SU911069A1

SU911069A1 - Зубчата передача

Info

Publication number: SU911069A1
Application number: SU792843010A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Овчинников
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1979-11-27
Publication date: 1982-03-07

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для передачи движения.

По технической сущности и достигаемому, эффекту наиболее близкой к изобретению является зубчатая передача, содержащая составные колеса, образованные соединенными между собой дисками, зубья которых смещены относительно друг друга в плоскости вращения [1].

Недостатком этой зубчатой передачи является невысокая прочность зубьев при ^Ограничении наружного диаметра колес.

Целью изобретения является повышение прочности зубьев при ограничении наружного диаметра колес.

Указанная цель достигается тем, что толщина зубьев каждого диска прямопропорциональна числу дисков, составляющих каждое из колес зубчатой передачи, число зубьев каждого диска обратно пропорционально числу дисков каждого колеса, а шаг смешения зубьев соседних дисков определен, как про изведение постоянного числа π на модуль зацепления.

На фиг. 1 показана зубчатая передача, общий вид; на фиг. 2 - схема загрузки зуба; на фиг. 3 — сечение А—А на фиг.1;

. * на фиг. 4 - условные развертки зубьев дисков составных колес: а - при одном диске, б — при двух дисках, с — при трех дисках, d - при девяти дисках; на фиг. 5 — составное зубчатое колесо со смещением дисков на величину λ .

Зубчатая передача содержит колесо 1, составленное из, например, двух дисков 2 и 3, а также колесо 4, составленное из дис_|5 ков 5 и 6 (фиг. 1 и 3). Диски колес 1 и имеют зубья 7 и впадины 8 и соединены жестко друг с другом с помощью, например, болтового соединения 9. Ось 10 общая ось вращения дисков каждого колеса (фиг. 5). Во время работы колесо 1 через зубья 7 дисков 2 и 3 передает вращение по стрелке ω на зубья 7 дисков и 6 колеса 4. При этом зубья 7 противоположно расположенных пар дисков 2 и 6, и 4 поочередно вступают в другом и передают вращаютолщина S зуба 7 увеличива3 и 5 колес 1 контакт друг с щий момент.

Повышенная ет несущую способность открытых передач, прочность зубьев которых рассчитывается на изгиб. В качестве примера сравним прочность на изгиб традиционной и описываемой передачи.

Известно, что прочность зуба на изгиб зависит от ширины его b и толщины а (фиг. 2),' которые определяют собой момент сопротивления на изгиб

MU ί (I) ____ 6

Прочность зуба на изгиб <з_и определяется ем повышенную в 2 раза прочность предлагав емой передачи.

Чтобы достигнуть такой прочности колеса традиционной передачи необходимо увеличивать диаметр в два раза или же повышать ширину колес, что в обоих случаях связано с повышением расхода металла и увеличением габаритов.

При наличии трех дисков щая способность, передачи в четырех — в 16 раз и т.д.

Из приведенных расчетов меняя количество, диаметр и ширину дисков можно уменьшать габариты и расход металла, не снижая прочности зубчатых колес.

Число зубьев на каждом диске должно повышается несу9 раз, при следует, что из15

по формуле	Mi «И '	(Q)	быть обратно пропорционально количеству дисков и выражается целым числом ' . 2 .
где	ΙΛ — момент, вызывающий	изгиб зуба.	20	^д0 - т, ¹
Он	равен			где Z_o	— число зубьев на дисках описыва
		№Р· eosdt-8,	(3)		емой передачи)
		*		η	— число дисков;
где	Р·cos а	- горизонтальная составляющая	' ζ	— минимальное количество зубьев,
	ξ	нагрузки, передаваемой зубом;	25	определенное по традиционной
	— высота зуба.			методике.

Например, ведущее колесо по условиям зацепления без коррекции должно иметь 18 зубьев. Тогда колесо предлагаемой передачи может иметь следующее количество зубьев

Выражая через модуль m высоту и толщину зуба, подставляют в формулу (1) α=&.τη-, б= Д - м, (4) где β и μ -- специальные коэффициенты. После преобразования получают _w Ρ· С05сИ Ρ·Ο05ώ·Λ*·ΐη !

Обозначая через у коэффициент формы зуба через соотношение

т.е. при одном (фиг. 4 а), Ζ₂ =-у 9 зубьев (фиг. 4 о) 18- о. _ 18 6 ^Z5~T _Z1 = _18_= ι₈;

диске - обычная передача = - = 9, при двух дисках , Z3 = = 6, Z4 = = 2 Z_fi =-^- = 1 ^4-6 18 ^χ· _ P-OOSdl ,_γ.

. Ъ · rn дисков (для примера) получают б -Ρ·^05ά·ηη

У ., 1

Л. b · m

Если ширина двух предлагаемой передачи равна ширине одного колеса традиционной передачи, т.е.

Vyi (8) а толщина зуба и основания - двум модулям, тогда прочность на изгиб предлагаемой передачи будет равна _ Ρ·005ά· Д· П1 . 6

Из этого выражения следует, что при одних и тех габаритах и расходе металла име50

При 18 дисках теоретически может быть всего лишь по одному зубу на диске. Начиная с двух дисков, зуб уже фактически будет работать только на сжатие и прочность предлагаемой передачи, что зависит от напряжения сжатия зубьев в месте контакта. Это обстоятельство особенно важно для пластмассовых колес, основным недостатком которых является малая прочность зубьев на изгиб. За счет смещения зубьев каждого диска на величину (фиг. 4 и 5) получается как одно колесо традиционной передачи с необходимым коэффициентом перекрытия. На фиг. 4 видно, что разное число зубьев, расположенных на соответствующих дисках при поочередном включении в работу, обеспечивают аналогичные условия зацепления традиционного зубчатого колеса с минимальным числом зубьев колес.

Нарезание зубьев предлагаемой передачи может осуществляться методом копирова911069 ла зубьев каждого диска

Изобретение позволя5 ния на серийных, станкахет в 2 и более раза повысить несущую способность зубчатой передачи.

Claims

3,9 3 и 5 колес 1 и 4 поочередно вступают в контакт друг с другом « передают вращающий момент. Повышенна толищна S зуба 7 увеличива ет несущую способность открытых передач, прочность зубьев которых рассчитываетс на изгиб. В качестве примера сравним прочност на изгиб традиционной и описываемой передачи . Известно, что прочность зуба на изгиб зависит от ширины его b и толщины а (фиг. 2), которые определ ют собой момен сопротивлени на изгиб Прочность зуба на изгиб (э определ етс по формуле б, .-,(а) где Л - момент, вызывающий изгиб зуба. Он равен cosoL-e, (а) где Р cos а - горизонтальна составл юща нагрузки, передаваемой зубом 2 - высота зуба. Выража через модуль m высоту и толщи ну зуба, подставл ют в формулу (1) .гт)-, б yU- Yi,(4-) где /3 и /Z v- специальные коэффициенты. После преобразовани получают d P-COSA- P-co5d-/u-m g.j I ; Mi Обознача через у козффициент формы зуба через соотношение получают . P.&OSol-ni P-UOSdl Ni.b-m- (.b-m Если ширина двух дисков (дл примера) предлагаемой передачи равна ширине одного колеса традиционной передачи, т.е. °о--тГ а толщина зуба и основани - двум модул м , тогда прочность на изгиб предлагаемой передачи будет равна ( 5 -P005d -/x.m P.COSdl , Из этого выражени следует, что прьГ одних и тех габаритах и расходе металла имеем повыщенную в 2 раза прочность предлагаемой передачи. Чтобы достигнуть такой прочности колеса традиционной передачи необходимо увеличивать диаметр в два раза или же повыщать ширину колес, что в обоих .случа х св зано с повышением расхода металла и уделичением габаритов. При наличии трех дисков повышаетс несуща способность, передачи в 9 раз, при четырех - в 16 раз и т.д. Из приведенных расчетов следует, что измен количество, диаметр и ширину дисков можно уменьшать габариты и расход металла , не снижа прочности зубчатых колес. Число зубьев на каждом диске должно быть обратно пропорционально количеству дисков и выражаетс целым числом Zg - число зубьев на дисках описываемой передачи п - число дисков; Z - минимальное количество зубьев, определенное по традиционной методике. Например, ведущее колесо по услови м зацеплени без коррекции должно иметь 18 зубьев. Тогда колесо предлагаемой передачи может иметь следующее количество зу&ев Z, 1 18 -10 1 . t т.е. при одном диске - обычна передача (фиг. 4 в), Za -й- 9, при двух дисках 9 зубьев (фиг. 4 е), Zs 6, Z4 z,f 2, Z, 1. При 18 дисках теоретически может быть всего лшш по одаому зубу на диске. Пачина с двух дисков, зуб уже фактически будет работать только на сжатие и прочность предлагаемой передачи, что зависит от напр жени сжати зубьев в месте контакта. Это обсто тельство особенно важно дл пластмассовых колес, основным недостатком которых вл етс мала прочность зубьев на изгиб. За счет смещени зубьев каждого диска на величину (фиг. 4 и 5) получаетс как ОД11О колесо традиционной передачи с необходимым коэффициентом перекрыти . На фиг. 4 видно, что разное число зубьев, расположенных на соответствующих дисках при поочередном включении в работу, обеспечивают аналогичные услови зацеплени традиционного зубчатого колеса с минимальным числом зубьев колес. Нарезанне зубьев предлагаемой передачи может осуществл тьс методом копировани на серийных, станках. Изобретение позво ет в 2 и более раза повысить несущую способность зуб атой передачи. Формула изобретени Зубчата передача, содержаща составные колеса, образованные соединенными между собой дисками, ззгбь которых смещены относительно ДР5ГГ друга в плоскости вращени , отличающа с тем, что, с целью повыщени прочности зубьеб при ограничении наружного диаметра колес, толщ на зубьев каждого диска пр мопррпсфщюнальна числу дисков, составл ющих каждое из колес зубчатой передачи, число зубьев каждого диска обратно пропорциокалвно числу дисков каждого колеса, а шаг смещени (зубьев соседних дисков определен как произведение лосто 1шого числа )г на модуль зацеплени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертгое 1. Кожевников С. Н. Механизмы. М., Машиностроение, 1965, с. 184, ртю. 323 (прототип).

P-CosoC

L

/w

p

P-SinoC

Фиг. 2

Фуг.З 1 23 6 7 Л 9 Ю ff г 1д / fff ff /7 fS

XI IXI .РКГНХ

2:3

X DKI 1X1 IXI DX

AX

0уг.4

Фш.5