Шестеренная машина

 

Использование: в гидрои пневмомашинах. Сущность изобретения эвольвентные профили зубьев шестерен смещены в радиальном и тангенциальном направлениях относительно делительных окружностей соответствующих шестерен; имеющих равное число зубьев. Величины радиального и тангенциального смещений выбраны такими, что при заданном коэффициенте перекрытия нижний активный профиль каждого зуба подрезан. нижние активные и граничная точки профиля совпадают. Зубья шестерен выполнены .без заострения, их высота определена радиальным зазором в зацеплении и обусловлена величиной рабочего объема машины. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 С 2/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (54) ШЕСТЕРЕННАЯ МАШИНА (21) 4905977/29 (22) 17.12,90 (46) 15.04,93. Бюл. М 14 (71) Ленинградский горный институт им.

Г,В.Плеханова (72) И.П.Иванов, С.Л.Иванов и О,А.Красножон (56) Заявка Ф РГ %2249952, кл. F 04 01/08, 1974, Авторское свидетельство СССР

М 956839, кл. F 04 С 2/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1413274, кл. F 04 С 2/08, 1988.

Изобретение относится к машинострое.нию, в частности к шестеренным гидромашинам, а также может быть использовано в шестеренных пневмомашинах.

Целью изобретения является увеличение рабочего объема машины путем увеличения диаметров вершин шестерен без изменения коэффициента перекрытия в зацеплении их зубьев.

На фиг. 1 изображен разрез шестеренной машины; на фиг. 2 — схема элементов зацепления машины.

Предложенная шестеренная машина внешнего зацепления состоит из корпуса 1, в цилиндрических расточках которого на опорах установлены ведуЩая 2 и ведомая 3 шестерни с эвольвентными профилями зубьев.

Зубья 4 и 5 шестерен сопряжены между собой с образованием необходимых бокового и радиального зазоров. Эвольвентные профили зубьев 4 и 5 шестерен 2 и 3 смещены, Ж, 1809169 А1 (57) Использование: в гидро- и пневмомашинах, Сущность изобретения эвольвентные профили зубьев шестерен смещены в радиальном и тангенциальном направлениях относительно делительных окружностей соответствующих шестерен; имеющих равное число зубьев, Величины радиального и тангенциального смещений выбраны такими, что при заданном коэффициенте перекрытия нижний активный профиль каждого зуба подрезан, нижние активные и граничная точки профиля совпадают.

Зубья шестерен выполнены,без заострения, их высота определена радиальным зазором в зацеплении и обусловлена величиной рабочего объема машины. 2 ил, в радиальном и тангенциальном направлениях относительно их делительных окружностей. При этом нижняя активная часть профиля 6 каждого зуба подрезана таким образом, что при заданном коэффициенте перекрытия, являющимся отношением длины активной линии зацепления ga к шагу О© . зацепления Ра, например, равным едини- С) це, нижняя активная 7 и граничная точки ЧО профиля 6 совпадают. Точками 7 на сопря-. а женных зубьях определяются верхние ак- О, тивные точки 8 профилей 6. Кроме того, О зубья шестерен 4 и 5 выполнены беэ заострений, а их высоты зубьев таковы, что в зацеплении шестерен 2 и 3 существует необходимый для работы гидромашины радиальный зазор 9, больший нуля.

Высоты зубьев 4 и 5 шестерен определяют их диаметр вершин da, обусловлены величиной рабочего объема шестеренкой машины и не изменяют коэффициента перекрытия в зацеплении, 1809169

Шестеренная машина в режиме генератора (насоса) работает следующим образом.

При вращении шестерни 2 рабочая среда (жидкость) захватывается зубьями 4 и 5 в межэубовых впадинах переносится из полости низкого дзвления в полость высокого давления.

При этом наличие радиального зазора 9 в зацеплении зубьев 4 и 5 шестерен 2 и 3 устраняет возможность заклинивания зубьев в корпусе 1 при работе шестеренной машины. Отсутствие заострения зубьев шестерен обеспечивает их достаточную прочность и не допускает увеличенных утечек через зазоры между корпусом 1 и диамеграми вершин зубьев da шестерен 2 и 3.

Выбранные таким образом высоты зубьев 4 и 5 шестерен 2 и 3 определяют необходимый рабочий объем машины и обеспечивают заданную подачу.

При работе машины коэффициент перекрытия определяется расположением на профилях 6 зубьев 4 и 5 нижних активных точек 7 профилей, которые определяютдлину активной линии зацепления;

Как известно, коэффициент перекрытия определяется отношением длины активной линии зацепления ga к шагу зацепления Ра

Ра=л ° m cosa, где m — модуль зубьев.

Длина активной линии зацепления, в свою очередь, равна отрезку на линии зацепления АВ, ограниченному верхними активными точками 8 профилей в зацеплении.

Обычно эти точки совпадают с точками профилей на диаметрах вершин шестерен; а для подрезанных зубьев. находятся ниже, при этом верхняя часть зуба в зацеплении не участвует и не влияет на коэффициент перекрытия. Но при этом величина рабочего объема гидромашины определяется общеизвестным выражением.

Предложенная машина имеет улучшенные конструктивные показатели, например, уменьшенную удельную массу гпуд по сравнению с прототипом, так как при неизменных массе и габаритах предложенная шестеренная машина имеет увеличенный рабочий объем .

Рассмотрим случай, когда в новой машине радиус вершин увеличен на одну пятую модуля зубьев rto сравнению с прототипом, что предполагает увеличение рабочего объема гидромашины на Ю4, тогда

AVo - З Ь((га + 0.2m) — АР— k12

-га + гчР+ К 12 ) =2ëÜ(0,4 ram+0,04 = п1н

П1 уд— Рном опном

15 где mH — насоса; Рном — номинальное давление; пном — номинальное число оборотов приводного вала; у — КПД.

Относительное изменение удельной

20 массы сводится к определению относительного изменения рабочих объемов, так как все остальные параметры остаются неизменными.

h„„=- — . 1OOy., ЬУ, о6 где V06 — рабочий объем шестеренной машины прототипа.

Приняв параметры зацепления прототипа как для модифицированного зацепления насос-моторов типа НМШ: m = 5 мм, Z = 11, га = 38,9 мм, гв = 29,66 м, rb = 25,84 и е 1 для нашего случая получим:

ЛЬ QBsm +0,08m 100

27lb(lg — гщ — (4 — 6. 8a+ ЗЕ<у)Р a/12

0,83595+93 У

2(38,92 — 29,662 - (4 - 6 1+ З)(Л 5 cosa) /12) х 100 256, По предложенному техническому решению разработаны рабочие чертежи роторов к насос-моторам типа НМШ, и для обеспечения промышленного изготовления планируется передача рабочей документации на завод-изготовитель в 1991 году, .

Формула изобретения

Шестеренная машина внешнего зацепления, включающая корпус, шестерни с равным числом зубьев, эвольвентные профили которых смещены в радиальном и тангенциальном направлениях относительно делительных окружностей соответствующих шестерен, отличающаяся тем,что,с целью увеличения рабочего объема машины

- b (0,8 r.m+ 0,08 2)

Поскольку определяющим параметром для насосов является номинальная мощ10 ность (см. ГОСТ 4.37-83), то удельная масса насоса

1809169

Составитель И. Иванов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Г.Кос

Редактор

Заказ 1273 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 путем увеличения диаметров вершин шестерен без изменения коэффициента перекрытия в зацеплении их зубьев, величины радиального и тангенциального смещений выбраны такими, что при заданном коэффициенте перекрытия нижний активный профиль каждого зуба подреэан, а нижние активные и граничная точки профиля совпадают, при этом зубья шестерен выполнены без заострения, а их высота определена ради5 альным зазором в зацеплении и обусловлена величиной рабочего объема машины.