Червячная передача с локализованнымпятном kohtakta

Союз Соеетских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 802678 ФФ(51)М.Кл. Г 16 Н 1/16 Государственный комитет пе делам изобретеиий и открытий(45) Дата опубликования описания 06.05.81(54) Ч ЕРВЯЧ НАЯ П ЕРЕДАЧАС ЛОКАЛИЗОВАННЫМ ПЯТНОМ КОНТАКТА1 2(1 ат.1,ср = агс 1 д 1./ - 9.,да,15 где а у 20 Г 9 30 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в машинах и механизмах, содержащих кинематические или силовые червячные передачи.Известны червячные передачи с локализованным пятном контакта, у которых намеренно изменена форма активных поверхностей витка червяка либо зуба колеса для ограничения размеров и положения начального контакта 11.Недостатком этих передач является наличие начального контакта в средней зоне поверхности зуба, характеризуемой плохими условиями трения.Известна также червячная передача с локализованным пятном контакта, содержащая цилиндрический рабочий червяк и червячное колесо с теоретически точечным касанием их активных поверхностей 12,Однако эта передача имеет низкую кинематическую точность и высокие динамические нагрузки.Целью изобретения является повышение кинематической точности и снижение динамических нагрузок за счет обеспечения постоянного передаточного отношения в передаче при положенни начального контакта в любой зоне поверхности зуба.Указанная цель достигается тем, что активные поверхности зуба колеса выполнвны в виде огибающих производящего червяка, ось которого параллельна оси рабочего червяка, теоретическая поверхность производящего червяка охватывает виток рабочего червяка и имеет линейное касание с теоретической поверхностью рабочего червяка в пределах каждого оборота витка, активная поверхность зуба колеса сориентирована по отношению к витку чер вяка из условия, определяемого положением оси производящего червяка относительно средней торцовой плоскости колеса под углом известные угол осевого профиля и угол подъема линии витка на радиусе червяка г;текущий радиус червяка и угол, определяющие положение центра требуемого пятна контакта относительно оси червяка и средней торцовой плоскости колеса;знак плюс принимают при расположении пятна контакта в зоне выхода, а знак, минус - в зоне входа витка в,зацепление, 802678На фиг. 1 изображена схема сопряжения активных поверхностей червяка и колеса предлагаемой червячной передачи (в пределах двух зубьев колеса); на фиг. 2 - червячная передача при положениями оси производящего червяка на соосном с рабочим червяком цилиндре, совпадающем со средней торцовой плоскостью колеса; па фиг. 3 - требуемый центр локализации на зубе колеса; на фиг. 4 - червячная передача с центром локализации; на фиг, 5 - форма зуба колеса в,передаче и положение производящего чередняка для ориентация противоположной активной поверхности зуба, обеспечивающей положение контакта на ней,Описываемая червячная передача содержит цилиндрический рабочий червяк 1 с осью 2 и червячное колесо 8 с осью 4. Виток червяка 1 ограничен поверхностью 5 постоянного шага и произвольного профиля, а зуб колеса ограничен активной поверхностью б, выполненной в виде огибающей производящего червяка 7 при соотношении угловых скоростей вращения Югде вь ь, а - угловые скоростиО),вращения червяка 1, колеса 8, производящего червяка 7.Ось 8 червяка 7 параллельна оси 2 червяка 1 и расположена на цилиндре 9, ось которого совпадает с положением осп 2 по отношению к колесу 8, т. е, цилиндр 9 и червяк 1 соосны, Диаметр цилиндра 9 может быть выбран произвольным, но для практической локализации контакта в перс- даче необходимо ограничиться диапазоном диаметров, прн котором делительный диаметр червяка 7 на 2 - 20 О 1 О больше делитсльного диаметра червяка 1.Теоретическая поверхность 10 производя цс;о червяка имеет шаг, равный шагу витка червяка 1, При расположении оси 8 на цилиндре 9 поверхность 10 охватывает виток червяка 1 и имеет линейное касание с поверхностью 5 в пределах каждого последующего оборота витка по линии 11.Контактными могут быть только те точки поверхности 5, нормали к которым перпендикулярны к вектору скорости относительного движения поверхностей 5 и 10. Прн указанном соотношении угловых скоростей ов ом, в, т. е. при а = о, относительное движение поверхностей 5 и 10 - поступательное, причем вектор скорости этого движения перпендикулярен к плоскости осей 2 и 8. Следовательно, контактными на поверхностен 5 становятся лишь те ее точками, нормали которых параллельны плоскости осей 2 и 8 (например, нормали 12 и 18 на фиг. 1). При любом положении оси 8 па цилиндре 9 оносительное положение осей 2 и 8 не изменяется, так какони параллельны и отстоят друг от друга на расстоянии, равном радиусу цилиндра 9. Касание поверхностей 5 и 10 происходит по линии 11 неизменной формы,5 Линию 11 определяют по положению оси 8, совпадающему со средней торцовой плоскостью 14 колеса 8. Для этого к уравнению поверхности 5 в неподвикной системе координат необходимо присоединить1 О условие равенства нулю проекции нормали к этой поверхности на ось, перпендикулярную плоскости 14. Винтовое движение линии 11 с осью 8 дает форму теоретической поверхности 10 производящего червяка 7.15 Червячная передача имеет контакт в заданной зоне поверхности зуба (фиг. 3 и 4), если форма активной поверхности б зуба колеса сориентирована по отношению к поверхности 5 витка червяка 1 при поло 20 женин оси 8 производящего червяка 7, определяемом углом 25 35 где р - угол, определяющий положение оси 8 на цилиндре 9 относительно плоскости 14;а у, - известные для червяка 1 угол30 . осевого профиля и угол подьема линии витка на радиусе червяка г;г, р., - текущий радиус червяка иугол, определяющие положение центра требуемого пятна контакта относительно оси 2 и плоскости 14;+ - знак плюс принимают прирасположении пятна контак та в зоне выхода, а знак минус - в зоне входа витка в зацепление.Разноимепныс активные поверхности би 15 зуба колеса сориентированы по отно 45 шению к витку червяка 1 при положениях 8и 16 (фпг. 4 и 5) оси производящего червяка на цилиндре 9, симметричных относительно плоскости 14 и сдвинутых вдоль оси 2 червяка 1 в соответствии с наклоном зуба 50 колеса. Поверхность 15 зуба (фиг. 5) обр- зована теоретической поверхностью произво ящего червяка, ограничивающей его виток со стороны, противоположной поверхности 5. При этом соблюдаются те же осо 55 бенности контакта между поверхностью 15и соответствующими ей сопряженными поверхностями червяков 1 и 7, что и между поверхностями 5, б и 10. Величина смещения производящего червяка вдоль оси 260 учитывает толщину зуба колеса, толщинувитка производящего червяка и обеспечивает требуемый осевой зазор в передаче.Особенность передачи в следующем.В любом положении оси 8 на цилиндре65 9 поверхность 10 взаимоогибаема с поверхностью 5, образует с ней внутреннее зацепление и касается ее по линии 11, Это обеспечивает постоянную сопряженность поверхностей 5 и б и постоянное передаточное отношение ,передачи. Мгновенная точка 17 контакта поверхностей 5 и б определяется пересечением линий 11 и 18 на поверхности 10. При смещении оси 8 по цилиндру 9 линия 11 смещается относительно зуба колеса (фиг. 2 и 4). Следовательно, при постоянной сопряженности поверхностей 5 и б, обеспечивающих неизменное передаточное отношение, смещается пятно контакта в передаче в зону с центром, определяемым точкой,17,Передача работает следующим образом.При вращении червяка 1 его активная поверхность вступает в контакт, определяемый точкой 17 пересечения линий 11 и 18, с поверхностью зуба колеса и, сохраняя постоянное передаточное отношение, передает вращение колесу 2.Данная передача имеет высокую кинематическую точность и малые динамические нагрузки, что повышает ее долговечность.Формула изобретенияЧервячная передача с локализованным пятном контакта, содержащая цилиндрический червяк и червячное колесо с теоретически точечным касанием их активных поверхностей, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения кинематической точности и снижения динамических нагрузок за счет обеспечения постоянного передаточного отношения в передаче при положении начального контакта в любой зоне поверхности зуба, активные поверхности зуба колеса выполнены в виде огибающих произ водящего червяка, ось которого параллельна оси рабочего червяка, теоретическая поверхность производящего червяка охватывает виток рабочего червяка и имеет ли нейное касание с теоретической поверхностью рабочего червяка в пределах каждого оборота витка, активная поверхность зуба колеса сориентирована по отношению к витку червяка из условия, определяемого 10 положением оси производящего червякаотносительно средней торцовой плоскости колеса под углом ср = агс 1 д -- , р1 И 1 1 оа,15 известные угол осевого профиля и угол подъема линии витка на радиусе червяка г; текущий радиус червяка и угол, определяющие положение центра требуемого пятна контакта относительно оси червяка и средней торцовой плоскости колеса;знак плюс принимают при расположении пятна контакта в зоне выхода, а знак минус - в зоне входа витка в зацепление. где ау,20 ср 25 30 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Литвин Ф. Л. и Рыбаков В. И. ЛокаЗ 5 лизация пятна контакта в цилиндрическихчервячных передачах. Известия вузов,Машиностроение, 1974,8,2. Бернацкий И, П., Буй Суан Лием иЛайков В. П. Обратная задача в червячной40 передаче с цилиндрическим червяком. Известия вузов. Машиностроение, 1976,7,с. 31 - 34 (прототип).)-,Г си ,)- 1 Фиа ФСоставитель А. Верховский дактор И, Стрельникова Техред Л. Куклина Корректор С. файнаказ 418/368 1 Лзд.291 Тираж 1007 Подписное ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5к. фил. пред. сПатеи