Зубчатая муфта

союз советснихсоциАлистичеснихРЕСПУЬЛИН 91 (111 1 735 16 Р 3/18 ЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН К АВТОРСКОМ И 1) 4438250/242) 1 0.06.886) 07,09.90. Б1) Проектно-когический ннстиомьшьленного об У 33трукторский техт Всесоюзногодинения Союзугл маша(57) Изобретение относится к машиностроению н может быть использовановс всех отраслях народного хозяйствадля соединения валов быстроходных итяжелонагруженных машин. Цель изобретения - повышение надежности и компенсирующей способности в условияхперекоса осей, При Работе муФты зубшины, а нго сечениячиваетсяи обоймы пряжепии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТпо изоБРетениям и ОТКРытиПРИ ГКНТ СССР 2чатые втулкии обойма 2 поворачиваются вокруг своик продольных осей, При этом зуб 7 втулки 1 совершает пространственное движение относительно зуба 3 обоймы 2. Форма боковой поверхности зуба 7 втулки 1, выполненная в соответствии с представленными соотношениями, обеспечивает линейный контакт его с зубом 3 обоймы. Линии контакта зуба обоймы представляют собой плавные кривые по всей ширине зуба 3. Они имеют приблизительно одинаковую длину во всех угловых положениях зубаБлагодаря тому, что линии контакта перемещаются на зубе обоймы от центрального сечения к торцу вера зубе втулки от центральнок торцу основания, обеспеавнопрочность зубьев втулкиа счет снижения изгибных зубьев втулки. 4 ил.(1) 50 Изобретение относится к машиностроению и может быть использованово всех отраслях народного хозяйствадля соединения валов быстроходных и;тяжелонагруженных маипяг,Цель изобретения повышение на"дежностл и компенсирующей способностив условиях перекоса осей,Па фиг.1 изображена зубчатая муфта,0вид сбоку, поперечное сечение; наФгг 2 - зуб обоймы и контактные ли"нии на его боковой поверхности привзаимодействии с зубом втулки в процессе поворота муфты; на Фиг3 - эуб 15втулки с модифицированной Формой рабочей поверхности на Фиг.4 - проекциив плоскости 7, О, Е линий контактазубьев втулки и обоймы.на правой половиле зуба обоймы при перекосе осей 20муфты,На Фиг.1-4 показано: ХУгЕ трехмерная система координат обоймы;ХУ Е 2 - трехмерная система коордипат втулки; Сд - угол поворота муфты 25в п-,м положении; И - тоЧка на рабочей поверхности зуба втулки; аа,ЬЬпп - линии контакта на рабочейповерхности зубаобоймы,30Зубчатая муфта содержит зацепляющиеся между собой в условиях перекоса зубчатую втулку 1 (Фиг.1) и зубчатую обойму 2, имеющую зубья 3 с(Фиг,3, позиция 8)на боковой поверхности 6 зуба втулки;Х 1, У 1 - координаты точки иапроизводящем контуре4 зуба 3 обоймы 2; ф, - угол наклона производящего контура 4 зу.ба 3 обоймы .2;7 - Фиксированное эначение угла поворотамуфты;И - угол перекоса продольных осей втулки1 относительно обоймы2 при эксплуатациимуфты;г - радиус делительнойокружности зубьев,Е - число зубьев.На Фиг.2 показаны линии 9 контактана боковой поверхности зуба 3 обоймы2 при взаимодействии его с зубом 7втулки 1, форма которого выполнена всоответствии с выражением (1). Линии9 контакта на зубе 3 обоймы 2 представляют собой плавные кривые приблизительно одинаковой длины (фиг.4). На боковой поверхности зуба обоймы они перемещаются от центрального сечения зубак вершине торца зуба, а на боковойповерхности зуба втулки линии контакта перемещаются от центрального сечения зуба к основанию торца зуба, Урав "пения линий 9 контакта на зубе 3обоймы 2 для каждого значения углаповорота муфты имеют следующий вид:Х, -,Р 1Х,сй 8 - У, +Е,= (Х,е 1 пр+ У, соз 06) .. (2)О/2з 1 п 1 + гйЗубчатая муфта работает следующим образом,В условиях перекоса осей, при работе муфть 1, втулка 1 и обойма 2поворачиваются вокруг своих продольных осей. При этом эуб 7 втулки 1совершает пространственное движениеотносительно зуба 3 обоймы 2. Формабоковой поверхности б зуба 7 втулки1, выполненная в соответствии спредставленными соотношениями (1),обеспечивает линейный 9 контакт ихс зубьями 3 обоймы 2, имеющими прямолинейные образующий 4 и производящий 5 контуры, Линии 9 контакта назубе 3 оооймы 2 представляют собойплавные кривые (фиг.4), и по всей Фширине зуба 3 приблизительно одинаковой длины во всех его угловькположениях. Это обеспечивает равномерность удельной контактной нагрузки по всей рабочей поверхности бзуба 7 и зуба 3. Ввиду того, что159073 линии 9 контакта имеют вогнутость (фиг.4), то они на зубе 3 обоймы 2 перемещаются от центрального сечения 071 к торцу вершины зуба 3, а линии контакта на зубе 7 втулки 1 перемещаются от центрального сечения зуба к торцу основания зуба 7 втулки . Это обеспечивает равнопрочность зубьев втулки 1 и обоймы 2, а также повышается надежность й компенсирующая способность зубчатых муфт в целом.При повороте муфты, когда угол ее поворота равен ) линия контакта за-. нимает положение аа (фиг,2), при дру 15 гом фиксированном значении угла поворота 1 муфты линия контакта занимает положение ЬЬ, и так далее, нри (1 - линия контакта зубьев занимаетиположение пп.20Для определения геометрических параметров зубьев втулки, например, в продольных сечениях с параметрами У а нербходимо подставить это эйачение параметра в левую часть второго уравнения системы (1) и найти связь параметров в виде зависимости:Г(Х УО, (3)Рассматривая совместно зависимость (3), первое и .третье уравнения систе мы (1), задаваясь значением Х по первому уравнению системы (2), определяют У , а затем находят значение , далее, используя первое н третье уравнения системы (1), вычисляют коор динаты Х и У ,продольной модифика-ции зуба, и т.п.Для определения геометрических параметров зубьев втулки, например в поперечных сечениях с параметрами . 40 2 Ь необходимо подставить это знаФчение параметра в левую часть уравнения системы (1) и найти связь параметров в виде зависимости:й(Х7) = 0 (4) 45Рассматривая совместно зависимость (4), первое и второе уравнения системы (1), задаваясь значением Х ,по первому уравненюо системы (2) определяют 7, а затем находят значение (1), 50 далее, используя первое и второе урав. нения системы (1), вычисляют коорди" наты Х и 72 поперечной модификации зуба, и т,д. Например, для Е= О, вы-, ражение для определения (р следующее. ,5556- 2(Х 1 а 1.п 0(, + У,совК)Х+Х(1,М - агсгд - - . (5)т,Г Подставляя найденные по выражению (5) значения. (1)в первое и второе уравнения системы (1), определяют координаты точки М (фиг.З, позиция 8) по всему сечению зуба.Математические выражения получены кинематическим методом по теории пространственных зацеплений.Предлагаемая зубчатая муфта с пространственной модификацией зубьев втулки может быть нарезана методом обкатки с применением специального инструмента или копированием на зубообрабатывающих станках с применением специальных приспособлений, обеспечивающих идентичность относительных движений элементов зацепления при обра- ботке с эксплуатационными.1П р и м е р, Основные геометрические параметры зубчатой муфты: делительный диаметр зубьев 8=160 мм, числозубьев Е =36, ширина зубьев 3=40 мм,угол наклона производящего контуразуба обойми Ы= 10 ; угол перекосапрсдольных осей втулки относительноо,обоймы прн эксплуатации муфты Я =6высота делительной головки зуба Ь -"О5 мм, высота делительной ножкизуба Ь = 6 мм.оПри перекосе асей (ц = б втулка 1и обойма 2 поворачиваются вокругсвоих продольных осей. При этом эуб7 втулки 1 совершает пространственноедвижение относительно зуба 3 обоцмь 12, Боковая поверхность 6 зуба 7 втулки 1 выполнена в соответствии с уравнением (1), координаты точки М (позиция 8) показаны на фиг.З. Такая форма зуба 7 втулки 1 обеспечивает линейный контакт его с зубом 3, имеющимпрямолинейные производящий 4 и образующий 5 контуры, Линии 9 контактана зубе обоймы 2 представляют собойплавные кривые (фиг.4)причем повсей ширине зуба 3 они приблизительноодинаковой длины во всех угловыхположениях зуба, Расчеты координатлиний 9 контакта на зубе 3 обоймы 2выполняют по уравнениям системы (2)для различных(Одинаковые линии контакта на рабочи поверхностях зубьев обеспечиваютравномерные удельные контактные давле159 О 735 ния по всей рабочей поверхности что уу 1 выравнивает и снижает износ поверхности зубьев. Кроме того, благодарятому, .что линии контакта перемещаются на зубе обоймы от центральногосечения к торцу вершины, а на зубе втулки от цнтралнг ееия к торцу основания, обеспечивается раенопрочность зубьев втулки и обоймы за счет снижения изгибных напряжений зубьев втулки. Все это повышает нагде дежность и компенсирующую способность зубчатых муфт. в 1 п 11 В 2совс сер сей(+сЕК 1 п 2" ф20 15Формула изобретения Зубчатая муфта, содержащая находящиеся в зацеплении между собсй зубчатую втулку с модифицировапными зубьями и зубчатую обойму с прямолинейными образующими зубьев, о т л ич а ю щ а я с я. тем, что, с целью повышения надежности и компенсирующей способности в условиях перекоса осей, форма боковой поверхности зубьев втулки описана уравнениями: в 1 пЫ .1 "Ч+ ",у ,2 - координаты точки набоковой поверхностизуба втулки; Х, У- координаты точки напроизводящем контурезуба обоймы;(Й -. угол наклона ггроизводящего контураобоймы;( - фиксированное значение угла поворотамуфты;,",1 - угол перекоса продольных осей втулки относительно обоймы приэксплуатации муфтьцг - радиус делительнойокружности зубьев;2 - число зубьев.1590735 го Составитель Г. Абрамовктор М.Бланар Техред Л.Сердюкова ректор Т.Малец ри ГКНТ СС крытиямд. 4/5 ушская н Производственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород, ул. Гагарина, 1И И Ур, /И аказНИИПИ 625 Тираз 539 осударственного комитета по и И 3035, Москва, Ж, Подпбретенням и о