UA82373C2

UA82373C2 - Toothed gearing

Info

Publication number: UA82373C2
Application number: UAA200600597A
Authority: UA
Inventors: Игорь Валентинович Александров; Алексей Иванович Волошин; Виктор Никитович Стрельников; Александр Иванович Титаренко
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 toothed gearing has connected gear wheels with output contour in basis of involute engagement, at that the teeth in engagement are formed with different in sign curvature. According to the invention to gear wheels in axial direction convex-concave teeth relief is applied, at that the teeth relief on conjugated gear wheels is arranged as mutual mirror reflection.

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 конструкція зубчастої передачі |див., наприклад, опис до патенту США 6101892, Е16Н5Б/06,The known design of the gear transmission | see, for example, the description of the US patent 6101892, E16Н5Б/06,

Ме09/057170; заяв. 08.04.1998; опубл. 15.08.2000; НПК74/4621, у якій профіль зубів містить три зони: опуклу, проміжну, увігнуту. У проміжній зоні зуби можуть не контактувати.Me09/057170; statement 04/08/1998; published 15.08.2000; NPK74/4621, in which the profile of the teeth contains three zones: convex, intermediate, concave. In the intermediate zone, the teeth may not be in contact.

Ця передача складна у виготовленні, вимагає додаткових витрат зв'язаних з розробкою і виготовленням 70 індивідуального інструмента для кожної пари зубчастих коліс, при цьому переточування інструмента порушує вихідний контур зубів. Це знижує точність і якість, підвищує вартість, що значною мірою знижує технічний рівень і конкурентні властивості відомої передачі.This transmission is difficult to manufacture, requires additional costs associated with the development and manufacture of 70 individual tools for each pair of gears, while resharpening the tool breaks the original contour of the teeth. This reduces the accuracy and quality, increases the cost, which significantly reduces the technical level and competitive properties of the known transmission.

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 12 зміщення ділянок профілю обрана в межах 0,3-0,5 модуля зачеплення - ці недоліки усунуті (див., наприклад, опис до авторського свідоцтва СРСР Мо735855, Е16Н1/18, 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 взаємоогинання профілів зубів, зазначена передача не може бути плоскою, а тільки просторовою.In another well-known gear transmission with an output contour 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 value of 12 displacement of the sections of the profile is chosen within 0.3-0.5 of the engagement module - these shortcomings are eliminated (see, for example, the description of the author's certificate of the USSR Mo735855, E16Н1/18, publ. 05.25.80. 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 - 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 з умови необхідного осьового перекриття, а також спеціальної розвитої опори 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 практичного застосування. се 29 Найбільш близьким аналогом є циліндрична зубчаста передача |див., наприклад, опис до патенту РФ ге)At the same time, it has a significant axial dimension, due to the condition of 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 grinding of teeth, is sensitive to errors in the interaxial distance, has low reliability, which does not allow for its practical application. se 29 The closest analog is a cylindrical gear | see, for example, the description of the patent of the Russian Federation ge)

Мо2199046 за заявкою Мо2001109707/28, Е16Н55/08; заявл. 11.04.2001; опубл. 20.02.2003.Мо2199046 according to the application Мо2001109707/28, Е16Н55/08; statement 11.04.2001; published 20.02.2003.

Відома передача і та, що заявляється, мають наступні подібні ознаки: - сполучені зубчасті колеса з вихідним контуром на базі евольвентного зачеплення, при цьому зуби в зачепленні виконані з різнойменною кривизною. оThe known transmission and the one that is claimed have the following similar features: - connected gears with an output circuit based on involute gearing, while the teeth in the gearing are made with variable curvature. at

Таке конструктивне виконання зубів, поряд з перевагами, що виявляються в підвищенні контактної міцності, м. поліпшенні умов змащення, зменшенні зносу зубів, має істотні недоліки: шестірня має опуклі круглі в поперечному перерізі зуби, які утворені обертанням евольвенти основної окружності навколо радіальних осей Ме, (шестірні) у середній площині зубчастого вінця, а зуби сполученого колеса утворені увігнутими в поперечному сі перерізі поверхнями, методом обгинання заготівки колеса і шестірні, як сукупності обгинаючих профілів 3о сполучених зубів шестірні. Відома передача чуттєва до флуктуацій міжосьової відстані й вимагає підвищеної со точності зборки. Нарізати зуби шестірні і колеса на існуючому верстатному устаткуванні відомими технологічними методами не уявляється можливим. Передача має конструктивну і технологічну складність, для її виготовлення необхідне створення спеціального верстатного парку, що надзвичайно складно і дорого. «Such a constructive design of the teeth, along with the advantages of increasing the contact strength, i.e. improving the lubrication conditions, reducing the wear of the teeth, has significant disadvantages: the gear has convex round teeth in the cross section, which are formed by the rotation of the involute of the main circle around the radial axes Me, (gears) in the middle plane of the toothed crown, and the teeth of the coupled wheel are formed by concave surfaces in the cross-section, by the method of bending the blank of the wheel and gear, as a set of bending profiles of 3o coupled gear teeth. The known transmission is sensitive to fluctuations in the interaxial distance and requires increased assembly accuracy. It is not possible to cut gear teeth and wheels on existing machine tools using known technological methods. The transmission has structural and technological complexity, for its manufacture it is necessary to create a special machine park, which is extremely difficult and expensive. "

Зазначені недоліки не дають можливості промислового виробництва і застосування відомої передачі. 70 В основу винаходу покладена задача створити передачу, що при високій навантажувальній здатності, о, с надійності і довговічності - не чуттєва до не точності зборки, спростити технологію її виробництва і знизити у з» собівартість.The indicated shortcomings do not allow industrial production and application of the known transmission. 70 The invention is based on the task of creating a transmission that, with high load capacity, reliability and durability, is not sensitive to the inaccuracy of assembly, to simplify the technology of its production and to reduce the cost price.

Рішення цієї задачі забезпечується за рахунок технічного результату, що полягає в контакті по опукло-вгнутих поверхнях евольвентних зубів із кривизною рівною по величині і взаємно протилежною за знаком.The solution to this problem is provided by the technical result, which consists in the contact on convex-concave surfaces of involute teeth with curvature equal in magnitude and mutually opposite in sign.

Для досягнення зазначеного технічного результату в зубчастій передачі, що містить сполучені зубчасті со колеса з вихідним контуром на базі евольвентного зачеплення, причому зуби в зачепленні сформовані з з різнойменною за знаком кривизною, - на зубчасті колеса нанесений в осьовому напрямку опукло-вгнутий рельєф зубів, при цьому зазначений рельєф зубів на сполучених зубчастих колесах виконаний у формі взаємногоIn order to achieve the specified technical result in the gear transmission, which contains connected cogwheels with an output contour based on involute gearing, and the teeth in the gearing are formed with a curvature of different names according to the sign, a convex-concave relief of the teeth is applied to the gearwheels in the axial direction, with This relief of the teeth on the connected gears is made in the form of a reciprocal

Со дзеркального відображення. -І 20 Між відмітними ознаками винаходу і технічним результатом, що досягається, мається причинно-наслідковий зв'язок. (з Для забезпечення контакту по опукло-вгнутих поверхнях евольвентних зубів із кривизною рівною по величині і взаємно протилежною за знаком, необхідна наступна сукупність відмітних ознак: - нанесення на зубчасті колеса опукло-вгнутого рельєфу зубів в осьовому напрямку, а також виконання 22 зазначеного рельєфу зубів у формі взаємного дзеркального відображення потрібно для того, щоб при о формуванні опукло-вгнутого рельєфу зубів в осьовому напрямку зберегти евольвентний профіль зубів у радіальному перетині, чим забезпечити не чутливість передачі до не точності зборки, спростити технологію її ко виробництва і знизити собівартість, досягти при цьому високій навантажувальній здатності, надійності і довговічності. 60 Виключення з зазначеної сукупності відмітних ознак кожного з них, не забезпечує прояв нової якості (забезпечення контакту евольвентних зубів по опукло-вгнутих поверхнях рівної по величині і взаємно протилежної за знаком кривизни).From a mirror image. -I 20 There is a cause and effect relationship between the distinguishing features of the invention and the technical result achieved. (with In order to ensure contact on convex-concave surfaces of involute teeth with a curvature equal in magnitude and mutually opposite in sign, the following set of distinctive features is necessary: - application of a convex-concave relief of the teeth in the axial direction to the gears, as well as the execution of 22 specified relief of the teeth in the form of a mutual mirror image is necessary in order to preserve the involute profile of the teeth in the radial section during the formation of the convex-concave relief of the teeth in the axial direction, to ensure that the transmission is not sensitive to the inaccuracy of the assembly, to simplify the technology of its production and reduce the cost, to achieve this high loading capacity, reliability and durability. 60 Exclusion from the specified set of distinctive features of each of them does not ensure the manifestation of a new quality (ensuring the contact of involute teeth on convex-concave surfaces of equal magnitude and mutually opposite in sign of curvature).

Ця нова якість виявляється в корисності запропонованого пристрою: - усуваються підвищені вимоги до точності технологічного устаткування, що робить доступним виробництво бо пропонованої передачі в умовах загального і важкого машинобудування, знижується трудомісткість і собівартість виробництва, підвищується навантажувальна здатність, збільшується надійність і ресурс роботи.This new quality is manifested in the usefulness of the proposed device: - the increased requirements for the accuracy of the technological equipment 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 are reduced, the loading capacity is increased, the reliability and service life are increased.

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.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.

Основою винаходу є нові знання в області конструювання перспективних зубчастих передач для загального і важкого машинобудування, тому що запропонована нова зубчаста передача, де на зубчасті колеса нанесений в осьовому напрямку опукло-вгнутий рельєф зубів, причому зазначений рельєф зубів на сполучених зубчастих колесах виконаний у формі взаємного дзеркального відображення. У результаті до уже відомого в науці і техниці /о параметрам зубчастої передачі додаються нові споживчі властивості.The basis of the invention is new knowledge in the field of designing promising gears for general and heavy engineering, because a new gear is proposed, where a convex-concave relief of teeth is applied to the gears in the axial direction, and the specified relief of teeth on the connected gears is made in the form of a mutual mirror image. As a result, new consumer properties are added to what is already known in science and technology about gear transmission parameters.

Оскільки в цьому випадку задача вирішена нетрадиційним шляхом і технічний результат не випливає з очевидністю з раніше відомих властивостей зубчастої передачі, запропонована зубчаста передача має винахідницький рівень, що усуває підвищену чутливість до монтажних погрішностей, при контакті по опукло - увігнутих поверхнях зубів. Це - давно існуюча проблема, пошуком рішення якої займаються фахівці машинобудівної галузі.Since 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 the gear transmission, the proposed gear transmission has an inventive level, which eliminates the increased sensitivity to assembly errors, when contacting the convex-concave surfaces of the teeth. This is a long-standing problem, which specialists in the engineering industry are looking for a solution to.

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 заявленого пристрою у формі розрахунку геометрії і міцності, а також технології зубонарізування.The technical solution of the claimed device was developed in the form of calculation of geometry and strength, as well as tooth cutting technology.

Пропонована зубчаста передача пояснюється кресленнями, де: на фігурі 1 - схематичне зображення пропонованої зубчастої передачи; на фігурі 2 - опукло-вгнутий рельєф зубів нанесений в осьовому напрямку.The proposed gear transmission is explained by drawings, where: figure 1 is a schematic representation of the proposed gear transmission; in figure 2 - the convex-concave relief of the teeth is applied in the axial direction.

Зубчаста передача містить зубчасті колеса 1 і 2 (фіг. 1), які установлені на відповідних осях і виконані з вихідним контуром на базі евольвентного зачеплення, з рівною по величині і протилежною за знаком кривизною сч об сполучених поверхонь зубів. Опукло - увігнутий рельєф зубів З (фіг. 2) нанесений в осьовому напрямку зазначених зубчастих коліс, причому осьовий рельєф зубів на зубчастих колесах виконаний у формі взаємного о дзеркального відображення.The gear transmission contains gear wheels 1 and 2 (Fig. 1), which are installed on the respective axes and are made with an output contour based on involute engagement, with equal magnitude and opposite in sign curvature of the connected surfaces of the teeth. The convex-concave relief of the teeth C (Fig. 2) is applied in the axial direction of the indicated gears, and the axial relief of the teeth on the gear wheels is made in the form of a mutual mirror image.

Зубчаста передача працює наступним чином. При передачі обертання між зубчастими колісьми 1 і 2, евольвентні профілі зубів забезпечують постійне передатного відношення, навіть при наявності монтажних со зо погрішностей, зміни міжосьової відстані і деформацій, викликаних крутильними моментами, завдяки тому що евольвентні профілі зубів не чуттєві до флуктуацій міжосьової відстані. Це перешкоджає інтерференції зубів і - заклинюванню передачі при високих навантаженнях. Евольвентний вихідний контур зубів спрощуює конструкцію с і технологію виробництва, знижує собівартість виробництва запропонованої передачі. Опукло - увігнутий рельєф зубів З нанесений в осьовому напрямку сполучених зубчастих коліс 1 і 2, виконаний у формі взаємного с з5 дзеркального відображення, при рівності кривизни поверхонь зубів у зачепленні, забезпечує контакт по со опукло-вгнутих поверхнях, що мають найбільш високу несучою здатність по контактних напруженнях й оптимальні умови утворення гідродинамічного масляного клина, що підвищує ККД, навантажувальну здатність, надійність і довговічність передачі.Gearing works as follows. When transmitting rotation between gears 1 and 2, the involute profiles of the teeth ensure a constant transmission ratio, even in the presence of mounting errors, changes in the interaxial distance and deformations caused by torques, due to the fact that the involute profiles of the teeth are not sensitive to fluctuations in the interaxial distance. This prevents interference of the teeth and gear jamming at high loads. The involute output contour of the teeth simplifies the design and production technology, reduces the production cost of the proposed transmission. The convex-concave relief of the teeth C applied in the axial direction of the coupled gears 1 and 2, made in the form of a mutual c c5 mirror image, with the equality of the curvature of the surfaces of the teeth in engagement, ensures contact along the c convex-concave surfaces, which have the highest bearing capacity contact stresses and optimal conditions for the formation of a hydrodynamic oil wedge, which increases the efficiency, load capacity, reliability and durability of the transmission.

Таким чином, запропоноване конструктивне виконання передачі забезпечує контакт по опукло-вгнутих « поверхнях евольвентних зубів з кривизною рівною по величині і взаємно протилежної за знаком кривизни, що - с усуває підвищені вимоги до точності технологічного устаткування, робить доступним виробництво пропонованої передачі в умовах загального і важкого машинобудування, знижує трудомісткість і собівартість виробництва, з підвищує навантажувальну здатність, збільшує її надійність і ресурс роботи.Thus, the proposed constructive implementation of the transmission provides contact on the convex-concave surfaces of involute teeth with curvature equal in magnitude and mutually opposite in sign of curvature, which eliminates the increased requirements for the accuracy of technological equipment, makes available the production of the proposed transmission in conditions of general and difficult mechanical engineering, reduces the labor intensity and cost of production, increases the load capacity, increases its reliability and service life.

Claims

The formula of the invention (c.o.o.) A gear train containing coupled gear wheels with an output contour based on an involute c engagement, and the teeth in the engagement are formed with a different curvature in sign, which is different

5p WHEREAS, a convex-concave relief of the teeth is applied to the gears in the axial direction, while it is noted that the relief of the teeth on the connected gear wheels is made in the form of a mutual mirror image.

That's it

F) co

60 b5