Зубчатая передача из цилиндрических или конических колес с точечным касанием винтовыхзубьев

ОГ1ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саеетских

Ссдиалистических

Республик

1 к

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 30Х!.1966 (№ 1087247/25-8) Кл, 47h, 6 с присоединением заявки №

ЧПК F 06h

УДК 621.833.32(088.8) Приоритет

Опубликовано 04Л .1967. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 15Л 1.1967

Комитет по делам изобретений и открытий при Спеете Министрав

СССР

Автор изобретения

В. М. 6куридина

Заявитель

ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ИЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЛИ

КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС С ТОЧЕЧНЫМ КАСАНИЕМ ВИНТОВЪ|Х

ЗУБЬЕВ

25 где о

Известна зубчатая передача пз цилиндрических или конических колес с точечным касанием винтовых зубьев, имеющих на одном колесе выпуклый профиль, а на другом вогнутый. Колеса выполнены так, что центр кривизны профиля в точке касания расположен на центроиде, а точки касания располагаются не на центроиде, это обусловливает скольжение профилей.

Известна также зубчатая передача с выпуклыми профилями обоих колес. В ней линия зацепления совпадает с их мгновенной осью относителы(ого вращения, Однако выпуклые профили на обоих колес" õ снижают нагрузочную способность передачи.

Предлагаемая зубчатая передача отличается от известных тем, что колесо с выпуклым рабочим профилем имеет смещенный с центроиды по направлению к осн колеса центр кривизны в точке касания профиля. Смещение определено из условия обеспечения касания зубьев в точках, лежащих li3 оси относительного вращения колес. Колесо с вогнутым рабочим профилем изготовлено с таким радиусом кривизны в точке контакта, который удовлетворяет условию сопряженности профилей колес. Эта передача обеспечивает чистое качение зубьев, создает благоприятные условия смазки и обработки колес, уменьшает влияние погрешностей зацеплен|iя на п.làвность передачи.

Кроме того, для создания более благоприятных условий смазки ведущее колесо изготовляется с вогнутым профилем зубьев, а ведомое с вып клым.

В описываемой зубчатой передаче центр окружности выпуклого зуба, взятый в нормаль ом сечении, смещен с начальной поверхности к оси колеса так, что точка касания зубьев в каждом сечении лежит в полюсе зацепления, т. е. линия зацепления в проектируемой передаче совпадает с осью относительного вращения колес, нли, другнмн словами, лежит на15 линии касания начальных цилиндров. Профиль сопряженного зуба в точке касания на центроиде можно сделать вогнутым нлн совместить точку касания с точкой перегиба. Для этого достаточно выбрать число зубьев и угол

2р зацепления, чтобы удовлетворить неравенству, получающемуся из уравнения Эйлера — Савари илн из построения Бобилье: — ради с окр жностн вып клого профиля;

r u R — радиусы центронд.

Неравенство может служить прн расчете как

30 по торцовому сечению. так н по нормальному.

195814

В последнем случае радиусы центроил па малом угле точно определяются большими полуосями эллипсов, соприкасающихся между собой в полюсе зацепления. Знак равенства соответствует совпалшгию точки перегиба сопряженного профиля с точкой касания профилей.

Для удобства шлифова I;Ia и уменьшения

Влияния пОгрешпОстей точк) переГИОа следует брать вне центроиды и сопряженный профиль на малом участке вне центроиды зозле точки касания очерчивать прямой, направленной по касательной к сопряженному профилю, или близкой к ней кривой, удобной для шлифования. На всем остальном протяжении внутри начального круга вогнутый профиль может быть очерчен любой кривой, не пересекающей огибающей выпуклого профиля в его относительном движении. В частности, он может быть очерчен дугами одной п,и. неско IbKIIx окружностей.

Получающееся таким образом зацепление обладает следующими положительными качествами. Зацепление происходпг в условиях чистого качения без сколь>кения зубьев, имеющегося во всех применяемых зацеплениях и, в том числе, в зацеплении Новикова. Сколь>кение отсутствует как в поперечном (торцовом и нормальном) сечении, так и вдоль винтовой контактной линии. Из опыта применения шариковых и роликовых подшипников известно, что устранение скольжения трущихся тел повышает пх износостойкость и цагрузочную способность. Это зацепление более удобно, чем зацепление Новикова, при нарезании зубьев по методу обката (огибания) благодаря тому, что в нем окончательное оформление кругового профиля при огибании происходит ие при одном положении полюса зацепления на центроиде, как в зацеплении Новикова, а за малый угол поворота колеса при обкате (результат смещения центра окружности профиля с центроиды) .

В IlpoT:.IBouoëoæíoñòü этому нарезание колеса с выпуклым профилем в зацеплении Новикова затрудняется тем, что центр кругового профиля лежит на центроиде и поэтому в инструментальном зацеплении окончательное оформление правильного кругового профиля может прсизойти только в том положении, когда центр окружности профиля совпадает с полюсом инструментального зацепления. Но так как движение резания не происходит непрерывно, то вероятность совпадения центра профиля с полюсом мала и профиль будет нарезаться не достаточно точно.

При нарезании колес Новикова в положении, в котором круговой профиль получает окончательную форму, стружка снимается по всей длине полукруглого профиля, что является весьма неблагоприятным условием резания, способным вызвать вибрации, и затрудняет соблюдение наивыгодных углов резания.

В предлагаемом зацеплении условия нарезания улучшаются благодаря смещению центра otal >Il;oñTu профиля с центроиды, что ооеспе IHBBeт Оольшуlo ТО luocTI изгoTQIIлепия.

Если зубьям ведомого колеса придать круговой выпуклый профиль, а профиль ведущего колеса на малом (или бесконечно мало») участке возле центроиды сделать сопряженным с круговым, будут созданы благоприятные условия смазки. В относительном движении центр окружности выпуклого зуба будет подходить ко впадине сопряженного профиля со стороны

10 зазора и, двигаясь по закруглению малого радиуса своей относительной траектории (укороченной эпициклоиды), будет плавно подходить к точке касания со стороны впадины сопряженного профиля. При этом выпуклый зуб

15 будет находиться во впадине, ограниченной пентроидой, не одно мгновение, как в зацеплении Новикова, а до конечного угла поворота колес, причем постепенчо будет уменьшаться расстояние между профилями и в нормальном

20 сечении, и в сечении, касательном к винтовой контактной линии. Такое относительное дви>кение будет способствовать в обоих сечения.;. образованию «масляного клина». Кроме того, при подходе профиля касания в нормальном сечении давление масла в сужающемся зазоре будет возрастать и действовать <а зуб ведомого колеса в направлении передаваемого

Окружного усилия, что также повысит плавность зацепления и уменьшит удельное давле30 ние в точке контакта.

При относительном движении профилей смазка выдавливается из впадины не только в осевом, но и в перпендикулярном направлении, что значительно ослабляет струю масла, Ç5 выбрасываемую из впадины при выходе зуба из зацепления. Такая струя в зацеплении Новикова при быстром вращении колес ударяется в корпус механизма с большой «пульсирующей» силой и увеличивает шум передачи

40 На описываемое зацепление меньше влияют погрешности, и в частности погрешности межосевого расстояния. В зацеплении Новикова разница в кривизне профилей мала и поэтому погрешности вызывают значительные смеще45 ния точки касания по профилю и, следовательно, резко изменяют направление передаваемого по нормали усилия, что вследствие переменной величины погрешности является одной из причин шума.

50 В данной передаче в точке касания профилей разность радиусов кривизны значительна, а поэтому погрешности в межосевом расстоянии не будут существенно изменять направления реакции между. зубьями. Преимущества55 ми зацепления являются также высокая плавность и сравнительно малый шум колес и отсутствие скольжения зубьев.

Радиус кривизны в точке касания в торцовом и в нормальном сечении больше, чем в за60 цеплении с выпуклыми профилями, как, например, в эвольвентном, но несколько меньше, чем в зацеплении Новикова. Однако более благоприятными по сравнению с зацеплением

Новикова оказываются условия касания в на65 правлении винтовых линий, проходящих через

195814

Составитель Л. Кудрявцев

Редактор Л. Жаворонкова Техред T. П. Курилко Коррекгоры; Н. И. Быстрова и Л В Наделяева

Заказ 1676/1! Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 точку касания. Это обстоятельство, так же как и ряд других, оправдывает некоторое уменьшение приведенного радиуса кривизны в тор. цовом и нормальном сечении.

Предмет изобретения

1. Зубчатая передача из цилиндрических или конических колес с точечным касанием винтовых зубьев, имеющих на одном колесе выпуклый профиль, а на другом вогнутый, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения чистого качения зубьев, создания благоприятных условий смазки и обработки колес, уменьшения влияния погрешностей зацепления на плавность передачи, колесо с выпуклым рабоЧИМ ПРОФ IËÅÌ ВЫПОЛНЕНО СО СМЕЩЕННЫМ С це гроиды по направлению к оси колеса центром кривизны в точке касания профиля, причем это смещение определено из условия обеспечения касания зубьев в точках, лежащих на

Оси Относительного Вращения колес, а колесо с вогнутым рабочим профилем изготовлено с таким радиусом кривизны в точке контакта, который удовлетворяет условию сопряженно10 сти профилей колес.

2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью создания более благоприятных условий смазки, ведущее колесо изготовлено с вогнутым профилем зубьев, а ведомое с выпук15 лым.