Зубчатая передача

(5 и 4 Г 16 Н 1/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ССС 983. машиностроеовано в разения в перезобретения явпособности и ет равномерГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится книю и может быть использличных отраслях машиностродаточных механизмах. Целью иляется повышение несущейдолговечности передачи за с ного изменения направления линии действия реакции в высшей паре. В зубчатой передаче с линейным касанием зубьев профиль последних выполнен криволинейным у колес 1 и 2. Угол профиля зубьев переменный и имеет максимальное значение в точках профилей, расположенных на дели- тельных окружностях, которые совпадают с начальными окружностями. Профиль зубьев колес описан кривыми, определенными из условия изменения угла профиля зубьев по линейному закону и функции угла поворота колес. При работе передачи пересопряжение зубьев колес 1, 2 осуществляется по линии зацепления РПР 2. 1 ил.Изобретение относится к мя 11 Р 1:.1 Остроени 1 о и может быть использовано в передаточных механизмах.Целью изобретения является повышение несущей способности и долговечности передачи за счет равномерного изменения направления линии действия реакции в высшей п)ре.На чертеже изображена схема зацепления зубьев зубчатых колес друг с другом и зацепление каждого колеса с ироизвод 511 цим исходным 1(Оитуром.Зубчатая передача содержит зубчатые колеса 1 и 2, схема зацепления зубьев которых друг с другом и зацепление каждого колеса с производящим исходным контуром 3 изображена на чертеже. Профили зубьев колес образукггся ири их взаимодействии с зубьями производящего исходного контура 3. Начальные окружности колес совпадают с делительиьМи и обозначены штрихи у 11 кт и р и ы Гч и л и н и 51 м и. В и Ол ю се П 3 я це и - ленин происходит касание начальных окружностей. В рассматриваемом положении с полюсом П совпадает начало координат, жестко связанных с производящим исходным контуром. Ось Пх совпадает с делительной прямой ироизводяшсго исходного контура, я ось Пу сй перпендикулярна. На главном профиле производящего исходного контура показана точка Л с координатами х и у. 1 а линии РРа зацепления ей соответствует точка Лд. Отрезок ПЛ расположен на нормали к сопряженным профилям в момент из касания в точке Ло и образует с прямой линией, перпендикулярной к линии межосевоп) расстояния, совпадаюцел с осью Г 1 у угол а. Величина углд) а достигас.т максимума при контакте зубьев кс)лес и полюсе 1 и изменяется ио линейному закону в функции углов поворота колес. Величина угла а ири касании зубьев в полюсе Г принята равной 45, так кяк в этом случае величина контактных напряжений бу дст минимальной. Угол про)Рл 51 зуба производяпего контура в точке, расположенной иа дслительиой прямой и со 1)падающей в данный момент с полн)сом Г, также равен 45). Угол рофиля производящего сходноо контура для точки, расположенной ня ирямои линии, параллельной дслительной прямой н отстоящей от исс иа расстоянии Ь, равен а:. Тогда углы наклона касательных, проведенных через упомянутые точки, к оси Гх соответственно составят- и -.,й К42 аа. Если величина угла наклоня касательной к профилю зуба производяпего исходного контура будет изменяться ио линейному закону, то величина у 1 ла а также будет изменяться по линейному закону в функции углов поворота колес или то жс самое в функции перемещения исходного производящего контура. Учитывая, что величина тангенса угла наклона кясатс 1 ьной к профилю зуба производя 1 цего исходного ксгнтура, описываемому уравнением у=у(х), равна значению производной в этой точке, имеем У Х5 - = 1 д( - + а 4 х) =с 4-- ад10где хд - координата точки профиля производящего исходного контура, расположенного на прямой линии, параллельной делительной прямой и отстоящей от нее на расстоянии Ь,равном высоте головки зуба.Интегрируя уравнение (1), получимЮу =К ( - " -" х) сх =У20 = -- х - п(сов( + х)+С (2)Х Г 1 редлагаем х==О и у=О, тогда величина произвольной постоянной определится как с -" и/саят, (31 Ф 25 а уравнение профиля производящего исходного контура запишется в следующем виде 30 х 1 совю:= ")жфг. - .) ю(5) уравнение (4) можно записать как%1соз+К сов( 4 + кх) 40 После преобразований уравнение (6) можнопривести к видум = - ) .(7)совкх - впкх45, 11 Учитывая, что ири х==х; у=Ь, из уравнения (4) следует50 Я- сса(8) Из уравнения (8) можно определить величину х,как55(20) (2 1) Х = асо 5 р + в 51 пр;= - а 51 пр + всо 5 р,35 Формула изобретения УО = У - Г 2 Р 2 = - (Х +1 ду(14) Уравнение (7) и соотношения (5) и (9) определяют профили головок и ножей зубьев производящего исходного контура. При вычислении координат профиля ножек в оотношение (9) величину Ь и в уравнение (7) величину х следует подставлять со знаком минус. На чертеже величины х, у, ха, Ь и радиальный зазор с выражены через коэффициенты хф, уфх, 1", с и модуль зацепления гп.Профили зубьев колес передачи определяются как огибающие кривые профилей зубьев производящего исходного контура при зацеплении нарезаемого колеса с инструментом. Пусть заготовка нарезаемого колеса расположена так, что занимает место колеса 2, ось ее вращения совпадает с осью вращения этого колеса. С заготовкой (колесом 2) жестко связана система прямоугольных координат хгогуг, начало которой совпадает с осью вращения колеса 2 (не изображена). На оси вращения колеса 2 также находится начало неподвижной системы координат хоогуо (не изображена). Задача определения координат профилей зубьев колеса 2 решается в три этапа. Применительно к зацеплению производяшего исходного контура с колесом 2 на первом этапе следует определить координату х в системе координат ХГу, жестко связанной с производящим исходным контуром, при которой точка А профиля будет являться точкой контакта. В данном случае можно задаться, координатой х, а координата у определится из уравнения (4) или из уравнения (7) и соотношений (5) и (9) . На втором этапе определяются коодинаты точки контакта в неподвижной системе координат хоогуо. Координата х, определится, если найти точку пересечения нормали, проведенной через точку А осью Гх, а координата Уо определится путем переноса начала координат из полюса П в точку 02, расположенную на оси вращения второго колеса (не показана). Тогда имеемхо = - 7,1 (10) На третьем этапе определяют координаты профиля колеса 2 в системе координат хгогУ 2, жестко с ним свЯзанной. ДлЯ этого используют формулы поворота осей коорди- нат хг = хосокрг + у 051 прг; (12)у 2 = Х 051 Прг + уОСО 5 рг, (13) Величина угла поворота колеса 2 из начального положения в положение, при котором точка будет контактной точкой, определится из уравнения в котором гг радиус начальной окружности колеса 2.Сделав преобразования под знаком логарифма в уравнении (7), получим 5у - 1 ксовкх - 51 пкх , (15)1 Дифференцируя уравнение (15), имеем дУ С 05 КХ + 5 ПКХ(Л х со 5 кх - 51 пкх 4 Подставив уравнения (15) и (16) и уравнения (10) и (11), имеем 1 лх 0 -- с 1 Я ( - кх)Рнс 05 кх - 51 пкх, (17) уо= Ь/со 5 кх - 51 пкх - гг, ( 8)1К Величина рг после подстановки уравнений(16) и (15) в уравнение (14) определитсякакрг = -- Г х сЯ( кх) 1 цсозкх - 51 пкх,4 25 Произведя Въцисления ло уравнениям (17),(18) и (19) и подставив значения величин хо, уо, рг в уравнения (12) и (13), можно определить координаты профиля зубьев колеса 2. Для удобства записи уравнений (12) и (13) сделаем более общие обозна- ЗО чения хо= а; уо=в; хг=Х; уг=1; гг=г;рг=р. Тогда уравнения (12) и (13) примут вид Передача работает следуюшим образом.При вращении колеса 1 против часовой стрелки его зубья контактируют с зубьями колеса 2 на линии РгР 1 зацепления, и колесо 2 полуцает вращательное движе О ние по часовой стрелке,Зубчатая передача с линейным касанием 45 зубьев, содержашая колеса, профиль зубьевкоторых выполнен криволинейным, угол профиля зубьев переменный с максимальным значением в точках профилей, расположенных на делительных окружностях, совпадающих с начальными окружностями, отли чающаяся тем, что, с целью повышения несушей способности и долговецности, кривая в прямоугольной системе координат с началом координат, расположенной на оси колеса, определена 55 Х=асо 5 р+в 5 пр; 1= - а 51 пр+всо 5 р,где величины а, в, р определены из соот- ношений1270453 Составитель А. Верховский Редактор А. Долинин Техред И. Верес Корректор М. Шароши Заказ 6222/35 Тираж 880 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, 4а = - п,1 совкх - з 1 пкх(с(д( - . - кх);Я =в=- -- 1 псовкх - 81 пкх - г;3.гр=- -- 1 х -- 1 п 1 созкх - 51 пкхс 1 д ( -- кхД,Ягде х - йезависимый параметр, имеющииразмерность длины и изменяющийсяот - ха до ха,сов-з 1 псС- аК:=-- )Хагде Ь - высота головок главных профилейзубьев колес;зубьев колес;р - постоянный параметр, значениякоторого лежат в пределах 0,349 -- 0,524;г - радиус делительной окружности.