Зубчатая передача

 

Изобретение относится к машиностроению , к зубчатым передачам с пересекающимися осями. Цель - расширение кинематических возможностей передачи. Это достигается за счет обеспечения зацепления колеса и рейки с расположенными в параллельных плоскостях и под острым углом осями. Зубчатое колесо 2 выполнено гиперболоидным с углом наклона зубьев, равнымР 90°-#. где # -угол между осями колеса 2 и рейки 1, а диаметры вершин и впадин зубьев рейки связаны с соответствующими диаметрами вершин и впадин зубьев колеса пропорциональными соотношениями Описание содержит несколько вариантов выполнения рабочих профилей контактирующих зубьев. При вращении колеса рейка перемещается вдоль своей оси, причем выбор упомянутых соотношений обеспечивает линейчатый контакт в зацеплении. 5 з.п лы, 8 ил. Ф сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 F 16 Н 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4817364/28 (22) 08.02.90 (46) 30.06.92, Бюл. N. 24 (71) Казанский авиационный институт им, А.Н.Туполева (72) В.М.Печенкин (53) 621.833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1084512, кл. F 16 Н 1/16, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N . 1372128, кл. F 16 Н 1/16, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1608386, кл. F 16 Н 19/04, 1988. (54) ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение относится к машиностроению. к зубчатым передачам с пересекающимися осями. Цель — расширение кинематических возможностей передачи. Это

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых приводных устройствах, в частности в модулях манипуляторов.

Известна гиперболоидная зубчатая передача с перекрещивающимися осями и линейчатым характером контакта двух зубчатых колес, имеющих вращательное движение.

Известна гиперболоидная зубчатая передача с перекрещивающимися осями, профили зубьев колес которой выполнены выпуклыми в сечениях, перпендикулярных к направлению зуба на начальных гиперболоидах, и радиусы кривизны которых зависят от величины зазора между профилями на

„„5U„„1744346 Al достигается за счет обеспечения зацепления колеса и рейки с расположеннь|ми в параллельных плоскостях и под острым углом осями. Зубчатое колесо 2 выполнено гиперболоидным с углом наклона зубьев, равным р =90 - ф, где о- угол между осями колеса 2 и рейки 1, а диаметры вершин и впадин зубьев рейки связаны с соответствующими диаметрами вершин и впадин зубьев колеса пропорциональными соотношениями

Описание содержит несколько вариантов выполнения рабочих профилей контактирующих зубьев. При вращении колеса рейка

:перемещается вдоль своей оси, причем выбор упомянутых соотношений обеспечивает линейчатый контакт в зацеплении. 5 з,п. флы,8ил, окружности вершин и впадин и от величины класса шероховатости поверхности.

Недостатком передач является осутстствие поступательного движения одного из звеньев.

Известна зубчатая передача, содержащая звено, выполненное в виде цилиндрической рейки с круговыми зубьями и глобоидного зубчатого колеса.

Недостатком передачи является невозможность изготовления ее с углом между осями не равным 900.

Целью изобретения является расшире- ние кинематических возможностей за счет обеспечения передачи с расположенными в параллельных плоскостях пересекающи1744346 мися под острым углом осями колеса и рейки.

Это достигается тем, что зубчатое колесо выполнено гиперболоидным с углом наклона зубьев, равным Р -90О- у, где Р- угол наклона зубьев колеса; (p угол между осями колеса и рейки. При этом диаметры вершин и впадин зубьев рейки выбраны из соотношений: бгв=da сов Р;

2 бг=бгсоэ р, где dra, dr(— диаметры соответственно вершин и впадин зубьев рейки;

da,dt — диаметры соответственно вершин и впадин зубьев колеса в горловом сечении.

Профиль зуба колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее осевом сечении — с прямолинейными рабочими сторонами, Профиль зуба колеса в сечении плоскостью,. перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее осевом сечении — с криволинейными сторонами и или с выпуклым или выпукло-вогнутым контактом сторон, Максимальный радиус кривизны боковой поверхности на окружности вершин и впадин определяется по формуле: — В+ B — 4A C где R> — радиус кривизны выпуклого профиля, на окружности вершин и впадин, который из двух корней уравнения выбирается положительным;

А,В,С вЂ” коэффициенты. определяемые

А=-4 (ЛR -Т );

B=4A Я(ЛВ -Т );

C=(h, К Т ) +4йа Т где Т вЂ” коэффициент, равный T=h R+K;

ha — высота головки зуба;

Л R — разность между максимальными радиусами кривизны двух профилей зубьев на окружности вершин и впадин, которая выбирается в пределах от 10 до

20 mn, Л R--R2-Ri, где ma — модуль в нормальном сечении;

К вЂ” коэффициент, определяемый по формуле K=3 Л, где Л вЂ” высота микронеровностей, Q =15х10 5х21э и, где 1И вЂ” класс шероховатости боковой поверхности профилей.

Один из профилей: профиль зуба колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образующей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, или проф5 иль зуба рейки в ее осевом сечении — с прямолинейными рабочими сторонами. При этом выпуклый профиль имеет максимальный радиус кривизны на. окружности вершин и впадин:

"а г

2К где ha — высота головки зуба;

К вЂ” коэффициент. определяемый по указанной формуле.

Криволинейные рабочие стороны профилей выполнены с радиусами постоянной кривизны. При этом радиус выпуклого профиля определяется по формуле;

20 — В + В

2А где А,В,С вЂ” коэффициенты, определяемые по укаэанным ранее формулам.

Один из профилей выполнен прямолинейным, а другой — криволинейным с радиусом постоянной кривизны. Радиус кривизны выпуклого профиля определяется

30 no

К вЂ” ha

2 2

2К где К вЂ” .коэффициент, определяемый по указаннои формуле, Зубчатое колесо. выполненное гиперболоидным с углом наклона зубьев колеса Р, позволяет расширить кинематические возможности путем расположения под острым углом колеса и рейки, а также увеличить,. коэффициент перекрытия, что ведет к увеличению нагрузочной способности передачи.

Зубчатая рейка, выполненная цилиндрической с круговыми зубьями, позволяет установить ее ось под острым углом к оси . гиперболоидного колеса, что ведет к расширению кинематических возможностей передачи, а также допускает свободный поворот вокруг своей оси, что способствует более равномерному износу рейки, т,е. увеличению нагрузочной .способности передачи.

Профиль зуба зубчатого колеса в сечении плоскостью, перпендикулярной образу55 ющей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее осевом сечении, выполненные прямолинейными, способствуют увеличению площади контакта, что ведет к увеличению нагруэочной способности передачи.

1744346

Профиль зуба зубчатого колеса в сече- Профиль зуба колеса в сечении (фиг.2) нииплоскостью,перпендикулярной образу- плоскостью, перпендикулярной образуюющей гиперболоида и проходящей через щей гиперболоида и проходящей через межосевой перпендикуляр, и профиль зуба межосевой перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее осевом сечении, выполненные с 5 рейки (фиг, 3) в ее осевом сечении — с прякриволинейными рабочими сторонами и молинейными рабочими сторонами. или с выпуклым или выпукло-вогнутым кон- . При вращении колеса 2 (фиг. 1) вокруг тактом сторон и с радиусами кривизны, за- своей оси 02 02 цилиндрическая рейка 1 висящими от величины зазора, между перемещается вдоль своей оси 01-01,при профилями на окружностях вершин и впа- 10 этом она имеет возможность свободного дин, а также от величины класса шерохова- вращения вокруг своей оси 01-01. тости поверхностей, позволяют уменьшить опасность возникновения кромочного кон- Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я такта при первоначальном точечном контакте с большой площадкой контакта и 15 1, Зубчатая передача. содержащая запереходящем в линейный контакт при при-, цепляющиеся зубчатое колесо и цилиндриработке, При выполнении одного из профи- ческую рейку с линейчатым контактом лей: профиля зуба колеса в сечении зубьев взацеплении,отл ич а ю ща я с я плоскостью, перпендикулярной образую- тем, что, с целью расширения кинематиче. щей гиперболоида и проходящей через 20 ских возможностей за счет обеспечения пемежосевой перпендикуляр, или профиля зу- редачи с расположенными в параллельных ба рейки в ее осевом сечении с прямолиней- плоскостях пересекающимися под острым ными рабочими сторонами позволяет углом осями колеса и рейки, зубчатое колесо .повысить технологичность изготовления пе- выполнено гиперболоидным с углом наклоредачи. 25 на зубьев равным P = 90О- р, где /3 — угол

Выполнение криволинейных рабочих наклона зубьев колеса; p — угол между осясторон профилей с радиусами постоянной ми колеса и рейки, а диаметры вершин и кривизны позволяет повысить их техноло- впадин зубьев рейки выбраны из соотношегичность. ний:

Выполнение одного из профилей пря- 30 . dra=da.сов 3; молинейным. а другого — криволинейным с dr<=dr cos Р, радиусом постоянной кривизны позволяет где dra,dg — диаметры соответственно верповысить технологичность. шин и впадин зубьев рейки;

На фиг. 1 изображена цилиндрическая da,Ф вЂ” диаметры соответственно веррейка.с гиперболоидным колесом; на фиг. 2 35 шин и впадин зубьев колеса в горловом се— гиперболоидное колесо: на фиг. 3 — прямо- чении. лиНейный профиль рейки; на фиг. 4 — выпук- . 2. Передача по и. 1, отличающаяся лые профили рейки и колеса; на фиг. 5 — тем. что профиль зуба колеса в сечении пловыпуклый и вогнутый профили; на фиг. 6 — скостью, перпендикулярной образующей выпуклый и плоский профили; на фиг. 7 — 40 гиперболоида и проходящей через межосевыпуклый и вогнутый профиль с постоянны- вой перпендикуляр и профиль зуба рейки в ми радиусами кривизны; на фиг. 8 — выпук- ее осевом сечении с прямолинейными раболый с постоянным радиусом кривизны и чими сторонами. прямолинейный профиль. 3. Передача пои. 1, отл ича ю щая ся

Зубчатая передача содержит круговую 45 тем, что профиль зуба в сечении плоскоцилиндрическую рейку 1 (фиг. 1) и гипербо- стью, перпендикулярной образующей гилоидное колесо 2 с углом наклона зубьев перболоида и проходящей через межосевой о (фиг.2) 3=90 -p. где Р-угол наклона зубьев перпендикуляр, и профиль зуба рейки в ее колеса, р- угол между осями рейки и коле- осевом сечении с криволинейными рабочиса. Диаметры вершин и впадин зубьев рей- 50 ми сторонами и, или с выпуклым или с выки равны:

2 о. пукло-вогнутым контактом сторон, dra=da COS p, 4. Передача по и. 1, отл и ч а ю щ ая с я

2л г

d r=dr сов р, . тем, что по крайней мере один из профилей; или профиль зуба колеса в сечении плоскогде dna.dr> диаметры (фиг.З) соответствен- 55 стью, перпендикулярной образующей гино вершин и впадин зубьев рейки; перболоида и проходящей через межосевой

da, бг — диаметры соответственно вер- перпендикуляр, или профиль зуба рейки в шин и впадин зубьев колеса в горловом се- ее осевом сечении — с прямолинейными рачении. бочими сторонами.

1744346

5. Передача по п.3,отличаю ща я с я тем, что криволинейные рабочие стороны профилей выполнены с радиусами постоянной кривизны.

6, Передача пои 4 отличающаяся тем, что другой профиль выполнен криволинейным с радиусом постоянной кривизны.

1744346

Фиг, Х

Фиг,4

Фиг. 7

1744346

Составитель В. Печенкин

Редактор Л. Народная Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Осауленко

Заказ 2180 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101