Спироидная передача с ротапринтной смазкой зацепления

 

СПИРОЙДНАЯ ПЕРЕДАЧА С РОТАПРИНТНОЙ СМАЗКОЙ ЗАЦЕПЛЕНИЯ, содержащая ведущий червяк и расположенные по разные стороны от него на ведомом валу соосные ведомое колесо с зубьями, имеющими направление, разноименное с направлением витков ведущего червяка, и подпружиненное к ведущему червяку смазочное колесо с зубьями такого же направления, как у витков ведущего червяка, выполненными из твердого смазочного материала, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности ее осуществления при любых значениях передаточного числа и повьи шения нагрузочной способности, смазочное колесо расположено на ведомом валу с возможностью относительного вращения, а числа зубьев ведомого и смазочного колес приняты равными округленным до ближайших целых значений соответственно числам Z Н Z . определенным по зависимостям „ |,о г/ 2 2ч + Z,-(r; - а ) Mr.Va.).dмежосевое расстояние спирогде а W идной передачи; п - осевой модуль витков ведущего червякаi (Л соответственно число заходов и диаметр верпгин витков ведущего червяка; г. и Tg - радиусы соответстренно внутреннего и внешнего цилиндров зубчатого венца ведомого колеса. со Z, Z, -Л, где й 2Z,.(r - .

союз советсних сОЦ4Алистичесних

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ JTkifk где а,„—

M х

Zèс1;

r.u r—

1г ег

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

flo делАм из06Ретений и ОТНРытий (2 1) 3721156/25-28 (22) 30 . 12 .83 (46) 15.08.85. Бюл. ¹ 30 (72) А.К. Георгиев и С.В. Езерская (71) Ижевский механический институт (53) 621.833(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 838208, кл. F 16 Н 57/04, 1979 (прототип). (54)(57) СПИРОИДНАЯ ПЕРЕДАЧА С РОТАПРИНТНОЙ СМАЗКОЙ ЗАЦЕПЛЕНИЯ, содержащая ведущий червяк и расположенные по разные стороны от него на ведомом валу соосные ведомое колесо с зубьями, имеющими направление, разноименное с направлением витков ведущего червяка, и подпружиненное к ведущему червяку смазочное колесо с зубьями такого же направления, как у витков ведущего червяка, выполненными из твердого смазочного материала, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения воз —можности ее осуществления при любых значениях передаточного числа и повы. шения нагрузочкой способности, смазочное колесо расположено на ведо(5I)4 F 16 Н 57/04, F 16 Н 1/16 мом валу с возможностью относительного вращения, а числа зубьев ведомого и смазочного колес приняты равными округленным до ближайших целых значений соответственно числам Z и Z . определенным по завигем симостям межосевое расстояние спироидной передачи осевой модуль витков ведущего червяка, соответственно число заходов и диаметр вершин витков ведущего червяка; радиусы соответственно внутреннего и внешнего цилиндров зубчатого венца ведомого колеса, 2г гсм -1,О где Ь = 2 7. ° f(r + т )г — 4аг1 с1

7 < L g ег vj:1

1173114

Иэобретpíèe отHîcèòñÿ к млшиностроению, к передачам зацеплением, конкретно к гиперболоидным зубчатым передлчлм с ротлпринтной смлзкой зацепления, и может найти при- 5 менение в областях техники, где использование для смазки жидких смлзок и пластических материалов нежелательно или недопустимо, например в химической, текстильной, пи цевой, кос- 10 мической и вакуумной технике.

Известна спироиднля передача с ротапринтной смазкой зацепления, содержащая ведущий червяк и расположенные по разные стороны от него 15 на ведомом валу соосные ведомое коле со с зубьями, имеющими направление, раэноименное с направлением витков. ведущего червяка, и подпружиненное к ведущему червяку смазочное коле- 20 со с зубьями такого же направления, как у витков ведущего червяка, выполненными из твердого смазочного материала. В этой передаче ведущий черняк расположен между смазочным 25 и ведомым колесами, которые имеют одинаковые числа зубьев и разноименное направление линий зубьев, а осевой модуль и число заходов червяка, число зубьев каждого из gp колес и межосевое расстояние передачи связаны определенной зависимостью, обеспечивающей осуществимость передачи при указанном равенстве чисел зубьев ведомого и смазочного спироидных колес (1) .

Недостатками данной передачи является то, что иэ-за являющегося одним иэ существенных ее признаков равенства в ней чисел зубьев недо- 40 мого и смазочного колес она практически не может быть осуществлена при значениях передаточного числа, меньших 30, и, кроме того, ей присуща несколько пониженная нагрузочная 4> способность.

Указанные недостатки данной передачи обусловливаются тем, что имеющие равные числа зубьев ведомое и смазочное колеса, вращающиеся с 50 . одинаковой угловой скоростью в одну сторону, образуют в зацеппении с ведущим спироидным червяком двухвенцовую цилиндрическую спироидную передачу, в которой уже при передаточном числе около 40 становятся эначительными подрезание и размеры непередающих нагрузку переходных учас;кон зубьев, а при,пачьнг шум уменьшении перелаточиогo числа указанные подрезание и размеры переходных участков зубьев существенно возрастают, становясь при значениях передаточного числа, меньпгих 30, недопустимо больипгии. При этом первый из недостатков (невозможность ее осуществле" ния при передаточных числах, мен ших

30) проявляет себя в случаях, когда в соответствующем устройстве требуется обеспечить понижение частоты вращения в число раз, меньшее 30.

Если, например, нужно обеспечить между скрещивающимися осями упомянутого устройства передаточное число

15, тс эту передачу можно применить лишь в сочетании с дополнительной ускоряющей цилиндрической зубчатой передачей с ротапринтной смазкой зацепления. При этом, приняв, к примеру, передаточное число последней равным 1/3 и установив ее до или после передачи, требуемое итоговое передаточное число 15 можно будет обеспечить, применив передачу с передаточным числом 45.

Второй недостаток (несколько пониженная нагруэочная способность) является следствием то о,. что равенство чисел зубьев ведомого и смазочного спироидных колес в ней достигается ценой ухудшения геометрии зацепления, вызванного расположением полюсов зацепления (точек совпадения) вне зон зацепления обоих колес с червяком и проявляющегося в увеличенных размерах переходньгх участков зубьев колес, а значит, в уменьшенных размерах передающих нагрузку рабочих участков зубьев, в силу чего как раз и происходит понижение нагруэочной способности передачи. !

Цель изобретения — обеспечение возможности осуществления спироидной передачи с ротапринтной смазкой зацепления при любьгх (от 3 до 600) значениях передаточного числа (т.е. при его значениях как больших, так и меньших 30), а также повышение нагрузочной способности этой передачи.

Указанная цель достигается тем, что в спироидной передаче с ротапринт ной смазкой зацепления, содержащей ведущий червяк и расгголоженные по разные стороны от него нл ведомом валу соосные ведомое коле< .о с зубья11 ( (%И е (ТМЕ!ОЩИМН (Та t!7 11 ° 1 ЕНИЕ ° (7:I )!IOIII t(. I! ное с направлением витков вел; щегo червяка, и подпружиненное к ведущему червяку смазочное колесо с зубья ми такого же направления, как у 5 витков ведущего червяка, вьпголненными из твердого смазочного материала, смазочное колесо расположено на ведомом валу с возможностью относительного вращения, а числа зубьев(0 ведомого и смазочного колес приняты равными округленным до ближайших целых значений соответственно числам Z< и 7, определенным по зави2см симостям 5

t,(7 Г г

Z=2am„+Z((r — )+ (((Х 12 W (1) е (r — а )) d

20 где а — межосевое расстояние спироидной передачи, осевой модуль витков ведущего червяка, Х и Й вЂ” соответственно число захо- 25

ot дов и диаметр вершин витков ведущего червяка;

r, и r — радиусы соответственно

17 <2 внутреннего и внешнего цилиндров зубчатого венца ведомого колеса, (2), п -ж гдето„= 2 Е! ((г,. е г ) — 4 а j!.2 .За

На фиг. 1 изображена передача, разрез по оси ведомого вала; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1. 40

Передача содержит корпус 1, спироидный червяк 2 и размещенные соосно на ведомом валу 3 по разные стороны от этого червяка и зацепляющиеся с иим передающие нагрузку спи- 45 роидное ведомое колесо 4 с зубьями

5, имеющими направление (на фиг. 2 оно принято левым), разноименное с направлением витков 6 (на фиг. 2 и фиг. 3 оно принято правым) спироид-.50 ного червяка 2, и спироидное смазочное колесо 7 с зубьями 8 того же (правого на фиг. 3) направления, как и у витков 6 ведущего червяка 2.

Иеяду отверстием 9 ступицы 10 сма- 55 эочного колеса 7 с зубьями 8 и ведомьп4 валом 3 размещена зафиксированная

На ПОСЛЕДНЕМ В (аГО O(ГЕВОМ НаПРаВ It !ItIH П(!Лttl!Ill((((Ь!)!)Л а )! ара (1, кающая своб()г((!)o I!(7ëttl".tilt((мл )(! !

toro колес» 7 относит(льно г(лом; г( вала 3. Ступица 10, ()б)(7азун (П()я t«to(.— те с закрепленным на ней з )бг(ат((м венцом 12, выпол)(з- иным из твердой смазки, смазочное колесо 7, устансзвлена на внешней цилиндрической поверхности стакана 13 подшипниковой опоры 11 с возможностью осевых пере— ме(пений. При этом для исключения проворачивания ступицы 1О относитель но стакана 13 они соединены призмати. ческай шпонкой 14. На наружную поверхность цилиндрической части ступицы 10 надета пружина 15, упирающаяся одним торцом в дисковую часть этой ступицы, а другим — в упорное кольцо 16, навинченное на стакан 13 подшипниковой опоры 11.

На периферии упорного кольца 16 выполнены радиальные отверстия 17, позволяющие при помощи инструмента типа стержня (не показан) произво— дить через окно 18 корпуса 1 (после снятия с последнего крышки 19) дополнительное навинчивание или некоторое свинчивание этого упорного кольца, осуществляя. тем самым регулировку усилия поджатия смазочного колеса 7 к ведущему червяку 2.

Благодаря тому, что ведомое спироидное колесо 4 имеет число зубьев, определенное по приведенной зависимости (1), это колесо в зацеплении со спироидным червяком 2 образует такую спироидную передачу с основным относительным расположением звеньев, у которой полюс P. зацепления размещается в пределах зоны зацепления червяка 2 с ведомым колесом 4, в связи с чем эта спироид ная передача может реализовываться при передаточных числах не только больших 30 (как передача-прототип), но и меньших 30, а именно достигающих значения равного 3, кроме того, она обладает повьппенной нагрузочной способностью, так как вследствие указанного размещения полюса 7 зацепления обеспечиваются исключение подрезания и близкие к минимальным размеры переходных участков боковых поверхностей зубьев 5 ведомого колеса 4. Свойственное этой (с основным относительным расположением звеньев) спироидной передаче уменьшенное скольжение зубьев (и

1 17)114

10 где 5(n (Л

rfa

V < V1

30 обусловленные этим обстоятельством повышение износостойкости и КПД передачи) математически выражается н том, что, например, в полюсе Р

5 зацепления скорость V> скольжения и окружная скорость V червяка 2 свя< заны соотношением

Ч;(ъ r "(ü (" («Я ) (3) ) )) гг угол подъема винтовой линии витка четвяка 2 на

его цилиндре вершин; 15 радиус проходящего через полюс Р цилиндра зубчатого венца ведомого колеса

4 и иэ рассмотрения которого видно, что 20

В этом случае в полюсе P окружная скорость Ч ведомого колеса 4 имеет 25 величину

V, (Б A) 1 /Б A (t)< Ц () Что касается смазочного колеса

7, то благодаря тому, что оно имеет число зубьев, найденное по приведенной эанисимости (2), в его зацеплении с червяком 2 образуется такая спироидная передача со вспомогатель35 ным расположением звеньев, у которои полюс P зацепления размещается в .пределах эоны зацепления червяка 2 со смазочным колесом 7, в связи с чем эта спироидная передача может реали40 зоваться при значениях передаточного числа от 600 и вплоть до 2 и кроме того, в ней вследствие указанI ного размещения полюса Р зацепления обеспечиваются исключение подрезания,, близкие к минимальным размеры

45 переходных участков боковых поверхностей зубьев 8 смазочного колеса 7. а значит, возникают благодриятные условия для равномерного износа зубьев 8 смазочного колеса. 7. т.е. благоприятные условия для эффектив— ной работы последнего. Присущее этой (со вспомогательным относительным расположением звеньев) спироидной ;е редаче увеличенное скольжение зубьев 55 (и обусловленная этим обстоятельством повьппенная их изнашиваемость, способствующая лучшему перенесению твердой смазки через посредство черняка 2 в зону зацепления последнего с ведомым колесом 4) математически выражается в том, что, напри( мер, н полюсе P зацепления скорость

V скольжения и окружная скорость червяка 2 связаны соотношением

Vz-Ч;(sin" lain(" ), )) (5) из рассмотрения которого видно, что

В данном случае в полюсе P окружная ( скорость V смазочного колеса 7 име2 ет величину

Uð Ч) (в«)(,,/s n(,-)«Ц (б) Из сопоставления выражений (4) и (6) вытекает, что 7 )Ч и, следог вательно, в соответствйи с тем, как это полностью согласуется с зависимостями (1) и (2), число зубьев смазочного колеса 7 в предлагаемой передаче должно быть меньше числа зубьев ведомого колеса 4.

Смазывание зубьев ведомого колеса

4, передающего нагрузку, происходит следующим образом.

В результате взаимодействия ведущего червяка 2 с поджимаемым к нему смазывающим колесом 7 боковые поверхности его витков 6 покрываются слоем твердой смазки. Затем покрытие слоем смазки поверхности витков входят в зацепление с боковыми поверхностями зубьев 5 ведомого колеса 4 и производят их смазывание. Когда усилие поджатия смазывающего колеса 7 к ведущему червяку 2 вследствие износа зубьев 8 этого колеса ослабевает, крьппку 19 снимают и через окно 18 с помощью инструмента типа стержня, вставляемого в отверстия 17 упорного кольца 16, производят дополнительное навинчивание последнего на стакан

13 подшипниковой опоры 11, благодаря чему достигается нужное увеличение усилия поджатия смазочного колеса 7 к ведущему червяку ?.

Предлагаемая спироидная передача с ротапринтной смазкой зацепления в отличие от передачи-прототипа осуществима при значениях передаточного числа не топько больших 30, 1 17311 i но н меньших 30, вплоть до значения этого числа, равного 3 (в целом диапазоне значений передаточного числа данной передачи 3 ...б00).

В связи с этим в случаях1 когда по условиям работы соответствующего устройства требуется обеспечить передаточное число, меньшее 30 (например равное t5), это требование легко выполнить путем применения одной данной передачи, тогда как передачупрототип необходимо применять в обязательном сочетании с дополнитЕльной ускорительной зубчатой передачей (например, применять передачупрототип с передаточным чи<-.л м в сочетании с ускорительной зуб »той передачей с передаточным отношением 1/3) . Кроме того, ввиду присущей ей более благоприятной геометрии зацепления данная передача обладает более высокой, чем передача-прототип, нагрузочной способ ностью, в связи с чем ее можно выполнять с уменьшенными габаритными размерами. Указанными преимуществами предлагаемой передачи обусловливается технико — экономи15 ческая эффективность от ее использования.

f9 18

1173114

19 18

Составитель А. Верховский

Редактор М. Петрова Техред А.Ач Корректор Г. Решетник

Заказ 5032/33 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4