UA82372C2

UA82372C2 - Different contour toothed gearing

Info

Publication number: UA82372C2
Application number: UAA200600596A
Authority: UA
Inventors: Игорь Валентинович Александров; Алексей Иванович Волошин; Геннадий Александрович Лисняк; Виктор Никитович Стрельников
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Новокраматорский машиностроительный завод"
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2008-04-10

Abstract

A different contour toothed gearing has toothed wheels with external engagement wotking contours of teeth of which are outlined with smooth going round each other convex and concave curves. According to the invention on one of gear wheels teeth are arranged with involute concave working contour, at that mating teeth are arranged with convex working contour, near-cycloidal one.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний в приводах загального і спеціального 2 призначення, переважно для важких режимів навантаження.The invention relates to mechanical engineering and can be used in drives of general and special 2 purpose, mainly for heavy load modes.

Відома зубчаста передача з евольвентним зачепленням |див., наприклад, Гавриленко В.А. "Основь! теории звольвентной зубчатой передачи". - Л.: Машинобудування, 1969. - 432 с.).A gear transmission with an involute gearing is known | see, for example, Gavrylenko V.A. "Fundamentals of the theory of winding gear transmission". - L.: Mashinobuduvanya, 1969. - 432 p.).

Низька контактна міцність і високий знос зубчастих коліс відомої передачі зовнішнього зачеплення є наслідком контакту опуклих поверхонь зубів і відсутності сприятливих умов для утворення масляного клина в зоні контакту. Недостатня навантажувальна здатність евольвентної передачі зовнішнього зачеплення збільшує габарити і масу приводу, знижує ресурс роботи.The low contact strength and high wear of the gears of the known external gear transmission is a consequence of the contact of the convex surfaces of the teeth and the lack of favorable conditions for the formation of an oil wedge in the contact zone. Insufficient load capacity of the involute transmission of the external gear increases the dimensions and mass of the drive, reduces the service life.

Ці недоліки усунуті в іншій відомій зубчастій передачі з вихідним контуром на базі зачеплення Новикова, обкреслених відрізками плавних кривих зі зміщенням ділянок профілю ніжки і голівки зуба щодо осі симетрії, величина зміщення ділянок профілю обрана в межах 0,3-0,5 модуля зачеплення |див., наприклад, опис до 12 авторського свідоцтва СРСР Мо735855, МПК Е16НІ1/18, опубл. 25.05.80., Бюлетень Мо 19). Опукло - увігнутий контакт зубів: опукла поверхня голівки зуба взаємодіє з увігнутою поверхнею ніжки сполученого зуба - підвищує контактну міцність, поліпшує умови утворення масляного клина в зоні контакту і знижує знос зубів. У зв'язку з відсутністю взаємообгинання профілів зубів, зазначена передача не може бути плоскою, а тільки просторовою.These shortcomings are eliminated in another well-known gear transmission with an output circuit based on the Novikov engagement, delineated by segments of smooth curves with displacement of the sections of the profile of the leg and head of the tooth relative to the axis of symmetry, the amount of displacement of the sections of the profile is chosen within 0.3-0.5 of the engagement module | see ., for example, description to 12 of the author's certificate of the USSR Mo735855, IPC E16NI1/18, publ. 25.05.80., Bulletin Mo 19). Convex - concave tooth contact: the convex surface of the tooth head interacts with the concave surface of the base of the mating tooth - it increases the contact strength, improves the conditions for the formation of an oil wedge in the contact zone and reduces tooth wear. Due to the lack of mutual bending of the tooth profiles, the specified transmission cannot be flat, but only spatial.

При цьому вона має значний осьовий габарит, обумовлений необхідним осьовим перекриттям, а також спеціальною розвитою опорою для компенсації осьових сил, що виникають у зачепленні. Ця передача має підвищену складність виробництва, вимагає тривалого приробляння зубів, чуттєва до погрішностей міжосьової відстані, має низьку надійність, що не дає можливості для її широкого практичного застосування.At the same time, it has a significant axial dimension due to the necessary axial overlap, as well as a specially developed support to compensate for axial forces arising in engagement. This transmission has an increased complexity of production, requires long-term grinding of teeth, is sensitive to errors in the interaxial distance, has low reliability, which does not allow for its wide practical application.

Найбільш близьким аналогом є передача з циклоїдальним зачепленням |див., наприклад, Литвин Ф.Л. "Теория зубчатьїх зацеплений" - М.: В-во "Наука", 1968р. с.268, мал. 1211. с 29 Відома передача і та, що заявляється, мають наступні подібні ознаки: ге) зубчаста передача, що містить зубчасті колеса зовнішнього зачеплення, робочі контури зубів яких обкреслені плавними взаємообгинальними опуклими й увігнутими кривими.The closest analogue is a transmission with cycloidal engagement | see, for example, Lytvyn F.L. "Theory of meshed gears" - M.: Nauka, 1968. p. 268, fig. 1211. p. 29 The known transmission and the one claimed have the following similar features: g) gear transmission containing gears of external engagement, the working contours of the teeth of which are outlined by smooth mutually enveloping convex and concave curves.

Таке конструктивне виконання зубів, поряд з перевагами, що виявляються в підвищенні контактної міцності, поліпшенні умов змащення, зменшенні зносу зубів, усуненні осьових сил і зниженні осьового габариту в с 30 прямозубій передачі, має істотні недоліки: наявність розділової точки між опуклою й увігнутою частинами м. профілю зуба, викликає підвищені вимоги до точності формоутворення зубів і зборки передачі. Навіть незначні погрішності, у т.ч. і підвищені навантаження, порушують умови зачеплення, викликаючи значний шумовий ефект, с вібрацію, ріст динамічних навантажень, а також інтерференцію зубів і заклинювання передачі. Зазначені сі недоліки витиснули циклоїдальні передачі з промислового застосування.Such a design of the teeth, along with the advantages of increasing the contact strength, improving the lubrication conditions, reducing the wear of the teeth, eliminating the axial forces and reducing the axial dimensions in the s 30 spur gear, has significant disadvantages: the presence of a dividing point between the convex and concave parts of the . tooth profile, causes increased requirements for the accuracy of tooth shaping and gear assembly. Even minor mistakes, including and increased loads disrupt the engagement conditions, causing a significant noise effect, vibration, an increase in dynamic loads, as well as tooth interference and transmission jamming. The mentioned disadvantages pushed cycloidal transmissions out of industrial use.

Зо В основу винаходу покладена задача, - створити передачу, що має високу навантажувальну здатнісь, 99 низький рівень шуму, не чуттєва до короткочасних перевантажень і технологічних погрішностей.The invention is based on the task of creating a transmission that has a high load capacity, a low noise level, and is not sensitive to short-term overloads and technological errors.

Рішення цієї задачі забезпечується за рахунок технічного результату, що полягає в опукло - увігнутому контакті зубів з незмінним знаком кривизни робочого контуру, тобто робочий контур зуба обкреслений тільки « опуклою чи тільки увігнутою кривою. 50 Для досягнення цього технічного результату, у різноконтурній зубчастій передачі, що містить зубчасті т с колеса зовнішнього зачеплення, робочі контури зубів яких обкреслені плавними взаємообгинальними опуклими й з» увігнутими кривими, - на одному з зубчастих коліс нанесені зуби з евольвентним увігнутим робочим контуром, при цьому сполучені зуби з опуклим робочим контуром виконані не евольвентними.The solution to this problem is provided by the technical result, which consists in the convex-concave contact of the teeth with an unchanged sign of the curvature of the working contour, that is, the working contour of the tooth is delineated only by a "convex or only concave curve." 50 In order to achieve this technical result, in a multi-contour gear transmission containing gear ts wheels of external engagement, the working contours of the teeth of which are delineated by smooth mutually enveloping convex and concave curves, - on one of the gear wheels, teeth with an involute concave working contour are applied, with the teeth connected to it with a convex working contour are not involute.

Між відмітними ознаками винаходу і технічним результатом, що досягається, мається причинно-наслідковий 45 зв'язок. со Для того, щоб при опукло-увігнутому контакті зубів, кривизна кривої робочого контуру кожного зуба не з змінювала знак, тобто робочий контур зуба був обкреслений тільки опуклою чи тільки увігнутою кривою, необхідна наступна сукупність відмітних ознак:There is a cause-and-effect relationship between the distinguishing features of the invention and the technical result achieved. In order for the curvature of the curve of the working contour of each tooth to not change its sign during the convex-concave contact of the teeth, that is, the working contour of the tooth was delineated only by a convex or only a concave curve, the following set of distinguishing features is necessary:

Со - нанесення на одному з зубчастих коліс зубів з евольвентним увігнутим робочим контуром потрібно для -І 20 того, щоб досягти в зовнішньому зачепленні опукло-увігнутого контакту з використанням оптимального, з погляду технології, увігнутого евольвентного контуру зуба, не чуттєвого до погрішностей міжосьової відстані;Co - the application of teeth with an involute concave working contour on one of the gear wheels is required for -I 20 to achieve convex-concave contact in the external engagement using the optimal, from the point of view of technology, concave involute contour of the tooth, insensitive to errors of the interaxial distance;

І» - не евольвентні опуклі зуби необхідні для одержання можливостей підбора й оптимізації їхніх геометричних параметрів, по яких сформований увігнутий евольвентний контур сполучених зубів.And" - non-involute convex teeth are necessary to obtain opportunities for selection and optimization of their geometric parameters, according to which the concave involute contour of the connected teeth is formed.

Виключення з зазначеної сукупності відмітних ознак кожного з них, не забезпечує прояв нової якості: при опукло - увігнутому контакті зубів, кривизна кривої робочого контуру кожного зуба не змінює знак, тобтоExclusion from the specified set of distinctive features of each of them does not ensure the manifestation of a new quality: with a convex-concave contact of the teeth, the curvature of the curve of the working contour of each tooth does not change its sign, i.e.

Ге! робочий контур зуба обкреслений тільки опуклою чи тільки увігнутою кривою.Gee! the working contour of the tooth is outlined only by a convex or only a concave curve.

Ця нова якість виявляється в корисності запропонованого пристрою: ко - підвищується навантажувальна здатність, знижується рівень шуму, чутливість до короткочасних перевантажень і технологічних погрішностей, усуваються особливі вимоги до точності технологічного 60 устаткування й інструмента, що робить доступним виробництво пропонованої передачі в умовах загального і важкого машинобудування, знижується трудомісткість і собівартість виробництва.This new quality is manifested in the usefulness of the proposed device: the load capacity increases, the noise level decreases, the sensitivity to short-term overloads and technological errors is eliminated, special requirements for the accuracy of technological equipment and tools are eliminated, which makes the production of the proposed transmission available in the conditions of general and heavy mechanical engineering. , the labor intensity and cost of production decreases.

Таким чином, винахід задовольняє умові новизни, тому що в рівні техніки не виявлений аналог, сукупність ознак якого була б ідентична відмітним ознакам винаходу. У виявлених аналогах відсутні відомості, що могли б бути очевидною підказкою фахівцям для конструювання більш досконалої зубчастої передачі. бо Основою винаходу є нові знання в галузі конструювання перспективних зубчастих передач для загального і важкого машинобудування, тому що автором запропонована нова різноконтурна зубчаста передача, де на одному з зубчастих коліс нанесені зуби з евольвентним увігнутим робочим контуром, при цьому сполучені зуби з опуклим робочим контуром виконані не евольвентними. У результаті до уже відомих в науці і техниці параметрів зубчастої передачі додаються нові споживчі властивості.Thus, the invention satisfies the condition of novelty, because no analogue has been found in the state of the art, the set of features of which would be identical to the distinctive features of the invention. There is no information in the discovered analogs that could be an obvious clue to specialists for the design of a more perfect gear transmission. because the basis of the invention is new knowledge in the field of designing forward-looking gears for general and heavy engineering, because the author proposed a new multi-contour gear, where teeth with an involute concave working contour are applied to one of the gear wheels, while the paired teeth with a convex working contour are made not involute. As a result, new consumer properties are added to the gear transmission parameters already known in science and technology.

Тому в цьому випадку задача вирішена нетрадиційним шляхом і технічний результат не випливає з очевидністю з раніше відомих властивостей зубчастої передачі. За рахунок цього підвищена навантажувальна здатність, знижений рівень шуму, а також чутливість до короткочасних перевантажень і технологічних погрішностей, усунуті особливі вимоги до точності технологічного устаткування й інструмента, що робить 7/0 доступним виробництво пропонованої передачі в умовах загального і важкого машинобудування.Therefore, in this case, the problem is solved in an unconventional way and the technical result does not follow with obviousness from the previously known properties of gear transmission. Due to this, the load capacity is increased, the noise level is reduced, as well as sensitivity to short-term overloads and technological errors, special requirements for the accuracy of technological equipment and tools are eliminated, which makes 7/0 available for the production of the proposed transmission in the conditions of general and heavy mechanical engineering.

Усе це свідчить про те, що запропонована різноконтурна зубчаста передача має винахідницький рівень, тому що запропоноване виконання передачі для фахівця явно не випливає з рівня техніки.All this indicates that the proposed multi-contour gear transmission has an inventive level, because the proposed implementation of the transmission for a specialist clearly does not follow from the state of the art.

Винахід, що заявляється, промислове застосовний - він призначений для використання в загальному і важкому машинобудуванні.The claimed invention is industrially applicable - it is intended for use in general and heavy engineering.

Розроблено технічне рішення пристрою, що заявляється, у формі розрахунку геометрії і міцності, а також технології зубонарізання.The technical solution of the claimed device has been developed in the form of calculation of geometry and strength, as well as tooth cutting technology.

На фіг. схематично зображене зубчасте зачеплення пропонованої передачі.In fig. the gear engagement of the proposed transmission is shown schematically.

Різноконтурна зубчаста передача містить зубчасті колеса 1 і 2 зовнішнього зачеплення, які установлені на осях О. і О5. Робочі контури опуклих і увігнутих зубів З і 4 окреслені плавними взаємообгинальними кривими 5 18. На зубчастому колесі 2 нанесені зуби 4 з евольвентним увігнутим робочим контуром 6, при цьому сполучені зуби З з опуклим робочим контуром 5 виконані не евольвентними.The multi-contour gear transmission contains gear wheels 1 and 2 of external engagement, which are installed on the axes O. and O5. The working contours of the convex and concave teeth Z and 4 are outlined by smooth mutually enveloping curves 5 18. The teeth 4 with an involute concave working contour 6 are applied to the gear wheel 2, while the connected teeth Z with a convex working contour 5 are made non-involute.

Зубчаста передача працює наступним чином. При передачі обертання від зубчастого колеса 1 до зубчастого колеса 2, опуклий профіль 5 зуба З натискає на увігнутий профіль 6 зуба 4, і з огляду на взаємообгинальність сполучених профілів, обертальне рух передається з постійним передатним відношенням. счGearing works as follows. When transferring rotation from gear wheel 1 to gear wheel 2, the convex profile 5 of tooth Z presses on the concave profile 6 of tooth 4, and due to the mutual envelopment of the connected profiles, the rotational movement is transmitted with a constant transmission ratio. high school

При наявності технологічних неточностей чи деформацій, викликаних великими крутильними моментами, може змінитися міжосьова відстань О 4-05. У цьому випадку евольвентні профілі б, які не чуттєві до (8) флуктуацій міжосьової відстані, перешкодять стрибку передатного відношення і збережуть його постійним, що усуне динамічні навантаження в зачепленні, знизить шумовий ефект і вібрацію, запобіжить інтерференції зубів і заклинювання передачі. сч зо Таким чином, запропоноване конструктивне виконання різноконтурної зубчастої передачі, при опукло - увігнутому контакті зубів, кривизна кривої робочого контуру кожного зуба не змінює знак, тобто робочий контур /ї- зуба обкреслений тільки опуклою чи тільки увігнутою кривою, що значною мірою підвищує навантажувальну с здатність, плавність і ресурс роботи передачі, робить її стійкої до перевантажень і технологічних відхилень. сIn the presence of technological inaccuracies or deformations caused by large torques, the interaxial distance О 4-05 may change. In this case, the involute profiles b, which are not sensitive to (8) fluctuations of the interaxial distance, will prevent the jump of the transmission ratio and keep it constant, which will eliminate dynamic loads in the engagement, reduce the noise effect and vibration, and prevent interference of the teeth and jamming of the transmission. Thus, the proposed design of the multi-contour gear transmission, with convex-concave contact of the teeth, the curvature of the curve of the working contour of each tooth does not change its sign, i.e. the working contour of the tooth is delineated only by a convex or only a concave curve, which significantly increases the loading c ability, smoothness and resource of the transmission, makes it resistant to overloads and technological deviations. with

ЗоZo

Claims

The formula of the invention is a multi-contour gear transmission containing gear wheels of external engagement, the working contours of the teeth of which are delineated by smooth mutually enveloping convex and concave curves, which is distinguished by the fact that on "70 ONE of the gear wheels, teeth with an involute concave working contour are applied, while the teeth are connected З7З с are made with a convex working contour close to a cycloidal one. ;"

so co with

- And"

F) ko 60 b5