Зубчатая муфта

(5)5 )- 16 О 3/ 1У САНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРЯ 1037714, кл. Р 16 О 3/18, 1985.(57) Изобретение относится к области машиностроения и м,б. использовано в устройствах для соединения валов приводовпрокатных станов. Цель - повышение нагруэочной способности путем выравниванияудельной нагрузки в зубчатом зацеплениимуфты. В зубчатой муфте участки боковыхповерхностей зубьев 5 втулок 4 в сечениях,Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым соединениям,и может быть использовано в приводах про-.катного оборудования,Цель изобретения - повышение нагруэочной способности путем выравниванияудельной нагрузки в зубчатом зацеплении.На фиг. 1 изображена зубчатая муфта,общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1;на фиг. 3- разрез Б - Б на фиг,2; на фиг.4 -узелна фиг. 1; на фиг. 5 - узелна фиг, 2;на фиг. 6 - узелна фиг. 3,Зубчатая муфта состоит из зубчатой обоймы 1 с внутренними эвольвентными зубьями 2, 3 и зубчатых втулок 4 с наружными эвольвентными бочкообразными зубьями 5. На торцах обоймы установлены узлы уплотнения 6, Внутренние эвольвентные зубья 2 и 3 обоймы 1 со стороны зубчатых венцов втулок 4 могут быть развернуты друг относительно друга на полшага для фикса.ЫЛ 1410611 А 1 касательных к основному цилиндру, очерчены радиусом, равным радиусу кривизны эвольвент в этих сечениях, Указанный участок расположен по обе стороны от среднего торцового сечения на длине, равной произведению радиуса кривизны этих эвольвент на пересечение с делительным цилиндром радиуса и синуса угла перекоса в каждом шарнире муфты. Радиус кривизны боковой поверхности зубьев втулок может быть выполнен в определенных пределах, Измененный профиль бочкообразной поверхности обеспечивает возможность, об. катки удлиненного зуба 5 втулок 4 во впадинах и по боковой поверхности зубьев обоймы с уменьшением изгибных и контактных напряжений по длине и высоте. 1 з. и. ф-лы, 6 ил. ции обоймы 1 относительно втулок 4 при осевом смещении,Боковые поверхности 7 зубьев 5 в сечениях С-С и Д - Д, касательных к основному цилиндру, очерчены радиусом, равным радиусу кривизны эвольвент в этих сечениях на центральном рабочем участке 8 по обе стороны от среднего торцового сечения А- А, на длине я, равной произведению радиуса кривизны рд этих эвольвент на пересечении с делительным цилиндром радиуса гд и синуса угла в перекоса в каждом шарнире муфты, на высоте геометрического перекрытия зубьев 5 втулок 4 зубьями 2 и 3 обоймы 1(в зоне "Г).Таким образом в зубчатом соединении обеспечивается беззазорность по боковым поверхностям 7 зубьев 5 втулок 4 и боковым поверхностям 9 зубьев 2 и 3 обоймы 1, охьатываемых общей нормалью "Н" и расположенных в области наибольших нагрузок симметрично плоскости "К", перпенцику 1410611лярной плоскости перекоса "П" при перекосе втулок 4, относительно кинематического центра шарнира "Ш" в обойме 1 на величину заданного угла в перекоса в каждом шарнире муфты на высоте Т" геометрического перекрытия зубьев 5 втулок 4 зубьями 2 и 3 обоймы 1. Для выполнения зубьев 5 втулок 4 требуемой по условиям прочности длины и выравниваний контактных напряжений по длине этих зубьев их боковые поверхности 7 за пределами расстоянияпо обе стороны от среднего торцового сечения А-А по краям необходимо выполнять с плавным переходом от центрального рабочего участка 8 к участкам в виде дуги 10 с радиусом 81, определяемым из соотношения10 гп 31 п ад = Й 1 Яв +11 1)з 1 п ад(1) где гд - радиус делительной окружности;ад - угол давления в точке эвольвенты среднего торцового сечения А - А зубьев 5 втулки 4 на делительном цилиндре;К 1 - радиус кривизны прилегающих к торцам участков в виде дуги 10 боковой поверхности 7 зубьев 5 втулок 4;Явп - радиус кривизны окружности 11 впадин на крайних участках зубчатого венца втулок, выбранный из условия отсутствия интерференции зуборезного инструмента (фрезы) со ступицей втулки 4;1 вт - высота ножки зуба втулки 4.Эта зависимость означает, что за пределами центрального участка 8, в зоне которого происходит необходимое перекгшивание боковых поверхностей 7 зубьев 5 втулок 4 относительно боковых поверхностей 9 зубьев 2 и 3 обоймы 1 при передаче крутящего момента с втулки 4 на обойму 1 в условиях перекоса осей в каждом шарнире "Ш" на величину угла а, радиус кривизны Б увеличен в сравнении с радиусом кривизны Й=- рд на центральном участке не менее, чем в 10 раз, но не более радиуса кривизны, при котором возможна интерференция фрезы со ступицей втулки 4. Увеличение радиуса кривизны на крайних участках боковой поверхности 7 зубьев 5 втулок 4 позволяе сопоставить это увеличение нагрузок по краям зубьев 5 втулок 4, выравнять их величину вдоль контактной поверхности (в сравнении с серединой зуба). При изготовлении зубчатых муфт с применением освоенных промьшленных способов нарезки бочкообразных зубьев путем обкатки зуборезного инструмента (фрезы) по расчетной линии смещения необходимо учитывать регламентируемое изменение радиусов кривизны, поскольку радиус кривизны боковой поверхности 7 зубьев 5 втулок 4 в произвольной по высоте точке ("П") зуба увеличен в сравнении с радиусом кривизны эвольвенты, принятой забазовую величину рд в силу своего постоянства, в относительных единицах на величи 5 нуРп3 пад - з 1 пап +з 1 п а(2)2 Кп2 з 1 п ад 31 г ап10 причем рд -это радиус кривизны В боковойповерхности 7 зубьев 5 втулок 4, равныйрадиусу кривизны эвольвенты на делительной окружности, и йп - изменение радиусакривизны в произвольной точке по высоте15 эвольвенты, в долях по отношению к рд,Указанное изменение величины радиусов кривизны (как показали исследования)не только обеспечивает заданнуо нагрузочную способность муфты, но и уменьшает20 удельные нагрузки по высоте зубьев 5 втулок 4 и зубьев 2 и 3 обоймы 1. Для выполнения зубьев 5 втулок 4 освоенными впромышленности методами при уменьше.нии удельных нагрузок по высоте зубьев,25. повышении производительности и упрощении процесса зубонарезания, зубьев втулоксгедует изготовлять с радиусами кривизныбоковой поверхности в пределах от наименьшей величины30 31 п ад - 31 и анЙмин =Ъв л +Эв д3 п а3 п ан2 КнЕ 3 пад 3 пандо наибольшей величины353 и ад - з 1 п а,амане =Озв,д +зв.д ( +3 И ав2 КвЕ з 1 пад 3 па, )где рв.д - радиус кривизны эвольвент среднего торцового сечения на пересечении сделительным цилиндром,ан, ав - углы давления соответственнов нижней и верхней точках эвольвент зубьевв среднем торцовом сечении;К, Кв - соотношение между высотойножки и головки зубьев в среднем торцовомсечении и модулем зацепления;Е - число зубьев муфты,МуФта работает следующим образом.При монтаже муфты в зубчатом зацеплении между зубьями 2 обоймы 1 и зубьями5 зубчатых втулок 4, в связи с наличиемнесоосности соединяемых валов, возникаетугловой перекос и в зоне этих зубьев, охватываемых общей нормалью "Н" и расположенных в области наибольших нагрузоксимметрично плоскости, перпендикулярнойк плоскости перекоса, При передаче крутящего момента с одного вала на другой свя 1410 б 11эанная с ведущим валом зубчатая втулка 4приводит в движение обойму 1 через внутренние эвольвентные зубья 2, с которымиконтактируют эвольвентные бочкообразные зубья 5 зубчатых втулок 4, и затем через 5другую зубчатую втулку 4 - на ведомый вал.При вращении муфты зоны контакта зубьев2 и 5 перемещаются в качательном режимепо боковой поверхности 7 зубьев 5 зубчатыхвтулок 4 (и по боковой поверхности 9 зубьев 102 и 3 обоймы 1), то есть происходит обкаткаповерхности 7 по поверхности 9, так какбоковые поверхности 7 зубьев 5 зубчатых .втулок 4 выполнены с радиусом кривизны всечениях, касательных к основному цилиндру, равным радиусу кривизны эвольвентзубьев 5 зубчатых втулок 4 в этих сеченияхпо обе стороны от среднего торцового сечения А-А на длинецентральных рабочихучастков 8, 20Измененный профиль бочкообразнойповерхности 7 обеспечивает возможностьобкатки удлиненного зуба 5 втулок 4 во впадинах обоймы 1 по боковой поверхностизубьев 2 и 3 обоймы 1 на угол перекоса в с 25уменьшением изгибных и контактных напряжений по длине и высоте зуба, Это уве-.личивает нагрузочную способность муфты иповышает ее износостойкость эа счет болеерационального расположения контактной 30эоны как по длине. так и по высоте зубьев,а также соответствующего уменьшения изгибных и контактных напряжений как подлине зубьев, так и по их высоте,35Формула изобретения1. Зубчатая муфта, содержащая обойму с внутренними эвольвентными зубьями и входящие с ней в зацепление зубчатые втулка с наружными эвольвентными зубьями, 40 имеющими на боковых поверхностях рабочие участки в сечениях, касательных к основному цилиндру, очерченные радиусом, равным радиусу кривизны эвольвент в этих сечениях, о т л и ч а ю щ а я с я тем. что, с целью повышения нагрузочкой способности путем выравнивания удельной нагрузки в зубчатом зацеплении, прилегающие к торцам участки боковых поверхностей зубьев втулок в сечениях, касательных к основному цилиндру, имеют форму дуги, плавно сопряженной с центральным рабочим участком, расположенным по обе стороны от среднего торцового сечения на длине, равной произведению радиуса кривизны упомянутых эвольвент на пересечении с делительным цилиндром и синуса угла перекоса осей втулок, а радиус дуги прилегающих к торцам участков определяется от соотношения:10 гз 1 п адй;(Ввп+Ьв):з 1 пац, где Йвп - радиус кривизны окружности впадин на крайних участках зубчатого венца втулок;1 ъ, - высота ножки зуба втулки: з 1 п ад - синус угла давления в точке эвольвенты среднего торцового сечения на делительном цилиндре;г - радиус делительной окружности.2, Зубчатая муфта по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что радиус кривизны боковой поверхности зубьев втулок выполнен в пределах, з 1 пад - з 1 пан +Р д+Р д(2 Кнз 1 п ад - зп ав, 2 Квз 1 п а,Е з 1 п ад з 1 п ав где рвд - оадиус кривизны эвольвент среднего торцового сечения на пересечении с делительным цилиндром;а а, - углыдавления соответственно в нижней и верхней точках эвольвент зубьев в среднем торцовом сечении;Кн, Кв - соотношение между высотой ножки и головки зубьев в среднем торцовом сечении и модулем зацепления.Составитель М. СТехред М.Морген ов Корректор И: Муска дактор инская Производственно-издате кий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 4056 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 11.3035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5