Зубчатая передача для винтовых компрессоров и насосов

9) ф О) НИ ВУ ЕТ АВТОРСКОМев, звольвенткривой, опис и сопряженной с ной уравнениями ена Трудовогологическийромышленности етельство ССС/08, 1963. енты механиз 44, с.341, и УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ПИСАНИЕ ИЗ(71) Ленинградский орКрасного Знамени технинститут холодильной(54) (57) ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ДЛЯВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ И НАСОСОВ,содержащая два имеющих воэможностьвращения и находящихся в постоянномконтакте звена с параллельными осямии замкнутым симметричным относитель-.но оси зуба активным профилем в торцовом сечении, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет обеспечения .однонаправленного вращения звеньевкаждая иэ симметричных кривых торцо .вого профиля зуба описана последовательно соединенными участками в виде,дуги окружности с радиуоом,равным радиусу окружности вершин эубь) Р 16 Н 1/08) Г 16 Н 55/ де г- радиус - вектор;о - межосевое расстоянимежду двумя вращающзвеньями;Г - радиус окружности в ершинзубьев)- угол, отсчитанный от линии межосевого расстояниядо точки перехода неэвольвентного участка профиля ВЗуба в радиус впадин междузубьями;- угол поворота сопряженного звена, находящийся.впределаМ О бф)"0 - угол, определяющий положение радиус - вектора 1.и отсчитываемый от" линиймежосевого расстояния,и дуги окружности с радиусом, равным радиусу окружности впадин между зубьями.(2) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для транспортировки жидких, твердо" жидких смесей и загрязненных жидкостей.Известны зубчатые передачи для компрессоров и насосов, содержащие два вращающихся звена, образующие поверхностей которых представляют . собой участки кривых второго порядка 1,1310Недостатком известных передач является наличие согласованного вращения винтов в разные стороны и наличие усиленного износа поверхностей винтов. 15Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае. мому результату является зубчатая передача для винтовых компрессоров и насосов, содержащая два имеющих воэможность вращения и находящихся в постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относительно оси зуба активным профилем в тоРцовом сече нии. В этой передаче профили зубьев описаны сопряженными дугами окружностей ( 21Недостатком известной зубчатой передачи является малая надежность.Цель изобретения - повышение надежности работы за счет обеспечения однонаправленного вращения звеньев.Указанная цель достигается тем, что в зубчатой передаче для винтовых компрессорови насосов, содер жащей два имеющих воэможность вращения и находящихся в постоянном контакте звена с параллельными осями и замкнутым симметричным относительно оси зуба активным профилем в тор" 40 .цовом сечении, каждая иэ симметричных кривых торцового профиля зуба описана последовательно соединенными участками в виде дуги окружности с радиусом, равным радиусу. окружнос-. 45 ти вершин зубьев, эвольвенты и сопряженной с ней кривой, описанной урав- нением"-.4 ао"АСОВ(Хр-Щ) 4 ) а 50 У=ОГс 51 иГ г, 51 и(70-О 92)3 2 радиус - вектор;межосевое расстояние между 55двумя вращающимися звеньями;радиус окружности вершин зубьев;угол, отсчитанный от линии 60межосевого расстояния доточки перехода неэвольвентного участка профиля зубав радиус впадин между зубья 65 О- угол поворота сопряженногоЯзвена, находящегося в пределах Огд У 2 3;,Ф; - угол, определяющий положение радиус - вектора г нотсчитываемый от линии межосевого расстояния, и дугиокружности с радиусом, равным радиусу окружности впадин между зубьями,На фиг. 1 показана часть профиля зуба одного иэ звеньев в торцовомсечении; на фиг. 2 - винт зубчатойпередачи, набранный из комплектаодинаковых дисков.Передача содержит принудительновращающиеся в одном направлении двазвена 1 и 2, Профиль зуба звеньев1 и 2 состоит из следующих участков(фиг. 1): 3-4, который выполнен подуге окружности радиуса г,участок4-5 выполнен по эвольвенте,котораястроится от основной окружности радиуса 1; 5-б-неэвольвентный участоКплавно сопряженный с эвольвентным участком и имеет профиль кривой, полученнойпри обрашенномдвижении точки окружности выступов радиуса го зубавторого звена, участок 6-7 является дугой окружности радиуса впадинг , Линия зацепления очерчена замкнутым контуром 5-8-9-10.На фиг. 1 также обозначены;Н - длина прямолинейного участка8-9 линии зацепления, а - межосевоерасстояние;) - радиус кривизны эвольвенты;- угол поворота звена 1,экогда точка контакта между зубьямипроходит по линии зацепления из положения 10 в положение 5 (в соот"ветствии с указанными направлениями вращений звеньев 1 и 2); Р - уголпрофиля эвольвентного участка.Будем считать, что угловые скорости звеньев Ж,: Ю, - а; г=г =гО 1И Га 1 =Го,х=ГСГеометрические зависимости дляэвольвентиого участка определяютсяследующим образом,Иэ фиг, 1 видно, что отрезки 11-5 и 12-10 =Я, - минимальный радиус кривизны Эвольвенты; 11-10 и 12-5 =: ша- максимальный радиус кривизны эвольвенты,ТогдаЬйи+ Гвах в(1) Решая (1) и (2) относительно рили а, ,выполнив геометрическиейреобразования( находим уравнениеэвольвенты в параметрической формев виде радиус - вектора В;. и углапрофиля р"т.е.й;:=() , которыйотсчитываеТся от радиуса В )(О;5Оно имеет вид орй =4(р) +хгде О У-дЭВеличину угла профиля эвольвентного участка получаем в виде:(4)5 Г " - агсйя - )+айс 1 Ц ( -- ),(5)1 Р)1 И )"и(ли"У 1Геометрические зависимости для неэвольвентного участка профиля определяются в параметрической форме в виде радиус - вектора х и угла профиля (р.(т.е,х =Е(Фл) ) .Выражение для радиуса вектора х получаем в виде:(10) 2 ;:271 где 1 - число зубьев в торцовом сече нии;3 - угловой шаг.С другой стрроны7 (2 Ь +2 Ц +ьа+Ь) 2 Н,(11)50где- угол профиля зуба на эвольвентном участке;Ч - угол профиля зуба неэвольНвентного,участка;Ьа - угол профиля вершины зуба 1й - угол профиля впадины зуба.При условии, что 3 л=Ф 9 Р и хОлхо х р получимг что 1(а дй д еТогда2 2. (+ ф+ а):27 ь, (12)=1(а -2 ахо сов (фр -ЮР)+х, (6)20где Обд 9 Ъ Я=ахсЧ (хд/8)о) 1КЖг - угол йоворота звена 2.Из фиг. 1 видно, чтоЖ= -Ял-Я, (7) гдеКу=9( -ахсв 1 п д- в 1 п (- К((8)Подставив уравнения (8) в уравнение (7), получима 30Я=ахсв 1 пЕ . в 1 д)о -д (РЮЛ - дфопЕсли К 9:О, то 9 л= (. Если ФЬ= 3 о то ф: , что соответствует углу, ,92.01 б,у который откладывается вправоот линии межосевого расетояния 01 -О (Фиг. 1) .Зацепление осуществляется следующим образом.Число зубьев в торцовом сечении (а для винта - число заходов) должно быть целым положительным числом, 40 в том числе оно может быть равно .единице. Приравняв уравнения 10 и 12,получим2-С, 4)4)Для упрощения технологии изготовления зубчатого зацепления винтов и получения различных параметров по производительности и рабочему давлению конструктивно тело каждого винта Формируется иэ комплекта одинаков вых дисков 13 (фиг. 2), снабженных зубьями описанного профиля, которые с некоторым угловым шагом закрепляют- ся на валу 14, например на шлицах, при помощи гайки 15.Производительность винтового насоса и его рабочее давление зависитот угла относительного смещения профилированных дисков, Чем больше угол относительНого смещения, тем больше производительность и меньше напорное давление и наоборот, Таким образом, устанавливая профилирован-л ные диски 13 с зубьями описанного профиля с,тем или иным углом относительного смещения, можно, используя одни и те же элементы конструк ции, получить винтовые компрессоры и насосы различных параметров.При работе передачи вращение винтов в одном направлении приводит к тому, что все твердые фракции транспортируемого рабочего тела выталкиваются из зоны контакта между профиля. ми зубьев. Такое свойство .описанного зацепления позволяет значительно уменьшить износ и выкрашивание активных поверхностей зубьев винтов и предотвращает их эаклинивание. Отсутствие силового замыкания в зоне контакта профилированных .поверхностей винтов также повышает надежность и работоспособность всего механизма,Набор винтов из одинаковых проФилированных дисков, снабженных зубьями описанного. профиля, позволяет значительно упростить технологию изготовления компрессоров и насосов с различными параметрами по производительности и рабочему давлению..Филиал ППП фПатент, г. Ужгоро Проект каз 5373/43ВНИИПИ ГосУДаРспо делам изо113035, Москва,Тираж 925енного комитета СССетений и открытий