SU109113A1 - Зубчатые передачи, а также кулачковые механизмы с точечной системой зацеплени - Google Patents

Description

Известные зубчатые передачи с точечной системой зацеплени  обладают низкой контактпой прочностью и широкого практическото применени  не получили.

Существующие зубчатые передачи с линейчатыми системами зацеплени , в том числе широко распространенные эвольвентные, также обладают ограниченной контактной прочностью.

Предлагаема  зубчата  передача имеет более высокую контактную прочность, что обусловлено более выгодными кривизнами сопр женных поверхностей зубцов. Передаваемые окрзжные усили  могут быть в несколько раз большими ло сравнению с эвольвенгным зацеплением при одинаковых контактных напр жени х, одинаковых габаритных размерах и прочих равных услови х . Другим преимуществом их  вл етс  меньша  чувствительность к неточност м изготовлени  и деформаци м деталей зубчатых передач .

Предлагаемые зубчатые передачи МОГУТ быть выполнены с параллельпыми , пересекающимис  и перекрепдивающимис  ос ми, с внешним и внутренним зацеплением, с посто нным п переменным передаточны 1 числом и могут быть применены дл  кулач ковых м ех и и зм ов.

На чертеже изображены возможные профили зубцов, получающиес  при пересечении их рабочих поверхностей , плоскостью, перпендикул рной к мгновенной оси относительно вращени -скольжени  и проход щей через текупхее положенпе точки зацеплени .

Здесь Р-точка пересечени  с мгновенной осью относительного враи1ени -скольжен1   плоскости профилей , перпендикул рной мгновенной оси.

Oi и О2-точки пересечени  плоскости профилей с ос ми зубчатых колес.

j/ - точка зацеплени  {текуп1ее положение).

РА-лини  давлени .

ДАД - кругова  дуга с центром в точке Р,  вл юща с  предельным случаем профилей зубцов (совпадающих друг с другом).

Кривые BAB - кривые произвольной плавной формы, наход щиес  внутри круговой дуги ДАД (т. с. уход щие в «тело зубцов одного из колес) и расположенные в непосредственной близости от нее,  вл ютс  профил ми зубцов одного из колес.

Кривые САС-кривые произвольной плавной формы, наход щиес  вне круговой дуги ДАД (уход щие в «тело другого зубца) и расположенные в непосредственной б.аизости от ДАД,  вл ютс  профил ми зубцов другого колеса.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем.

В пространстве, в котором зафи1 ;сированы оси враи1ен1Я зубчатых колес, задаетс  лини  зацеплени  и виде пр мой или плавной кривой, проход ща  в непосредственноГ близости от мгновенной оси относительного вращени -скольжени . Вдоль линии зацеплени  назначаетс  движение точки зацеп.лени  с посто нной или плавно измен ющейс  скоростью. Движуща с  точка зацеплени  описывает в пространствах , св занных с вращающимис  зубчатыми колесами, контактные линии. Через эти линии можно провести р д некоторых поверхностей, которые могут быть сопр женными рабочими иоверхност ми зубцов, если они будут иметь общую нормаль в каждо.м текущем иоложении точки зацеплени  и будет удовлетв.:)р тьс  основна  теорема зацеплени , если крнвнзнь( поверхностей будут удовлетвор ть заданному передаточному отнощеиию и если, наконец , будет отсутствовать взаимное пересечение поверхностей в пределах их рабочих участков.

Предлагаемые виды рабочих поверхностей зубцов удовлетвор ют поставленным услови м и обеспечивают высокую контактную прочность зубцов.

В плоскост х, перпендикул рных мгновенной оси относительного вращени -скольжени  и проход щих через текущее положение точки зацеплени , провод тс  дуги окружностей из центров, наход щихс  иа пр мой, проход щей через точку зацеплени  и мгновенную ось, ij в непосредственной близости от этой оси. Дуги окрзжностей можно считать профил ми зубцов.

Непрерывна  совокупность профилей дл  всех теку1 1их положений точки зацеплеии  образует сопр женные поверхности зубцов, при этом рабоча  поверхность дл  одного из колес будет выпуклой, а дл  другого-вогнутой (по направлению, перпендикул рному к мгновенной оси). В частно.м случае радиусы профилей зубцов могут быть одинаковыми по величине и равными рассто нию от точки зацеплени  до мгновенной оси. Центры обоих профилей при этом будут лежать на мгновенной оси. В этом случае точечное зацепление вырождаетс  и особый вид линейчатого, однако при реализации его требуетс  весьма высока  точность и абсолютна  стабильность межосевого рассто ни , что практически неосуществимо. При конструировании зубцов следует отдать предпочтение точечному зацеплению с малой разницей в величинах радиусов профилей, име  в виду, что практически при технологической , а также при естественной приработке зубцов точечное зацепление будет приближатьс  к упом нутому оТинейчатому, хот  теоретический контакт при этом будет точечны .м.

Профили зубцов могут иметь форму , отличаюидуюс  от дуги окружности , однако кривые профилей другой формы (проход  всегда через точку зацеплени ) должны находитьс  внутри упом нутого круго вого профил  с центром в точке, наход щейс  на мгновенной оси (должны уходить в «тело зубцов).

Закон движени  точки зацеплени  (т .е. скорость и траектори  ее движени ) выбираетс  так, чтобы потери на трение и износ были незначительными . Потери на трение и износ пропорциональны относительной скорости скольжени  в зацеплении , следовательно необходимо стре.митьс  к у.меньщению последней , а дл  этого линию зацеплени  не следует значительно удал ть от мгновенной оси. Однако чрезмерное

приближение линии зацеплени  к мгновенной оси нецелесообразно, так как св зано с уменьшением контактной прочности. Кроме того, при выборе закона движени  точки зацеплени  следует предусматривать благопри тные с копструктииной точки зрени  углы между общей нормалью (вдоль которой расположена сила взаимодействи  зубцов ) н ос ми колес, а также технологические услови .

Замыкающие (тыловые) стороны зубцов образуютс  аналогичным выщеизложенному методом. Толщина зубцов (и шаг их) устанавливаетс  в соответствии с необходимой прочностью зубцов на изгиб и сдвиг.

Ширина обода зубчатых колес или длина зубцов должна находитьс  в таком соотношении с шагом их, при котором обеспечивалс  бы заданный коэффициент перекрыти  при пересопр жении пар зубцов. Зубчатые передачи могут иметь одноточечное зацепление, т. е. в работе может участвовать только одна пара зубцов (за исключением периода пересопр жени ), и могут быть передачи с многоточечным зацеплением , когда в одновременной работе находитс  несколько пар зубцов.

В случае зубчатых передач с параллельными ос ми удобнее всего, исход  из конструктивных и технологических соображений, выбрать линию зацеплени  в виде пр мой, паралле-льной ос м колес, а скорость движени  точки зацеплени  прин ть посто нной. При этом радиусы профилей зубцов во всех плоскост х, перпендикул рных ос м.

будут одинаковы, рабочие поверхности зубцов будут представл ть собой правильные винтовые поверхности . Изготовление таких зубцов возможно на всех современных зуборезных станках с применением специального инстру.мента.

На чертеже представлена зубчата  передача с параллельными ос ми с предельным случаем точечного контакта, переход щего в линейчатый , с криволинейной контактной линией, располагаюи ейс  поперек зубцов. В случае нежелате,чьностн осевых компонентов сил, нагружающих подшипники, можно примен ть зубчатые колеса шевронного типа.

Предмет изобретени 

Зубчатые передачи, а также кулачковые механизмы с точечной системой зацеплени , о т л н ч а ю щ и ес   тем, что, с целью увеличени  передаваемых окружных усилий, профили зубцов, получающиес  при пересечении их рабочих поверхностей плоскостью, перпендикул рной к мгновенной оси относительного вращени -скольжени  и проход щей через текущее положение точки зацеплени ,  вл ютс  дугами окружностей или другими плавными кривыми , приближающимис  по форме и по величине радиуса кривизны к дуге окружности с центром, совпадающим с точкой пересечени  рассматриваемой плоскости с мгновенной осью, а лини  зацеплени , представл юща  геометрическое место точек зацеплепи  в пространстве, в котором зафиксированы оси вращени  колес,  вл етс  пр мой или плавной кривой.