Зубчатое зацепление для винтовых компрессоров и насосов

Класс 27 с, Зю,27 с, 7 ю 2 59 е, Зю, 476, 6125860 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИ. А. Сакун ЗУБЧАТОЕ ЗАЦЕПЛЕНИЕ ДЛЯ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ И НАСОСОВЗаявлено 17 мая 1957 г. за573778/25 в 1(омитет но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Опубликовано в Бюллетене изобретений3 за 1960 г. Изобретение касается области усовершенствования профиля рабочих органов (зубьев) винтовых компрессоров и насосов.Известно, что профиль зубьев винтов определяет габариты и существенно влияет на экономичность винтовых машин, Применяемые окружные профили зубьев, а также их модификации и комбинации с циклон- дальными профилями не всегда удовлетворяют специфическим требованиям, предъявляемым к компрессорным и насосным винтам, к числу которых, в частности, относятся требования уменьшения длины линии кон. такта, увеличения угла подъема зубьев винтов и полезной площади тооцового сечения винта.Согласно изобретению профилирование зубьев винтов выполняется таким образом, чтобы наиболее полно удовлетворить перечисленным требованиям, для чего зуб основного (ведущего) винта очерчен по эллипсу, а профиль зуба сопряженного (ведомого) винта является огибающей семейства кривых, образуемого при движении профильной кривой зуба основного винта.На фиг, 1 (а, б и в) изображены три возможные разновидности эллиптического профиля основного и профиля сопряженного зубьев; на фиг. 2 показана расчетная схема описываемого зацепления; на фиг. 1 изображены основной и сопряженный профили и линия зацепления; га фиг. 4 показан симметричный составной профиль зубьев; на фиг. 5 асимметричный составной профиль основного и сопряженного зубьев.Принятые условные обозначения: Х,О 1 У, - подвижная система координат, связанная с основным (ведущим) винтом; Х,О 2 Ув -- подвижная система координат, связанная с сопряженным винтом; Х,О,У, --Ьо 125860 неподвижная сстема ордат; а - оольшая плуос эллипса; Ь малая полуось эллипса; а - расстояние от центра эллипса до центра начальной окружности;- параметр профиля (угол эксцентрической аномалии эллипса); гр 1 - угол поворота основного (ведущего) винта;- угол поворота сопряженного (ведомого) винта; 12 = - р,р 2 и К = 1 - ,- передаточные соотношения; А - межцентровое расстояние; г - радиус начальной окружности основного винта; г 2 - радиус начальной окружности сопряженного винта.Связь между подвижными координатами Х,О,У, и неподвижными ХООУо дается соотношениями:( х, = х. сояр, - у, я 1 пр,у, == х, я 1 пр + у, созе, , ., (1)Профиль зуба основного (ведущего) винта в сечении плоскость.о, перпендикулярной к оси винта, имеет эллиптическое очертание,Параметрическое уравнение исходного эллиптического профиля в системе Х,О,У, запишется в таком виде:(у, = - Ь я 1 пф (11)Большая полуось эллипса направлена радиально. Центр эллипса может находиться на начальной окружности (фиг. 1,а и б), либо внутри (фиг. 1,в) или вне ее,Сопряженный профиль зуба другого винта является огибающей семейства кривых, образуемого при движении точками профильной кривой зуба основного винта.Параметрическое уравнение профиля, сопряженного с заданным, имеет такой вид:( х 2==А сояр, - д сояКр, - а соя: сояКр, + Ь ыщ ыпКр, у,= - А ыпр,. +а я 1 пКр, + а соар ыпКр 1+ Ь я 1 пр сояКр, (1 П) В случае зацепления винтов различного диаметра, зубья ведущего винта целесообразно выполнять с эллиптическим профилем, а ведомо-о винта - с сопряженным.Параметрическое уравнение линии зацепления, как геометрического места точек соприкосновения сопряженных профилей в неподвижной системе координат Х,О,УО, представится следующим образом:х, = а созср + а сояср, . созе - Ь ыпср, ыпр1 у,=а я 1 пср, + а я 1 пгр 1 сояр+ Ь ыпф созе, , (1 Ч), Связь между параметрами р, и ф в уравнениях (1 П) и (1 Ъ) устанавливается якобианом: дх.,дф дх, д:Р д., ду, др, дф раскрытие которого дает такое уравнениеЬ я 1 пр, соя: - (а - Ь 2) я 1 п соя - а;д ыпр ++ г а сояр 1 я 1 п= О.В сравнении с применяемыми винтовыми компрессорами, име 1 ощими зубья с окружным профилем, винтовые компрессоры и насосы с эллиптическим профилем зубьев дают расчетное увеличение полезногоМ 125860рабочего объема на 6 в :- 12%; уменьшение длины контактной линии и увеличение угла подъема зуба винта. Указанные обстоятельства позволяют получить винтовой компрессор или насос с большей производительностью, напорностью и лучшим к.пд.На основе эллиптического профиля может быть построено несколько комбинированных профилей, состоящих из совокупности припасованных к эллипсу симметрично, либо несимметрично отрезков кривых, как например, циклоидальных, окружных и других возможных кривых.Профиль основного винта (фиг. 4) состоит из совокупности симметрично припасованных к эллипсу двух эпициклоид и двух дуг окружностей, центр которых лежит на начальной окружности указанчого винта. Несимметричные профили основного и сопряженного зубьев винтов на фиг. 5 очерчены несколькими математическими кривыми.Зубья с составными профилями могут более полно удовлетворить предъявляемые к ним требования, чем зубья, состоящие из однородной профильной кривой.Предмет изобретения1. Зубчатое зацепление для винтовых компрессоров и насосов, о",- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения полезной площади торцового сечения винта, увеличение угла подъема зубьев винтов и уменьше. ние длины контактной линии, профиль зуба основного (ведущего) винта выполнен по эллиптической кривой, а профиль зуба сопряженного (ведомого) винта является огибающей семейства кривых, образуемого при движении точками профильной кривой зуба основного винта.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что центр эллипса, по которому выполнен зуб основного винта, мокет находиться и не па начальной окружности,3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что основной профиль зуба состоит из совокупности симметрично или несимметрично припассованных к эллипсу участков окружностей, эпициклоид и других возможных кривых, что улучшает характеристики зацепления, указанныев и, 1.3 Чо 1258601аФП ,Фс Рдппоасвриеюьв рвуЛиния Зеиепа 8 ниц//Б ///Б;ДБ; ДТрадиуса гД доги олру/лносщ