RU2695016C9

RU2695016C9 - Transmission profile of engagement

Info

Publication number: RU2695016C9
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: 2019-10-31
Also published as: RU2695016C1

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 a gear transmission, 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 that 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 disadvantage of using simple graphic images and their combinations - involute, cycloid, circle, straight line - to construct gearing leads to drawbacks in the operation of real devices. The main of these shortcomings is the contact of convex working profiles (involute); variation of the angle of engagement in excessively wide limits, zero angle of engagement on the pitch circle (cycloid); the inability to ensure continuity of engagement (circular arc, conjugate simple graphical images, including a straight line in conjunction with other lines to describe the engagement 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.Use the mathematical functions that describe the shape of the linking profile in familiar mathematical symbols, and then the resulting simple mathematical dependencies are converted to a numerical form according to the requirements of one or another equipment designed to perform linking in physical form. However, the synthesized linking of a mathematically complex profile shape in physical form can be performed on sophisticated modern equipment, for which it is much easier to directly set up an array of data on the shape of the manufactured object 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 shortcomings should be overcome on the basis of the Willis theorem (Theory of Mechanisms and Machines (TMM) http://nuru.ru/tmm.htm), using the heuristic approach and modern possibilities for the synthesis of complex lines. This allows us to abandon the desire to describe the engagement profile by a line having an analytical expression, or by 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.A systemic drawback of involute engagement is the contact of convex surfaces. To improve involute engagement, an increase in tooth height is proposed from 1.0 to 1.25 m (Dennis P. Townsend, Berl B. 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), 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 to bend.

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.Cycloidal engagement provides convex-concave contact of engagement profiles, which increases the bearing capacity and reliability of the transmission. But the transmission is sensitive to a change in the center distance, the angle of the engagement line varies, causing vibration and 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 Novikov gear is approximated by an arc of a circle (Novikov ML Patent SU 109113 A1. Gears and cam gears with a point gearing system. IPC ⁶ F16H 1/00, F16H 25/04, F16H 55/08. Application: 550525, 04/19/1956. Published: 01/01/1957; High-Conformal Gearing: Kinematics and Geometry. By Stephen P. Radzevich CRC Press, Jan 5, 2016, Science, 332 pages). It provides high load-bearing capacity, but has a point pre-polar (pre-polar, 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 coupling of cycloid engagement profiles, a groove is made in the profile position on the pitch circle at the interface between the epicycloids and hypocycloids, which eliminates contact stresses at this location of the engagement profile in the case of inaccurate center-to-center distance (Hawkins Richard M US 6837123 B2 Non-involute gears with conformal contact Application number US 10 / 059,389 Priority date Mar 23, 2001 Publication date Jan 4, 2005 http://www.google.com/patents/US6837123), but this resets the torque flow at the most optimal point of profile pairing from this point of view of the process. wheels - at the pole The clutch also reduces 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 train is used containing straight sections of the engagement line near the pole of the gear, a convex profile of the tooth heads and a concave profile of the tooth legs formed by an arc of a circle (MA Voronchikhin Patent SU 1677411 A1. External gear train IPC: F16H 1/08 (1990.01) Application: 88 4612714, 11/02/1988. Published: 11/20/2000. BI No. 32), which ensures the transmission of a flow of torque in the gearing pole (prototype). But there is a failure to comply with the Willis theorem outside the link pole due to the approximation of the link profile by an arc of a circle. It was noted above that a profile in the form of a circular arc does not ensure continuity of engagement, as shown in (Novikov ML SU 109113 A1. Gears, as well as cam gears with a point engagement system. IPC ⁶ F16H 1/00, F16H 25 / 04, F16H 55/08 Application: 550525, 04/19/1956. Published: 01/01/1957).

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 problem to which the invention is directed is the creation of a gear train comprising a pair of gears, the contact line of the gear profile of which, made in the form of successively conjugated segments of a straight line with subsequent smoothing, provides a convex-concave contact of the engagement elements, a non-zero initial angle gearing, relatively low variation of the angle of engagement when pairing different sections of the profile, compliance with the condition of continuity of engagement when 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 the creation of the ability to synthesize a convex-concave engagement profile, which has a non-zero initial engagement angle, a low variation in the engagement angle when the profile sections are mated along the contact line and ensures that the continuity of the engagement when the profile sections mate along the contact line is met .

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.A gear transmission, including a pair of gears, the contact line of the gear profile of which is made in the form of successively conjugated straight line segments with subsequent smoothing, which provides a convex-concave contact of the gear elements, the profile of the pair of coupled gears with pitch circles R1 , R2 and the center line of the mating wheels O1 - O2 , on parallel shafts, has an engagement angle that ranges from 0 to 70 °. The conjugation of the profile of the tooth head and the profile of the base of the tooth is made by a straight line segment. The contact profile of the gears is made with a predetermined gap size. The coupling of the wheel contact profile with the auxiliary profile elements is carried out according to standard principles for ensuring unhindered interaction of the gearing elements on the contact line of the gearing gear profiles of the pair of mating wheels, the reliability of the gearing and the shape 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 profile of the gearing is made in the form of sections successively conjugated segments of a straight line with subsequent 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 foot of the gearing wheel is made in the form of a straight line segment with a length of 0.02 to 0.2 m from a point on the initial circumference of the wheel located backward in the direction of rotation of the wheel at a distance of δ / Cos (α) , where δ the predetermined clearance size in advance, α the predetermined initial engagement angle, from the engagement pole oriented toward the wheel axis at an angle α to the center line of the mating 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 tooth head of the opposite wheel is made in the form of a straight line segment from 0.4 to 0.99 length from the length of the first section of the contact profile of the tooth foot of the gear wheel from the gear pole and is oriented in the direction of the wheel axis parallel to the first section of the contact profile of the tooth tooth gear 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 foot of the tooth engagement wheel, starting from the opposite pitch circle of the end of the first portion of the contact profile of the tooth foot of the tooth engagement of the wheel, is made by sequentially conjugated 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 tooth foot of the gearing wheel 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 tooth tooth of the gearing wheel is from 1.0 to 1.8 the length of the previous section of the contact profile of the leg tooth gearing 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 tooth foot of the tooth gearing wheel is oriented at an angle to the direction of the first section of the contact profile of the tooth tooth foot of the gear wheel so that the angle of engagement in the middle position of the second section of the contact profile of the tooth foot of the gear tooth is different from the predetermined initial engagement angle by the predetermined increment value the angle of the second section of the profile of the contact of the tooth legs 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 tooth leg of the gearing wheel are 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 predetermined increment, where n is the number of the segment.

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 gearing of the opposite wheel, starting from the opposite pitch circle of the end of the first section of the contact profile of the tooth foot of the gearing of the teeth of the opposite wheel, is made by successively 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 gearing of the opposite wheel is made in the form of a straight line segment oriented towards the axis of the wheel from the opposite end of the previous section of the contact profile of the tooth tooth of the gearing of the wheel to a point located at a distance of 0.6 up to 0.9 in advance of the specified gap size from the middle of the second section (or subsequent section) of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel on the gearing line of the wheels in pos 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.The synthesis of the second and each subsequent sections n of the profile of the contact of the tooth tooth teeth of the gear wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth teeth of the gear wheel R2 is performed similarly to the construction of the contact of the legs of the tooth tooth of the tooth gear R1 and the second and each subsequent sections n of the profile of the contact of the tooth tooth of the gear wheel 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.The smoothing of the profile of the tooth foot of the gearing wheel is made from a point in the first section, spaced 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 in the second section, spaced from the connection point of the first and second sections by a value from 0.03 to 0.09 of the length of the second section, defined by a radius from 0.03 to 0.07 of the predetermined gap size, and a neighborhood of the same size, circumscribed around each of the subsequent connecting points of the sections from the second to the n- th.

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 tooth head of the gearing of the opposite wheel is performed in the vicinity of the connection point of the first and second sections of the wheel profile from the point in the first section, which is 0.1 to 0.2 of the length of the first section from the connection point of the sections through the neighborhood of the point in the second section from the connection point of the first and second sections by a value of from 0.1 to 0.3 of the length of the second section, defined by a radius of 0.03 to 0.07 in advance of a given gap size, and a neighborhood of the same size for each of the subsequent connecting points neniya sections from the 2nd to the n- th.

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 profile of the tooth tooth engagement is made so that the smoothing curve has a minimum variation in curvature along the profile and is located on one side with respect to a straight line of direction of the first section of the tooth tooth 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 profile of the tooth tooth engagement is performed so that the smoothing curve has a minimum variation in curvature along the profile and is located on one side with respect to a 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.Smoothing the profiles of the legs and heads of the gear tooth is made so that the variation of the gap between the profiles of the legs and the heads of the gear teeth 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 α ₀. 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 α ₁ до α ₇ 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 contact line of gearing for the tooth leg ( H ) and the head ( G ) of the tooth. The gear engagement line profile of FIG. has a link pole P. The gearing is considered for two gears with pitch circles R1 , R2 and the center line of the mating wheels O1 - O2 . The initial angle of engagement α ₀ . The sections of the profile 1-7 are made on dividing circles R1 , R2 with a gap δ in engagement between the contacting sections of the profile 1-7. The sections of the thickened line highlight the profile mates in the current section of the engagement line. The gap between the sections of the current mating 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 engagement pole P.

Профиль передачи зацеплением синтезируют следующим образом (см. чертеж).An engagement transmission profile is 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 synthesis stage, on the pitch circle of each wheel R1 , R2 , the construction of section 1 of the profile of the contact line of the tooth leg is performed.

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 circle of the wheel from the gearing pole P, a straight line segment is laid back in the direction of rotation of the wheel, the length of which is equal to δ / Cos (α) , where δ is the predetermined clearance size in advance, and α is the predetermined initial engagement angle. From this point, lay a straight line segment with a length of 0.02 to 0.2 m , oriented in the direction of the wheel axis at an angle of engagement α to the center line of the mating wheels O1 - O2 . As a result of the construction, a portion 1 of the contact profile of the tooth leg 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 pole of engagement P from the pitch circle of the wheel R2 in the direction of the axis of the wheel R1, a straight line segment from 0.4 to 0.99 from the length of the contact section 1 of the tooth profile of the wheel head R1 is laid parallel to the wheel profile portion 1 R1 . As a result of the construction, a section 1 of the contact profile of the tooth head 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 foot of the tooth of the gearing wheel, starting from the opposite pitch circle of the end of the first section of the contact profile of the tooth of the tooth of the gearing of the wheel, made sequentially mated 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 contact profile of the tooth legs of the wheel R1 is performed. For this, the leg portion of the tooth leg contact profile 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 the position in which the end of the leg portion of the tooth leg contact profile of the wheel R1 facing the axis of the wheel R1 occupies a position between the pitch circle of the wheel R1 the line of the initial engagement angle α . The copy angle of section 1 of the tooth leg contact profile of the wheel R1 is selected so that the length of the synthesized section 2 of the tooth leg contact profile of the gearing 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 tooth foot of the gear wheel R1 is built in the form of a straight line segment, orienting it at an angle to the direction of section 1 of the contact profile of the tooth tooth of the gear wheel of R1 so that the angle of engagement in the middle position of section 2 of the profile of the contact of the tooth of the tooth of gear R1 is different a predetermined initial engagement angle by the increment value of the portion 2 of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel R1 . The magnitude of the increment of the angle of engagement of the section 2 of the contact profile of the tooth legs of the gear wheel R1 is selected expertly for reasons of completing the synthesis procedure by obtaining an acceptable technical result of the gear profile and the appropriate shape of the gear 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.In the subsequent stages of the synthesis of the engagement sections from the 3rd to the nth contact profile of the tooth leg of the wheel R1, the profile obtained in the previous synthesis step is copied by angular displacement along the pitch circle of the wheel R1 relative to the center of the circle O1 to the position specified by the expertly assigned angular discretization of the profile the contact of the tooth legs of the wheel R1 The copy angle is chosen so that the length of the engagement sections from the 3rd to the nth contact profile of the tooth leg of the wheel R1 is from 1.0 to 1.8 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 legs of the wheel 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 is from the 3rd to the nth contact profile the tooth legs of the wheel R1 differs from the engagement angle of the previous section by the increment value of the engagement section from the 3rd to the nth contact profile of the tooth leg of the gearing 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 the tooth foot of the gear wheel R1 is the incremental sum of the successive addition of the initial gear angle, the increment of the angle of engagement of the contact profile of the tooth foot part of the gear wheel R1 and the sum of increments of the gear angle increment from 3rd to n- th contact profile of the tooth leg of the wheel 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 increment of the angle of engagement of the engagement sections from the 3rd to the nth contact profile of the tooth leg of the meshing wheel R1 is selected expertly for reasons of completing the synthesis procedure by obtaining an acceptable technical result of the meshing profile and the appropriate shape of the meshing elements.

Синтез участков от 2-го до n-го профиля контакта головки зуба зацепления колеса R2 выполняют следующим образом.The synthesis of sections from the 2nd to the n- th contact profile of the tooth head of the gearing of the wheel R2 is 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.).Section 1 of the tooth foot contact profile of the wheel R2 is copied by angular displacement along the pitch line of the wheel R2 relative to the center of the circle O2 by the angle corresponding to the angular displacement along the pitch circle of the wheel R1 of the contact leg profile part 1 of the wheel R1 during the synthesis of the contact part 2 of the tooth foot contact R1 , taking into account the gear ratio of the wheels R1 and R2 . From the middle of the section 2 of the contact profile of the tooth leg of the wheel R1 on a straight line crossing the pole P , lay a straight line segment of 0.6 to 0.9 magnitude of the predetermined size of the clearance in engagement (a straight line segment is located on the engagement line due to the proposed the synthesis scheme, respectively, is perpendicular to section 2 of the contact profile of the tooth legs of the wheel R1 ). With the end of the deferred segment opposite the middle of the section 2 of the contact profile of the tooth legs of the wheel R1 , the opposite end of the pitch circle is connected to the end of the section 1 of the wheel R2 . The synthesis of the 3rd and subsequent sections of the contact profile of the tooth head of the gearing of the wheel R2 is performed further similarly to the procedure described for the 2nd section, up to the n- th part of the contact profile of the tooth of the tooth of the gear 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.The synthesis of sections from the 2nd to the n- th contact profile of the tooth head of the gearing wheel R1 and sections from the 2nd to the n- th contact profile of the tooth foot of the gear wheel of R2 perform similarly to the sequence of construction of sections from the 2nd to the n- th profile described above the contact of the tooth foot of the gearing wheel R1 and sections from the 2nd to the n- th contact profile of the tooth head of the gearing wheel R2 .

Синтезированный дискретный профиль сглаживают.The synthesized discrete profile is smoothed.

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.The smoothing of the profile of the tooth foot of the gearing wheel in the vicinity of the connection point of sections 1, 2 of the profile is performed from the point in section 1, spaced 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 neighborhood of the point in section 2, spaced from the connection point of sections 1, 2 by a value from 0.03 to 0.09 of the length of section 2, and the neighborhood is outlined with a radius of 0.03 to 0.07 in front of a predetermined gap size, and through a neighborhood of the same size, outlined around each of the following 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 gearing of the opposite wheel is performed in the vicinity of the connection point of sections 1, 2 of the wheel profile from the point on section 1, which is 0.1 to 0.2 of the length of the first segment through the neighborhood of the point on the section from the connection point of sections 1, 2 2. This point is separated from the connection point of sections 1, 2 by a value from 0.1 to 0.3 of the length of section 2, outlined by a radius 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 connection points of 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.Smoothing the profile of the teeth of the tooth of the mesh is made so that the smoothing curve has a minimum variation in curvature along the profile and is located on one side with respect to a straight line of direction of the first segment of the profile of the tooth legs.

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.Smoothing the profile of the tooth tooth engagement is such that the smoothing curve has a minimum variation in curvature along the profile and is located on one side with respect to a 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 grows from the first segment to the second, and then minimally changes along the profile of the contact line of the gearing.

Сглаживание профилей ножки и головки зуба зацепления выполнено так, что варьирование зазора между сопряженными профилями ножки и головки зуба зацепления минимальное.Smoothing the profiles of the legs and heads of the gear tooth is made so that the variation of the gap between the mating profiles of the legs and heads of the gear teeth 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 issue is the initial angle of engagement. In the example link synthesis of FIG. used its most common standard value in involute gearing, component 20 °. With a smaller value of the initial angle of involute engagement, the implementation of its synthesis is fraught with known difficulties. Moreover, even with such a large initial angle of engagement, one has to resort to various options for correcting involute engagement in the process of synthesizing it more or less acceptable for a given condition of a workable 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 much smaller initial angle of engagement - from 3 to 10 °. The meshing according to the proposed technical solution is feasible also with an even lower initial angle of engagement, but this makes no sense because it will not improve the already acceptable design capabilities of the meshing, and its high performance. Additionally, there are the following well-known circumstances, why a further decrease in the initial engagement angle is undesirable - an increase in the risk of jamming of the gear, deterioration of lubrication of the contacting profiles in 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 legs and head of the tooth of each of the wheels are mated with auxiliary profile elements. Coupling is carried out according to standard principles for ensuring smooth interaction of gearing elements on the contact line of gear profiles of a pair of mating wheels, gearing reliability, shape of gearing elements, and also taking into account the capabilities of the equipment that will be used to perform gearing in the physical form of the product. The dimensions of the tooth elements are possible according to 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 for improving the engagement quality that the proposed technical solution provides, it is quite acceptable that the height values are 10-30% lower tooth legs and height of the tooth head. This will allow to avoid excessive tangential stresses characteristic of known technical solutions when contacting sections of the line of the profile of the profile remote from the pitch circle, and without impairing the continuity of the mesh. An important criterion - the thickness of the tooth - the ratio of the height to the thickness of the tooth should be taken in the proposed technical solution more by a value from 0.05 to 0.2 compared with the value recommended by GOST. If the last condition as a result of the synthesis of the proposed link is not observed, then the synthesis procedure should be repeated. For example, to obtain the desired result, it is necessary to increase the curvature of the elements of the synthesized profile of the tooth leg by decreasing the predetermined value of the increment of the angle of the second section of the contact profile of the tooth foot of the tooth gear and the predetermined increment of the 3rd and each subsequent section n of the profile of the contact of the tooth tooth of the tooth gear direction of the previous section. Other expertly justified options are possible within 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 coupling the main and auxiliary elements of the engagement profile is to prevent a jump in the curvature of the contact line in its interface with the surface of the tooth apex. To fulfill this condition, the synthesized smoothed contact line of the external tooth relative to the corresponding pitch circle of the last section of the tooth leg profile is continued with a line of the same curvature towards the base of the tooth cavity, the depth of which is synthesized according to the condition of unhindered passage of the vertex 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 tooth leg profile smoothly build up to a standard or structurally specified curvature of the rounding to the tooth base line.

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 contact line of the external last section of the tooth head profile is continued with a line of the same curvature towards the top of the tooth at a distance from 0.02 to 0.07 of the length of the last section of the profile from the outermost point of contact between the tooth head profile and the tooth leg profile, and then the profile curvature the tooth heads smoothly build up to the tooth apex line until a standard or structurally defined curvature of the curve is reached. Similarly, they are suitable for 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 smoothing curve of the wheel tooth foot at the mating point of sections 1, 2 decreases in the direction of section 2, but throughout the length of the smoothing section is less than the smoothing curvature of the mating tooth head profile of the gear of the opposite wheel in the vicinity of the connection point of profile sections 1, 2 opposite wheel. This design solution allows you to weaken contact stresses when pairing these profile elements in the process of engagement. There is some analogy with the technical solution (Hawkins Richard M. Patent US 6837123 B2. 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), but, unlike the known solution, in which the coupling of the engagement profiles in the engagement pole is forcibly violated, the proposed technical solution ensures continuity of engagement in this critical section of the profile. In addition, the selected ratio of the curvature of the contacting sections of the profile in the considered section slightly weakens the contact stresses when pairing the transition from the rectilinear zone of the profile (section 1) to the curved (section 2) part of the contact profile of the tooth leg, which is a favorable circumstance for the actual 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 profile of the engagement and the proposed restrictions on the implementation of its mate can reduce the dependence of the quality of convex-concave engagement on the center distance, especially in the contact area in the pole, which is known to be unfavorably critical for the quality of 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.Assume, instead of the normal operating conditions, the axis of rotation of the wheel 1 of FIG. 6 will be shifted towards the axis of rotation of the wheel 2 by an amount not greater than the difference in the lengths of the sections 1 of the wheels 1 and 2. Then, the section 1 of the wheel 1 will shift downward in FIG. to the position where the connection points of sections 1 and 2 of both wheel profiles 1 and 2 are located against each other. But in this position there will be no change in its properties critical for the quality of the engagement. The contact of the straight sections 1 of wheels 1 and 2 is maintained. The possibility of direct contact between the connection points of sections 1 and 2 of both profiles, in which the high surface curvature is dangerous for direct contact, is excluded in that the curvature of the smoothed surface at the junction of sections 1 and 2 of the tooth leg is greater than the curvature of the smoothed surface at the junction of the sections 1 and 2 tooth heads. At the same time, the continuity of the profile reconnection through the connection section of sections 1 and 2 of both profiles during operation is maintained, since the coupling curvature of sections 1 and 2 of wheel 1 and the coupling curvature of sections 1 and 2 of wheel 2 are quite close, only slightly exceeding the specified gap to ensure transfer of contact stresses through a lubricant layer. The profiles of sections 2, as well as the 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 towards the axis of rotation of the wheel 2 is greater than the difference in the lengths of the sections 1 of the wheel 1 and the wheel 2, the engagement will be broken. This is a fundamental difference between the proposed gearing and the cycloid gearing, which, due to the standard procedures for constructing epicycloids and hypocycloids, is violated with minimal movement of the axles of the wheels relative to each other, since this finite discrete movement in a 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 the wheel 1 will be shifted in the direction opposite to the axis of rotation of the wheel 2 by the same amount that was selected for consideration in the example above. The contact of the connection 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 section 2 of the profile of the wheel 1, as in Fig., Only a little further towards its connection with the section 3 of the profile of the wheel 1. Therefore, the profiles sections 2 and subsequent sections of the wheels 1 and 2 at the next stages of contact will be mated seamlessly.

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 interaxal distance in the proposed engagement, a remark should be made regarding the assignment of a coefficient for calculating the length of the segment forming section 1 of the contact profile of the wheel tooth head, which we proposed as a value from 0.4 to 0.99 of the length of the first section contact profile of the tooth tooth engagement. The higher the value of this coefficient, the larger the contact area of the opposing engagement profiles, and the better the conditions for transmitting the torque flow in the engagement pole. But at the same time - there is a stricter restriction on reducing the distance between the axles of the wheels when performing gearing - 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 of sections 1 of wheels 1 and 2 is selected slightly more than in other sections of the profile. The solution was dictated, first, by the desire to take into account some violation of the parallelism of sections 1 of the wheels 1 and 2 outside the engagement pole, and the second, by the best conditions for preserving the lubricant inside the contact surface, since the contact surface area in this section of the profile is much larger than in other sections, while the lubricant it is not squeezed out of the gap - on the contrary - it is additionally held between the protrusions of the roughness of engagement, rolling between them in the process of mutual displacement of the planes of sections 1 of wheels 1 and 2 in their ontact 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. Cycloidal engagement, in addition to the adverse circumstance noted above of the zero engagement angle in the engagement pole, is characterized by a non-linear 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 line of engagement adversely affects the quality of the transmission due to fluctuations in contact stresses, large efforts in engagement at the ends of the line of engagement, varying effort and power in 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 technical 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 are eliminated.

Некоторые особенности нового зацепления, упрощающие понимание разнообразия вариантов его исполнения, следующие.Some features of the new gear, simplifying the understanding of the variety of options for 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 the tooth leg is assumed to be zero, then the surface profile of the tooth leg will be rectilinear. This is some analogy with clock 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 leg is set to less than zero (including a variant of this approach only for some sections of the profile), then a synthesis option is possible when the engagement profile has a constant (or close to it) engagement angle. This is some analogy with involute gearing. But at the same time, it is possible to overcome the drawback of involute engagement, which consists in the fact that if the synthesis of involutes is forced to use the method of constructing it outside with respect to the main circle, then in the proposed method it is possible to carry out synthesis of engagement along the entire tooth profile. This improves the quality of engagement, namely, in the absence of a main circle, it is possible to reduce the diameter of the inner circumference of the touch, respectively, to increase the diameter of the outer circumference of the touch and get a more developed profile of the engagement line than involute.

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 profile shape is performed from several synthesis options depending on the initial angle, the number of discretization elements, the increment of the angle of the next sections of the profile according to the criterion of the minimum difference in the curvature of the legs and tooth head in the gear contact profile of the gear.

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.Regarding the coefficients proposed for use in the synthesis process for calculating certain profile elements, their rather wide range should be noted. 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 link 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°).In FIG. an example of a discrete synthesis phase of the profile of the contact line of the foot and tooth tooth of an engagement is given for the following construction parameters: initial engagement angle of 20 °, the number of synthesis sections 7, the angular position of section 1 for constructing section 2 along the pitch circle from pole P is 2 °, the increment of the direction angle section 2 of the contact profile of the tooth leg of the wheel R1 relative to the direction of section 1 is 0.5 ° (the angle of engagement in section 2 is 24.5 °), the increment of the position of section 1 to build sections from 3 to 7 along the pitch ok of the pole P is 1 °, the increment of the direction angle of section 3 of the contact profile of the tooth foot of the wheel R1 relative to the direction of section 2 is 1 ° (the angle of engagement in section 3 is 27.5 °), the increment of the angle of direction of section 4 of the contact profile of the tooth tooth of wheel R1 relative to the direction of section 3 is 1.5 ° (the angle of engagement in section 4 is 31.0 °), the increment of the angle of the direction of section 5 of the contact profile of the tooth legs of the wheel R1 relative to the direction of section 4 is 2.0 ° (the angle of engagement in section 5 is 35 , 0 °), in rement direction angle portion 6 contact shape legs tooth wheel R1 direction with respect to portion 5 is 2,5 ° (an angle for the engagement portion 6 is 39,5 °), the angle increment direction portion 7 contact shape of the tooth wheel legs relative to the direction R1 portion 6 is 3 , 0 ° (the engagement angle 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.Referring to FIG. An example of the implementation of the profile is made so that when using its full configuration up to section 7, in some cases there is a risk of loss of overlap of the synthesized gearing in a real gear with a small number of teeth on the wheel. Therefore, when using the proposed profile, the overlap of the engagement should be evaluated taking into account the standard auxiliary elements of the tooth profile, as well as taking into account the angular magnitude 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 profile position for the interface point of the end of the last n- th section of the tooth head profile with the leg of the opposite tooth for a given number of teeth. After this, it is necessary to evaluate the overlap as part 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 tooth head profile 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 advantages of the new profile of the line of engagement is the transmission overlap. In the proposed technical solution, providing a 5-10% overlap is quite sufficient to ensure transmission operability, since the condition of gearing continuity is laid down in the synthesis procedure.

Использованы новые элементы:New elements used:

линия контакта профиля зубчатого зацепления, выполненная в виде участков последовательно сопряженными отрезками прямой линии с последующим сглаживанием;the contact line of the profile of gearing, made in the form of sections successively conjugated segments of a straight line with subsequent 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 foot of the tooth gearing, made in the form of a straight line segment with a length of 0.02 to 0.2 m from a point on the initial circumference of the wheel, located back in the direction of rotation of the wheel at a distance of δ / Cos (α) , where δ is the predetermined clearance size in advance, α is the predetermined initial engagement angle from the pole of the gear, oriented toward the axis of the wheel at an angle α to the center line of the mating wheels, the first section of the contact profile of the tooth head of the opposite wheel made in the form of a a pit line with a length of 0.4 to 0.99 from the length of the first portion of the contact profile of the tooth foot of the gearing of the wheel from the pole of the gear and oriented toward the wheel axis parallel to the first portion of the contact profile of the tooth of the tooth of the gearing of the wheel;

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;the contact profile of the teeth of the teeth of the teeth of the wheel, starting from the opposite pitch circle of the end of the first section of the profile of the contacts of the teeth of the teeth of the teeth of the wheels, made sequentially conjugate segments of a straight line, and the length of the second section of the contact profile of the legs of the teeth of the teeth of the gear of the wheel is from 0.5 to 0.8 the length of the first portion length of the third and each subsequent portion of the profile n contact tooth wheel engaging legs is from 1.0 to 1.8 of the previous section length of the profile tooth flank meshing contact 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 portion of the contact profile of the tooth foot of the tooth gearing wheel, oriented at an angle to the direction of the first portion of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel so that the angle of engagement in the middle position of the second section of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel differs from the predetermined initial engagement angle by the predetermined value the increment of the angle of the second section of the profile of the contact of the tooth legs of the gearing of the wheel;

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 legs of the tooth of the gearing wheel, 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 predetermined increment, where n is the number of the segment;

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 gearing of the opposite wheel, starting from the opposite pitch circle of the end of the first section of the contact profile of the tooth legs of the gearing of the teeth of the opposite wheel, made sequentially conjugate 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 profile of the contact of the head of the tooth gearing of the opposite wheel, made in the form of a straight line segment oriented in the direction of the axis of the wheel from the opposite opposite the pitch circle end of the previous section of the profile of the contact of the head of the tooth of gearing of the wheel to a point located at a distance from 0, 6 to 0.9 in advance of the specified gap size from the middle of the second section (or subsequent section) of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel on the gearing line of the wheels in p ozitsii of their next discrete contact in the direction from the contact profile section of the tooth leg of the tooth gearing of the wheel to the tooth head of the gearing 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 profile of the contact of the tooth head of the gear wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the profile of the contact of the tooth tooth of the gear wheel R2 , performed similarly to the construction of the contact of the legs of the tooth of the tooth of the gear wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the profile of the contact of the tooth tooth of the gear 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 legs of the tooth of the gearing of the wheel, made from a point in the first section, spaced 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 the vicinity of the point in the second section, separated from the connection point of the first and second sections by a value from 0.03 to 0.09 of the length of the second section, defined by a radius from 0.03 to 0.07 of the predetermined gap size, and a neighborhood of the same size, circumscribed around each of the subsequent connecting points of the sections from the second to the n- th;

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 tooth head of the gearing of the opposite wheel, made in the vicinity of the connection point of the first and second sections of the wheel profile from the point on the first section, which is 0.1 to 0.2 of the length of the first section through the vicinity of the point on the second section from the connection point of the sections, separated from the connection point of the first and second sections by a value of from 0.1 to 0.3 of the length of the second section, defined by a radius of 0.03 to 0.07 of the predetermined gap size, and a neighborhood of the same size for each of the following 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 profile of the tooth leg of the mesh, made so that the smoothing curve has a minimum variation in curvature along the profile and is located on one side with respect to a straight line of direction of the first section of the profile of the tooth leg;

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 of the mesh, made so that the smoothing curve has a minimum variation in curvature along the profile and is located on one side with respect to a straight line of direction of the first section of the profile of the tooth head;

сглаживание профилей ножки и головки зуба зацепления, выполненное так, что варьирование зазора между профилями ножки и головки зуба зацепления минимальное.smoothing of the profiles of the legs and heads of the gear teeth, made so that the variation of the gap between the profiles of the legs and heads of the gear teeth 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-mentioned new elements allows you to synthesize a gear including a pair of gears, the contact line of the gear profile of which, made in the form of successively conjugated segments of a straight line with subsequent smoothing, provides a convex-concave contact of the engagement elements, a non-zero initial angle of engagement, low angle variation meshing when mating sections of the profile along the contact line and ensures compliance with the condition of continuity of meshing when mating section of the profile along the contact line.

Claims

A gear transmission, including a pair of gears, the contact line of the gear profile of which, made in the form of successively conjugated segments of a straight line with subsequent smoothing, provides a convex-concave contact of the engagement elements of the pair of coupled gears with pitch circles R1 , R2 and the center line of the mating wheels O1 - O2, on parallel shafts, whose pressure angle is between 0 and 70 °, conjugation head profile of the tooth profile and the tooth root line formed by a line segment, mates n the contact of the gears is made with a predetermined gap size, the pairing of the contact profile of the wheel with the auxiliary profile elements is made according to standard principles for the smooth interaction of the engagement elements on the contact line of the gear profiles of the pair of mating wheels, the reliability of engagement and the shape of the engagement elements, characterized in that the line the contact profile of the gearing is made in the form of sections successively conjugated segments of a straight line with the last blowing smoothing, the first contact portion engaging the tooth profile of the wheel legs is configured in the form of a straight line segment length of from 0.02 to 0,2 m from the starting point on the circumference of the wheel, located backward in the direction of rotation of the wheel at a distance of δ / Cos (α) where δ is the predetermined clearance size in advance, α is the predetermined initial engagement angle, from the engagement pole oriented toward the wheel axis at an angle α to the center line of the mating wheels, the first section of the tooth head contact profile of the opposite wheel is made in in the form of a straight line segment from 0.4 to 0.99 in length from the length of the first section of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel from the pole of the gear and oriented toward the wheel axis parallel to the first section of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel, the contact profile of the tooth tooth of the gearing wheel, starting from the opposite pitch circle of the end of the first section of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel, made sequentially conjugated segments of a straight line, the length of the second section of the contact profile of the tooth foot of the gearing the wheel 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 tooth foot of the gearing wheel is from 1.0 to 1.8 the length of the previous section of the contact profile of the tooth foot of the gear wheel, the second section of the contact profile the legs of the tooth gearing wheel is oriented at an angle to the direction of the first portion of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel so that the angle of engagement in the middle position of the second portion of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel is different from the front a predetermined initial angle of engagement by a predetermined angle increment of the second portion of the contact profile of the tooth foot of the gear wheel, the third and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth foot of the gear wheel are 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 pressure angle in the middle position of the previous portion at a predetermined value of the increment, where n - the number of the segment, the profile of the tooth opposite the contact heads engaging the stake but starting from the opposite pitch circle end of the first portion of contact shape of the tooth of the opposite wheel engaging legs formed sequentially paired segments of straight lines, the second and each subsequent portions n contact shape of the head of a tooth of the opposite wheel engaging are formed as straight line segment oriented towards the axis of the wheel from the opposite opposite to the pitch circle end of the previous section of the contact profile of the tooth head of the gearing of the wheel to the point located at a distance from 0.6 to 0.9 in advance of the specified size of the gap from the middle of the second section (or subsequent section) of the contact profile of the tooth foot of the gearing wheel on the gearing line of the wheels in the position of their next discrete contact in the direction from the contact profile part of the gearing tooth leg wheels to the tooth head of the gearing of the opposite wheel, the synthesis of the second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth head of the gearing wheel R1 and the second and each subsequent sections of the n profile of the contact of the tooth leg for the gearing of the wheel R2 is performed similarly to constructing the contact of the tooth foot of the tooth gearing of the wheel R1 and the second and each subsequent sections n of the contact profile of the tooth tooth tooth gearing of the wheel R2 , smoothing the profile of the tooth foot of the gearing tooth of the wheel is made from the point in the first section, which is an amount apart from the connection point of the first and second sections from 0.02 to 0.05 of the length of the first section through the neighborhood of a point in the second section, spaced from the connection point of the first and second sections by a value from 0.03 to 0.09 of the length of the second section, outlined by a radius of t 0.03 to 0.07 in front of a predetermined gap size, and a neighborhood of the same size outlined around each of the subsequent connection points of the sections from the second to the n- th, smoothing the profile of the tooth head of the engagement of the opposite wheel is made in the vicinity of the connection point of the first and second sections the profile of the wheel from the point in the first section, spaced from the point of connection of sections by a value from 0.1 to 0.2 of the length of the first section through the neighborhood of the point in the second section, separated from the point of connection of the first and second sections by a value of 0 , 1 to 0.3 of the length of the second segment, defined by a radius from 0.03 to 0.07 of the predetermined gap size, and a neighborhood of the same size for each of the subsequent connecting points of the sections from the 2nd to the n- th, smoothing the profile of the tooth leg gearing is made so that the smoothing curve has a minimum variation of curvature along the profile and is located on one side with respect to a straight line of direction of the first section of the tooth leg profile, smoothing the profile of the tooth tooth head is made so that the smoothing curve has minimal variation curvature along the profile and is located on one side with respect to a straight line of direction of the first section of the tooth head profile; smoothing of the legs and head of the tooth gear is made so that the gap between the profiles of the legs and head of the tooth is minimal.