the contact profile of the head of the wheel tooth, which we proposed as a value from 0.4 to 0.99 of the length of the first section The contact profile of the tooth leg of the gearing, the higher the value of this coefficient, the greater the contact area of the opposite gearing profiles, and the better the conditions for transferring the torque flow in the gearing pole. But at the same time - the restriction on reducing the distance between the axles of the wheels when the gearing is performed is stricter; the margin for displacement is only 0.01 (1-0.99 = 0.01) of the length of the section 1 of the wheel 1.

Зазор в контакте участков 1 колес 1 и 2 выбран несколько больше, чем на других участках профиля. Решение продиктовано, первое, стремлением учесть некоторое нарушение параллельности участков 1 колес 1 и 2 за пределами полюса зацепления, второе, лучшими условиями сохранения смазки внутри поверхности контакта, поскольку площадь поверхности контакта на этом участке профиля значительно больше, чем на остальных участках, при этом смазка не выдавливается из зазора - наоборот - дополнительно удерживается между выступами шероховатости зацепления, перекатываясь между ними в процессе взаимного смещения плоскостей участков 1 колес 1 и 2 в их контакте за счет применения ненулевого начального угла зацепления.The gap in the contact sections 1 of the wheels 1 and 2 is chosen somewhat more than in other sections of the profile. The decision is dictated, first, by the desire to take into account some violation of the parallelism of sections 1 of wheels 1 and 2 outside the engagement pole, second, the best conditions for maintaining lubricant inside the contact surface, since the surface area of the contact in this section of the profile is much larger than in other sections, while lubrication not squeezed out of the gap - on the contrary - additionally held between the protrusions of the roughness of the engagement, rolling between them in the process of mutual displacement of the planes of the sections 1 of the wheels 1 and 2 in their end tact due to the use of a non-zero initial angle of engagement.

Важное отличие предлагаемого зацепления от циклоидного зацепления состоит в следующем. Циклоидное зацепление, кроме отмеченного выше неблагоприятного обстоятельства нулевого угла зацепления в полюсе зацепления, характеризуется выражено нелинейным нарастанием угла зацепления при удалении контакта от полюса зацепления. В случае механической передачи, предназначенной для значительного потока крутящего момента, варьирование угла зацепления вдоль линии зацепления неблагоприятно влияет на качество передачи ввиду колебаний контактных напряжений, большого усилия в зацеплении на концах линии зацепления, варьирования усилия и мощности в зацеплении. Следствиями являются вибрация, соответствующие динамические механические перегрузки и другие неблагоприятные эффекты.An important difference between the proposed gearing and the cycloid gearing is as follows. Cycloid gearing, in addition to the unfavorable circumstance of the zero angle of engagement at the engagement pole noted above, is characterized by a pronounced nonlinear increase in the engagement angle as the contact moves away from the engagement pole. In the case of a mechanical transmission intended for a significant flow of torque, varying the angle of engagement along the engagement line adversely affects the quality of the transmission due to fluctuations in contact stresses, high engagement at the ends of the engagement line, variation of the engagement and power in the engagement. The consequences are vibration, corresponding dynamic mechanical overloads and other adverse effects.

Предлагаемое техническое решение построено таким образом, что имеется возможность корректировать кривизну линии профиля в процессе его синтеза. Профиль можно выполнить так, что будут элиминированы эффекты избыточного неблагоприятного варьирования его кривизны вдоль линии зацепления.The proposed solution is constructed in such a way that it is possible to adjust the curvature of the profile line during its synthesis. The profile can be made so that the effects of excessive adverse variation of its curvature along the line of engagement will be eliminated.

Некоторые особенности нового зацепления, упрощающие понимание разнообразия вариантов его исполнения, следующие.Some features of the new gearing that simplify the understanding of the variety of variants of its execution are as follows.

Например, если инкремент кривизны ножки зуба принять равным нулю, то поверхность профиля ножки зуба будет прямолинейной. Это некоторая аналогия с часовым зацеплением.For example, if the increment of curvature of a tooth foot is taken equal to zero, then the surface profile of the tooth foot will be straight. This is some kind of analogy with hourly engagement.

Еще пример. Если инкремент кривизны ножки зуба назначить меньше нуля (включая вариант такого подхода только для некоторых участков профиля), то возможен вариант синтеза, когда профиль зацепления имеет постоянный (или близкий к нему) угол зацепления. Это некоторая аналогия с эвольвентным зацеплением. Но при этом имеется возможность преодолеть недостаток эвольвентного зацепления, заключающийся в том, что если для синтеза эвольвенты вынужденно применяют способ ее построения снаружи по отношению к основной окружности, то в предлагаемом способе имеется возможность выполнить синтез зацепления по всему профилю зуба. Это повышает качество зацепления, а именно - в отсутствие основной окружности имеется возможность уменьшить диаметр внутренней окружности касания, соответственно, увеличить диаметр наружной окружности касания и получить более развитый профиль линии зацепления, чем эвольвентный.Another example. If the increment of curvature of the tooth foot is assigned less than zero (including the variant of this approach only for some sections of the profile), then a variant of the synthesis is possible when the engagement profile has a constant (or close to it) angle of engagement. This is some analogy with involute gearing. But at the same time, it is possible to overcome the lack of involute engagement, which consists in the fact that if the evolvent is synthesized, a method of constructing it externally with respect to the main circumference is forcedly used, then the proposed method has the ability to synthesize engagement along the entire tooth profile. This improves the quality of the engagement, namely, in the absence of the main circle, it is possible to reduce the diameter of the inner circle of the touch, respectively, to increase the diameter of the outer circumference of the touch and to obtain a more developed profile of the engagement line than the involute one.

Выбор окончательной формы профиля выполняют из нескольких вариантов синтеза в зависимости от начального угла, количества элементов дискретизации, инкремента угла очередных участков профиля по критерию минимума различия кривизны ножки и головки зуба в профиле контакта передачи зацеплением.The choice of the final form of the profile is carried out from several synthesis options depending on the initial angle, the number of discretization elements, the increment angle of the next profile sections according to the criterion of the minimum difference in the curvature of the leg and the tooth head in the contact profile of the gearing.

В отношении коэффициентов, предложенных к использованию в процессе синтеза для расчета тех или иных элементов профиля, следует отметить их довольно широкий диапазон. Но это обстоятельство не является критическим для достижения искомого результата, наоборот, позволяет применить квалифицированную эвристическую интуицию в процессе синтеза зацепления.With regard to the coefficients proposed for use in the synthesis process for the calculation of certain profile elements, it should be noted that they are rather wide. But this circumstance is not critical for achieving the desired result; on the contrary, it allows the use of qualified heuristic intuition in the process of linking synthesis.

На фиг. приведен пример дискретной фазы синтеза профиля линии касания ножки и головки зуба зацепления при следующих параметрах построения: начальный угол зацепления 20°, число участков синтеза 7, угловая позиция участка 1 для построения участка 2 вдоль делительной окружности от полюса Р составляет 2°, инкремент угла направления участка 2 профиля контакта ножки зуба колеса R1 относительно направления участка 1 составляет 0,5° (угол зацепления на участке 2 составляет 24,5°), приращение позиции участка 1 для построения участков от 3 до 7 вдоль делительной окружности от полюса Р составляет 1°, инкремент угла направления участка 3 профиля контакта ножки зуба колеса R1 относительно направления участка 2 составляет 1° (угол зацепления на участке 3 составляет 27,5°), инкремент угла направления участка 4 профиля контакта ножки зуба колеса R1 относительно направления участка 3 составляет 1,5° (угол зацепления на участке 4 составляет 31,0°), инкремент угла направления участка 5 профиля контакта ножки зуба колеса R1 относительно направления участка 4 составляет 2,0° (угол зацепления на участке 5 составляет 35,0°), инкремент угла направления участка 6 профиля контакта ножки зуба колеса R1 относительно направления участка 5 составляет 2,5° (угол зацепления на участке 6 составляет 39,5°), инкремент угла направления участка 7 профиля контакта ножки зуба колеса R1 относительно направления участка 6 составляет 3,0° (угол зацепления на участке 7 составляет 44,5°).FIG. An example is given of the discrete phase of synthesis of the line of contact between the leg and the tooth head with the following construction parameters: the initial angle of engagement is 20 °, the number of synthesis areas is 7, the angular position of section 1 for building section 2 along the pitch circle from pole P is 2 °, the direction angle increment section 2 of the contact profile of the tooth shaft of the wheel R1 relative to the direction of section 1 is 0.5 ° (the engagement angle on section 2 is 24.5 °), the increment of the position of section 1 for building sections from 3 to 7 along the pitch bar from the pole P is 1 °, the increment of the angle of the direction of the section 3 of the contact profile of the tooth of the wheel R1 relative to the direction of the section 2 is 1 ° (the angle of engagement on the section 3 is 27.5 °), the increment of the angle of the direction of the section 4 of the profile of the contact of the tooth of the wheel R1 relative to the direction of section 3 is 1.5 ° (the angle of engagement on section 4 is 31.0 °), the increment of the angle of direction of section 5 of the profile of the contact of the tooth shaft of the wheel R1 relative to the direction of section 4 is 2.0 ° (the angle of engagement on section 5 is 35 , 0 °), in Rement angle of the direction of the section 6 of the contact profile of the tooth of the wheel R1 relative to the direction of the section 5 is 2.5 ° (the engagement angle on section 6 is 39.5 °), the increment of the angle of the direction of the section 7 of the profile of the contact of the tooth of the wheel R1 relative to the direction of the section 6 is 3 , 0 ° (the angle of engagement in section 7 is 44.5 °).

Приведенный на фиг. пример реализации профиля выполнен так, что при использовании его полной конфигурации вплоть до участка 7 в некоторых случаях есть опасность потери перекрытия синтезированного зацепления в реальной передаче при малом числе зубьев на колесе. Потому при использовании предложенного профиля следует оценивать перекрытие зацепления с учетом стандартных вспомогательных элементов профиля зуба, а также с учетом угловой величины периода зацепления.The one shown in FIG. the example of the profile implementation is made so that when using its full configuration up to section 7 in some cases there is a danger of losing the overlap of the synthesized engagement in actual transmission with a small number of teeth on the wheel. Therefore, when using the proposed profile, the overlap of the engagement should be assessed taking into account the standard auxiliary elements of the tooth profile, as well as taking into account the angular value of the engagement period.

Синтез предлагаемого зацепления следует выполнять согласно углу положения профиля для точки сопряжения конца последнего n-го участка профиля головки зуба с ножкой противоположного зуба при заданном числе зубьев. После этого надо оценить перекрытие в рамках стандартной процедуры - как соотношение угла, образованного точками контакта конца последнего n-го участка профиля головки зуба с ножкой противоположного зуба очередных зубьев, и центрального угла между зубьями.The synthesis of the proposed engagement should be performed according to the angle of the position of the profile for the junction point of the end of the last n-th section of the profile of the head of the tooth with the leg of the opposite tooth for a given number of teeth. After that, it is necessary to estimate the overlap in the framework of the standard procedure - as the ratio of the angle formed by the contact points of the end of the last n-th section of the profile of the head of the tooth with the leg of the opposite tooth of the next teeth, and the central angle between the teeth.

Еще одно обстоятельство, которое следует проанализировать в связи с демонстрацией достоинств нового профиля линии зацепления - это перекрытие передачи. В предлагаемом техническом решении обеспечить перекрытие 5-10% вполне достаточно для обеспечения работоспособности передачи, поскольку условие непрерывности зацепления заложено в процедуру синтеза.Another circumstance that should be analyzed in connection with the demonstration of the merits of the new line profile of the engagement line is the transmission overlap. In the proposed technical solution to ensure the overlap of 5-10% is quite enough to ensure the efficiency of the transmission, since the condition of continuity of engagement is incorporated in the synthesis procedure.

Использованы новые элементы:Used new items:

линия контакта профиля зубчатого зацепления, выполненная в виде участков последовательно сопряженными отрезками прямой линии с последующим сглаживанием;the line of contact of the gearing profile, made in the form of sections sequentially mated with straight line segments, followed by smoothing;

первый участок профиля контакта ножки зуба зацепления колеса, выполненный в виде отрезка прямой линии длиной от 0,02 до 0,2 m от точки на начальной окружности колеса, расположенной назад по направлению вращения колеса на расстоянии, составляющем δ/Cos(α), где δ наперед заданный размер зазора, α наперед заданный начальный угол зацепления, от полюса зацепления, ориентированного в сторону оси колеса под углом α к линии центров сопряженных колес, причем первый участок профиля контакта головки зуба противоположного колеса выполнен в виде отрезка прямой линии длиной от 0,4 до 0,99 от длины первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса от полюса зацепления и ориентирован в сторону оси колеса параллельно первому участку профиля контакта ножки зуба зацепления колеса;the first section of the contact profile of the tooth teeth gearing, made in the form of a straight line segment from 0.02 to 0.2 m in length from a point on the initial wheel circumference located back in the direction of wheel rotation at a distance of δ / Cos (α), where δ is the predetermined gap size, α is the predetermined initial angle of engagement, from the engagement pole oriented toward the wheel axis at an angle α to the center line of the mating wheels, with the first section of the contact profile of the tooth head of the opposite wheel made in the form of a length of pr my line length from 0.4 to 0.99 of the length of the first portion of the tooth profile of the contact wheel engaging legs from engagement pole and oriented toward the wheel axis parallel to the first portion of the contact shape of the tooth wheel engaging legs;

профиль контакта ножки зуба зацепления колеса, начиная от противоположного делительной окружности конца первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса, выполненный последовательно сопряженными отрезками прямой линии, причем длина второго участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса составляет от 0,5 до 0,8 длины первого участка, длина третьего и каждого n последующего участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса составляет от 1,0 до 1,8 длины предыдущего участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса;contact profile of the gear teeth of the wheel, starting from the opposite end of the pitch circumference of the first portion of the contact profile of the gear teeth of the wheel, made in series with straight line segments, the second portion of the contact profile of the gear teeth of the wheel between 0.5 and 0.8 section, the length of the third and each n of the subsequent section of the contact profile of the tooth teeth gear wheel is from 1.0 to 1.8 lengths of the previous section of the contact profile of the tooth tooth gearing cola and;

второй участок профиля контакта ножки зуба зацепления колеса, выполненный ориентированным под углом к направлению первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса так, что угол зацепления в средней позиции второго участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса отличается от наперед заданного начального угла зацепления на наперед заданную величину инкремента угла второго участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса;the second section of the contact profile of the gear teeth of the wheel, made oriented at an angle to the direction of the first section of the contact profile of the tooth teeth of the wheel so that the angle of engagement in the middle position of the second section of the contact profile of the wheel teeth of the wheel engagement differs from the predetermined initial angle of engagement the increment of the angle of the second portion of the contact profile of the leg of the gear teeth;

третий и каждый последующий участки n профиля контакта ножки зуба зацепления колеса, выполненные ориентированными под углом к направлению предыдущего участка так, что угол зацепления в средней позиции участка отличается от угла зацепления в средней позиции предыдущего участка на заданную величину инкремента, где n - номер отрезка;the third and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth teeth of the wheel, made oriented at an angle to the direction of the previous section, so that the angle of engagement in the middle position of the section differs from the angle of engagement in the middle position of the previous section by the specified increment value, where n is the segment number;

профиль контакта головки зуба зацепления противоположного колеса, начиная от противоположного делительной окружности конца первого участка профиля контакта ножки зуба зацепления противоположного колеса, выполненный последовательно сопряженными отрезками прямой линии;the contact profile of the tooth head of the opposite wheel gear, starting from the opposite pitch circle of the end of the first section of the contact profile of the tooth shaft of the opposite wheel gear, made in series with conjugated straight line segments;

второй и каждый последующий участки n профиля контакта головки зуба зацепления противоположного колеса, выполненные в виде отрезка прямой линии, ориентированного в сторону оси колеса от противоположно расположенного относительно делительной окружности конца предыдущего участка профиля контакта головки зуба зацепления колеса до точки, расположенной на расстоянии от 0,6 до 0,9 наперед заданного размера зазора от середины второго участка (или последующего участка) профиля контакта ножки зуба зацепления колеса на линии зацепления колес в позиции их очередного дискретного контакта в направлении от участка профиля контакта ножки зуба зацепления колеса к головке зуба зацепления противоположного колеса;the second and each subsequent sections n of the contact profile of the teeth head of the opposite wheel, made in the form of a straight line segment oriented towards the wheel axis from the end of the previous section of the contact profile of the wheel tooth teeth to the point located at a distance from 0 opposite to the pitch circle, 6 to 0.9 in advance of a given gap size from the middle of the second section (or the subsequent section) of the profile of the contact of the leg of the gear teeth of the wheel on the line of gear wheels in the wheel Ozitsii their next discrete contact in the direction from the section of the contact profile of the tooth teeth gear wheel to the tooth head gear of the opposite wheel;

второй и каждый последующий участки n профиля контакта головки зуба зацепления колеса R1 и второго и каждого последующего участков n профиля контакта ножки зуба зацепления колеса R2, выполненные аналогично построению контакта ножки зуба зацепления колеса R1 и второго и каждого последующего участков n профиля контакта головки зуба зацепления колеса R2;the second and each subsequent sections n of the contact profile of the gear teeth of the wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the contact profile of the gear teeth of the wheel R2, made similar to the construction of the contact of the teeth of the gear teeth of the wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth engagement wheel R2;

сглаживание профиля ножки зуба зацепления колеса, выполненное от точки на первом участке, отстоящей от точки соединения первого и второго участков на величину от 0,02 до 0,05 длины первого участка через окрестность точки на втором участке, отстоящей от точки соединения первого и второго участков на величину от 0,03 до 0,09 длины второго участка, очерченную радиусом от 0,03 до 0,07 наперед заданного размера зазора, и окрестность такого же размера, очерченную вокруг каждой из последующих точек соединения участков от второго до n-го;smoothing the profile of the leg of the tooth gearing wheel, made from a point on the first section, separated from the connection point of the first and second sections by a value from 0.02 to 0.05 of the length of the first section through a neighborhood of a point on the second section, separated from the connection point of the first and second sections by the value from 0.03 to 0.09 of the length of the second section, delineated with a radius from 0.03 to 0.07 in advance of the specified gap size, and a neighborhood of the same size, delineated around each of the subsequent points of connection of the sections from the second to the nth;

сглаживание профиля головки зуба зацепления противоположного колеса, выполненное в окрестности точки соединения первого и второго участков профиля колеса от точки на первом участке, отстоящей от точки соединения участков на величину от 0,1 до 0,2 длины первого участка через окрестность точки на втором участке, отстоящей от точки соединения первого и второго участков на величину от 0,1 до 0,3 длины второго участка, очерченную радиусом от 0,03 до 0,07 наперед заданного размера зазора, и окрестность такого же размера у каждой из последующих точек соединения участков от 2-го до n-го;smoothing the profile of the head of the tooth of the opposite wheel, made in the vicinity of the connection point of the first and second sections of the wheel profile from a point in the first section, separated from the connection points by 0.1 to 0.2 times the length of the first section through the point in the second section, separated from the point of connection of the first and second sections by an amount from 0.1 to 0.3 times the length of the second section, outlined with a radius of 0.03 to 0.07 in advance of a given gap size, and a neighborhood of the same size at each of the subsequent points with portions of the connections from the 2nd to n-th;

сглаживание профиля ножки зуба зацепления, выполненное так, что сглаживающая кривая имеет минимальное варьирование кривизны вдоль профиля и расположена с одной стороны по отношению к прямой линии направления первого участка профиля ножки зуба;smoothing the tooth profile of the tooth, made so that the smoothing curve has a minimal variation in curvature along the profile and is located on one side with respect to the straight line of direction of the first section of the tooth leg profile;

сглаживание профиля головки зуба зацепления, выполненное так, что сглаживающая кривая имеет минимальное варьирование кривизны вдоль профиля и расположена с одной стороны по отношению к прямой линии направления первого участка профиля головки зуба;smoothing the profile of the tooth head, so that the smoothing curve has a minimum variation of the curvature along the profile and is located on one side with respect to the straight line of direction of the first section of the tooth head profile;

сглаживание профилей ножки и головки зуба зацепления, выполненное так, что варьирование зазора между профилями ножки и головки зуба зацепления минимальное.smoothing the profiles of the leg and the head of the tooth of the gearing, made so that the variation of the gap between the profiles of the leg and the head of the tooth of the gearing is minimal.

Использование перечисленных выше новых элементов позволяет синтезировать зубчатую передачу, включающую пару зубчатых колес, линия контакта профиля зубчатого зацепления которых, выполненная в виде последовательно сопряженных отрезков прямой линии с последующим сглаживанием, обеспечивает выпукло-вогнутый контакт элементов зацепления, ненулевой начальный угол зацепления, невысокое варьирование угла зацепления при сопряжении участков профиля вдоль линии контакта и обеспечивает соблюдение условия непрерывности зацепления при сопряжении участков профиля вдоль линии контакта.The use of the above listed elements allows to synthesize a gear that includes a pair of gears, the contact line of the gearing profile of which, made in the form of successively conjugated straight line segments followed by smoothing, provides a convex-concave contact of the engagement elements, a non-zero initial angle of engagement, low variation of the angle engagement when mating sections of the profile along the contact line and ensures compliance with the condition of continuity of engagement when conjugating profile areas along the contact line.

Claims

Gearing, which includes a pair of gears, the contact line of the gearing profile of which, made in the form of successively mated straight line segments followed by smoothing, provides convex-concave contact of the gearing elements of a pair of mating gears with pitch circles R1, R2 and the line of the centers of mating wheels O1 -O2, on parallel shafts, the angle of engagement of which ranges from 0 to 70 °, the mating of the profile of the head of the tooth and the profile of the base of the tooth is made by a straight line segment; In order to contact the gears with a predetermined gap size, the profile of the contact of the wheel with the auxiliary elements of the profile is made according to standard principles of ensuring unhindered interaction of the gearing elements on the contact line of the gearing profiles of a pair of mating wheels, the reliability of the gearing and the form of the gearing elements, characterized in that the line contact profile gearing made in the form of plots sequentially mated straight line segments followed by by smoothing, the first section of the contact profile of the wheel of the gear teeth is made in the form of a straight line segment from 0.02 to 0.2 m in length from a point on the initial circumference of the wheel located back in the direction of wheel rotation at a distance of δ / Cos (α) , where δ is the predetermined gap size, α is the predetermined initial angle of engagement, from the engagement pole oriented towards the wheel axis at an angle α to the center line of the conjugate wheels, the first section of the contact profile of the tooth head of the opposite wheel is a straight line length from 0.4 to 0.99 of the length of the first section of the contact profile of the gear teeth of the wheel from the gearing pole and is oriented towards the wheel axis parallel to the first section of the contact profile of the gear teeth of the wheel, the contact profile of the tooth gear of the wheel, starting from opposite to the pitch circumference of the end of the first section of the contact profile of the tooth teeth of the wheel, made successively with conjugated straight line segments, the length of the second section of the contact profile of the tooth tooth gear cola a is from 0.5 to 0.8 the length of the first section, the length of the third and each n subsequent section of the contact profile of the wheel of the gear teeth of the wheel is from 1.0 to 1.8 length of the previous section of the profile of the contact of the wheel of tooth gear wheel, the second section of the contact profile the wheel teeth of the gearing wheel are made oriented at an angle to the direction of the first section of the contact profile of the wheel teeth of the wheel gearing so that the angle of engagement in the middle position of the second section of the contact profile of the wheel teeth tooth wheel differs from the front The starting angle of the second section of the contact profile of the wheel of the tooth of the wheel, the third and each subsequent sections of the profile of the contact of the wheel of the tooth of the wheel are made oriented at an angle to the direction of the previous section so that the angle of engagement in the middle position of the section differs from the angle of engagement in the middle position of the previous section by a given increment, where n is the number of the segment, the contact profile of the tooth head of the opposite wheel gear, different from the opposite pitch circumference of the end of the first section of the contact profile of the tooth of the engagement wheel of the opposite wheel is made sequentially with conjugated straight line sections, the second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth head of the opposite wheel engagement are made as a straight line section oriented towards the wheel axis from the opposite located relative to the pitch circle end of the previous section of the contact profile of the tooth head gearing wheel to the point of At a distance from 0.6 to 0.9 in advance of a predetermined gap size from the middle of the second section (or the subsequent section) of the contact profile of the gear teeth of the wheel on the gear line of the wheels in the position of their next discrete contact in the direction from the section of the contact profile of the gear teeth of the wheel to the head of the teeth of the gearing of the opposite wheel, the synthesis of the second and each subsequent sections n of the contact profile of the head of the teeth of the gearing R1 and the second and each subsequent sections n of the profile of the contact of the tooth leg The wheel R2 is designed similarly to making contact of the pinnacle of the gearing wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth head of the gearing wheel R2, smoothing the profile of the foot of the tooth of the wheel engagement made from a point in the first section that is separated from the point of connection of the first and second sections from 0.02 to 0.05 of the length of the first section through the neighborhood of the point on the second section, separated from the junction point of the first and second sections by the value from 0.03 to 0.09 of the length of the second section, outlined with a radius from 0.03 to 0.07 ahead of a given gap size, and a neighborhood of the same size, delineated around each of the subsequent connecting points of sections from the second to the n-th, smoothing the profile of the tooth head of the opposite wheel engagement is performed in the vicinity of the connecting point of the first and second sections of the wheel profile from the point on the first section separated from the point of connection of sections by an amount from 0.1 to 0.2 times the length of the first section through the neighborhood of a point in the second section separated from the connection point of the first and second sections by an amount from 0.1 to 0.3 the length of the second section, defined by a radius from 0.03 to 0.07 in advance of the specified gap size, and a neighborhood of the same size at each of the subsequent connection points of the sections from the 2nd to the nth, smoothing the profile of the tooth shaft of the engagement is made so that the smoothing the curve has a minimum variation of the curvature along the profile and is located on one side with respect to the straight line of the direction of the first section of the tooth foot profile, smoothing the profile of the tooth head of the engagement is made so that the smoothing curve has a minimum variation the curvature along the profile and is located on one side with respect to the straight line of direction of the first section of the profile of the tooth head, smoothing the profiles of the leg and the tooth head of the gearing is done so that the variation of the gap between the profiles of the leg and the tooth head is minimal.