Ортогональная обратно-конусная спироидная передача

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеноз Советских Сон)иалистическик Республик(22) Заявлено 120173 (2 ) 1872752/25-28 с присоединением заявки Мо Р 16 Н 1/16 Госуаарствеииый комитет СССР по дмам изобретений и открытий(71) Заявитель Ижевский механический институт(54) ОРТОГОНАЛЬНАЯ ОБРАТНО-КОНУСНАЯ СПИРОИДНАЯПЕРЕДАЧА Изобретение относится к машиностроению, а именно к кокструкции ортогональных. спироидных передач.Известна ортогональная спироидная передача, сожержащая конический червяк, имеющий профиль витков;очерченный отрезками прямых линий, и червячное колесо с зубьями, нарезанными на внешней поверхности кру О гового конуса (1. Недостатком известной передачи явл)тется то, что участок вала ее червяка, наиболее удаленный от обеих расположенных.по разные стороны колеса опор, имеет наименьшее сечение, ввиду чего эта пеоепача обладает недостаточной жесткостью.Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является ортогональная обратно-конусная спирондная .передача, содержащая конический червяк, расположенный вне линии межосевого перпендикуляра и обращенный к ней торцом большего диа" метра и имеющий профиль витков, очерченный отрезками прямых линий, и червяное колесо с чашевидным зубчатым венцом 2. Недостатком этой передачи является ее пониженная нагрузочная способность, обусловленная прямолинейностью профиля витков ее червяка. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности передачи и обеспечение при этом постоянства мгновенного передаточного отноше-ния при изменении осевого положения червяка,Указанная цель достигается тем,что боковые поверхности витков червяка, обращенные к его торцам большегои меньшего диаметров, выполнены восевом сечении червяка в виде участков дуг окружностей для одноименныхповерхностей одного радиуса, центрыкоторых расположены на равных расстояниях на прямой, параллельнойосн червяка н расположенной вне конусавпадин витков для боковых поверхностей, обращенных к торцу червяка большего диаметра, а для боковых поверхностей, обращенных к торцу червякаменьшего диаметра, на прямой, параллельной осн червяка и расположеннойвнутри конуса вершин витков,=(0,81,0) А(в (1СД),1 О Ра(0,5.0,8) АВ ( ОО-),Ю 1Ь(СОЗА -СО 6 А)Ь и1 ю-М особ(А -А 2 )-СОВ(А-А ),) 15 2. САв згА, рД," 20 я ВА= сОМ (А -а ),где В, В- радиусы окружностей осевого сечения боковых поверхностей витков червяка, обращенных соответственно к его торцам большего и меньшего диаметров; 30С, 1- расстояния между центрами окружностей осевого сечения витков червяка, обращенных соответственно к его торцам большего и меньшего диаметров; 35Дат - межосевое расстояние передачи 1б - половина угла конуса вершин витков червяка;- расстояния от имеющихЪ 40соответственно больший и меньшийдиаметр торцов червяка до межосевойлинии передачии,=- 7 - длина зацепляющейся части червякад А в уг профиля осевого сечения боковой поверхности витка червяка, обращенной к большему торцу последнего, в точках пересечения среднего конуса червяка соответственнос его торцами большего и меньшего 50 диаметров;, А" - углы профиля осевогосечения боковой поверхности виткачервяка, обращенной к меньшему торцу последнего, в точках пересечения 55среднего конуса червяка соответственнос его торцами бОльшего и меньшего диаметров.ф - толщина витков червякана образующей его среднего конуса; ЩУ - передаточное число передачи;Ъ, - число заходов червяка; 1 Д, Я", - радиусы окружностей вершин витков червяка соответственно в у Кроме того, с целью улучшения условий контакта и обеспечения одинаковой толщины витков червяка вдоль образующей его среднего конуса, радиусы окружностей осевого сечения боковых поверхностей витков червяка 5 и расстояния между центрами этих окружностей выбраны по зависимостям: плоскостях его торцов большего именьшего диаметров.На фиг. 1 и 2 приведены изображения описываемой передачи соответственно в направлении оси колеса и межосевой линии; на фиг, 3 и 4 изображения осевого сечения червяка; на фиг. 5 - изображение осевого сечения отдельно взятого витка червяка.Передача содержит коническийчервяк 1 с осью 2 и коническое чеовячное колесо 3 с осью 4. Червячное колесо 3 имеет чашевидный зубчатый венец 5 с зубьями, расположенными на внутренней конической поверхности. Зацепляющаяся часть б червяка 1 имеет вид усеченного конуса, который расположен вне линии межосевого перпендикуляра 7 и обращен к ней торцом большого диаметра. Витки 8 червяка 1 имеют на всей длине части б одинаковую высоту, т.е. конус впадин 9 витков 8 эквидистантен конусу вершин 10 этих витков. Боковые по- . верхности 11 витков 8, обращенные к торцу 12 большего диаметра в осевом сечении червяка (называемые лицевыми), выполнены вогнутыми и представляют собой различные участки окружностей 13 одинакового радиуса к Центры С,этих окружностей расположены на равных расстояниях между собой на прямой 14 параллельной оси 2 червяка 1 и расйоложенной вне конуса впадин 9 витков 8 червяка 1.Боковые же поверхности 15 витков 8, обращенные к торцу 16 меньшего диаметра в осевом сечении червяка 1 (называемые тыльными), выполнены выпуклыми и представляют собой различные участки окружностей 17 одинакового радиуса Й,.Центры С окружностей 17 расположены на равных расстояниях между собой на прямой 18, параллельной оси 2 червяка 1 и расположенной внутри конуса 19 вершин 10 витков червяка 1. Так как центры С и С окружностей 13 и 17 расположены на равных расстояниях 1, и 1 между собой на прямых 14 и 18, параллельных оси 2 червяка 1, обеспечивается постоянство осевых шагов соответственно лицевой 11 и тыльной 15 боковых поверхностей витков 8.Углы А и Апрофиля витков в пределах длины зацепляющейся части непрерывно изменяются. При этом средний угоЛ А, лицевой поверхности 11 профиля в направлении от торца 12 большего диаметра к торцу 16 меньшего диаметра червяка 1 возрастает, принимая у торцов 12 и 16 соответственЮно значения А, и А а средний угол Атыльной поверхности 15 профиля вел 690212 6 том же направлении убывает, принимаяу торцов 12 и 16 соответственно значения А и А" Для обеспечения наиболее эффективной реализации особенностей геометрии описываемой обратноконусной спироидной передачи значенияуглов профиля с 1 4 А, и А) определяютоя по формулам: 0 япдуБа." оф 4 П(о,ао)еО 51.фдВ;флпе 00: фю(гО., ДЯ)Е - Tгде верхние знаки перед вторым членомберутся соответственно при определенни углов 4, и Фа, а нижние знакип)и определении соответственно угловаи б"Для создания оптимальных условийзацепления и подрезания, а также дляисключения возникновения в передачечрезмерных распорных усилий желательно, чтобы обеспечиваемая геометриейпрофиля червяка, разница в углахпрофиля его витков была наибольшейв точках пересечения соответствующихповерхностей профиля с поверхностьювершин витков червяка. Именно такого характера геометрией как раз иотличается профиль спироидного червяка данной передачи.Уголь между касательной 20 кпрофилю тыльной поверхности витка,проведенной в точке 21 конуса вершин 10, и плоскостью 22, перпендикулярной оси 2, имеет явно большуювеличину, чем угол 6 между касательной 23 к профилю той же поверхностив точке 24 конуса 19 и плоскостью22, а угол Ю 1 е между касательйой 25к профилю лицевой поверхности витка, проведенной э точке 26 конусавершин 10, и плоскостью 22, имеетсущественно меньшую величину, чемугол Вмежду касательной 27 к профилю той же поверхности витка вточке 28 среднего конуса 19 и плоскостью 22. Описываемая передача 45осуществима при значениях передаточного отношения от 4 до 800 изначениях углами", от 2 до 12 С.Сравнительные исследования по"казали преимущества предлагаемойпередачи перед известными конструк-циями. Передача обладает повышеннойнагрузочной способностью, обеспечивает постоянство мгновенного передаточного отношения и одинаковуютолщину витков червяка вдоль образующей среднего конуса червяка,а также улучшенные условия контакта. вне линии межосевого перпендикуляраи обращенный к ней торцом большего диаметра, и червячное колесо счашевидным зубчатым венцом,о т л ич а ю щ а я с я тем,что, с целью5 повышения нагрузочной способностипередачи и обеспечения при этомпостоянства мгновенного передаточного отношенйя при изменении осевого положения червяка, боковые поверхности витков червяка, обращенные к его торцам большего и меньшего диаметров, выполнены в осевомсечении червяка в виде участковдуг окружностей для одноименныхповерхностей одного радиуса, центры которых расположены на равныхрасстояниях на прямой, параллельной оси червяка и расположенной внеконуса впадин витков для боковыхповерхностей, обращенных к торцу20 червяка большего диаметра, а для боковых поверхностей, обращенных кторцу червяка меньшего диаметра,на прямой, параллельной оси червяка и расположенной внутри конуса эер 25 шин витков.2. Передача по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюулучшения условий контакта и обеспеечения одинаковой толщины витков чер 30 вяка вдоль образующей его среднегоконуса, радиусы окружностей осевогосечения боковыхповерхностей витковчервяка и расстояния между центрами этих окружностей выбраны позависимостям:Я = (О,Я , у,О) Аш (1+16),Я =(О,5, 0,8) А (М - Ю),0ь -К(сова.ф -сова )40 =фа В у Вф1, -Р 1 соя(д -а )-соз(а -с 1 ) 7 2 А(а Е ум г 4, 1"А;где К 1, Я 55 Формула изобретения Ортогональная обратно-конуснаяспироидная передача, содержащаяконический червяк, расположенный радиусы окру),ностей, осевого сечения боковых поверхностей витков червяка, обращенных соответственно к его торцам больше-го и меньшего диаметров расстояния между центрами окружностей осевого сечения витков червяка обращенных соответственно к его торцам большего и меньшего диаметров; межосеэое расстояние пере дачи;половина угла конуса вершин витков червяка;расстояния от имеющихсоответственно больший именьший диаметр торцовчервяка до межосевой линии передачи;длина зацепляющейся части червяка;углы профиля осевогосечения боконой поверхности витка червяка, обращенной к большему торцу последнего, в точкахпересечения среднего конуса червяка соответст-венно с его торцами боль-шего и меньшего диаметров;углы профиля осевого сечения боковой поверхности витка червяка, обращенной к меньшему торцу последнего, в точках пересечения среднего конуса червяка соответственнос его торцами большегои меньшего диаметров;3 - толщина витков червякана образующей его среднего конуса;У - передаточное число передачи;7 - число заходов червяка;ф ф - Радиусы окружностей вершин витков червяка соответственно в плоскостяхего торцов большего именьшего диаметров,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 2696125,кл. 74-459,5, 1966,2. Авторское свидетельство СССР Ф 201864, кл. Р 16 Н 1/12, 1961 (прототип).6902 12 Составитель Г. Сорки Редактор А, Семе ТехредМ, Петк тор Г орре ароваеетЬе Заказ 5935/ Филиал ППП Патентф, г. ужгород, ул. Проектн Тираж 1139 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретени 035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета ССи открытийкан наб., д