Зубчатая передача

(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКО 95/25-288586. Бюл.42Подлевских33 (088.8)рское свидетельство СГкл. Г 16 Н 1/06, 1966АТАЯ ПЕРЕДАЧА(21) 38982 (22) 16.04 (46) 15.11 (72) Л. Д (53) 621.8 (56) Авто214992, (54) ЗУБЧ зобретение относится к ю и может быть испол ьз очных механизмах, преобр льное движение во враги е при требуемом изменении я и момента. Целью изо я упрощение конструкции, по способности и долговечнос машиноовано в азующих ательное частоты бретения вышение ти путем строени передат вращате движени вращениявляетс несущей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ уменьшения контактных напряжений между зубьями, исключения дополнительньх конструктивных элементов и интерференции зубьев. Шестерня 1 зацепляется с колесом 2 через промежуточный зубчатый элемент 3, выполненный в виде рейки, состоящий из бесконечных гибких звеньев и связанных с ними зубьев в виде пластин 4. Венцы шестерни 1, колеса 2 и промежуточного элемента 3 разделены по ширине, .а их зубья расположены параллельно или наклонно к осям. В зоне зацепления бесконечные гибкие звенья взаимодействуют с неподвижными направляющими 7 через опорныс ролики 6. По делительной окружности установлена связь между толгциной зубьев шестерни, колеса и пластин в торцовом сечении. 3 з, э и. ф-лы, 1 табл., 8 ил.(2) 55 Изобретение относится к машиностроес:ию и может быть использовано в передаточных механизмах, преобразующих вращатс,сьное движение во враисательное движсс ис ссри требуемом изменении частоты вра. гцесспя и момента.1 елью изобретения является упрощс:сис конструкции, повышение несущей способпс)сти и долговечности путем у.лсньпсения контактных нанряжессий между зубьями, исьл,с) и сия дополнительных конструктигисых ;лсмсппгов и интерференции зубьев.Нд фиг. 1 изображена зубчатая перс:,дчд; на фиг. 2 - шестерня со сдвину- сыми раздельными венцами и промежуточное звено, разрез А- - А на фиг. 1; на фиг. 3 -- спсстерня с шевронными зубьями и промежуточсн)с звено, разрез А- Л нд фиг. 1; сса фиг. 4 - кинематическая схема передачипромежуточным звеном, снабженным поддссржис)дсосссими роликами; сд фиг. 5 графики отношений передаваемой мощности Ми описываемой передачей с прямыми зубьями и углом зацепления, равным 45", и передаваемой мощности М обычной прямозубой передачей (без промежуточного звена) при различных зссдчсссиях величин передаточного отношенияи угла зацепления а; на фиг. 6 -- графики отношений величины контактных напряжений о в обычной пс рсдаче с прямыми зубья ли при различных значениях передаточного отношенияи угла зацепления а к величине контактных сапряжений о в описываемой прямозубой ссреддче с углм зацепления, равным 45, ссд фиг. 7 - схема определения толщины зуба шестерни или колеса по делительной окружности; нд фиг. 8 . - графики отношения величины контактных напряжений о в обычной передаче с прямыми зубьями при различньх зндчессиях величин передаточного относпенияи угла зацепления а к величине контактных напряжений она поверхностях зубьев колеса в описываемой передаче с прямыми зубьями и углом зацепления, ра в ны м 45. Зубчатая передача содержит установленные нд параллельных осях вращения шес-срню 1 и колесо 2 (см. фиг. 1) и зацепляюцсеся с си)ми промежуточное звено 3, выполненное в виде двусторонней зубчатой рейки, зубья которой выполнены в виде :сластин 4. Г 1 ластины 4 одной стороной контактируют с зубьями шестерни 1, и другой сторонои - с зубьями колеса 2. Г 1 ластины з их крайних торцовых сечениях сосдинесы с бесконечными гибкими звеньями 5.1. сстср ня 1 и колесо 2 могут быть выполнены с разделенными и сдвинутыми )снцами. Они состоят из двух частей, смс.ценных одна относительно другой на половису шага. Одна часть состоит из зубчато"о венца шириной вс, расположенного по- редине шестерни 1 или колеса 2 (см. фиг. 2). Другая часть состоит из двух зубчатых венцов, расположенных по краям шестерни 1 или колеса 2, шириной в 2, равной половине ширины вс зубчатого венца, расположенного посередине шестерни или колеса.Промежуточное звено 3 содержит три ряда пластин 4. Длины пластин крайних рядов равны половине длины пластин среднего ряда.Шестерня 1 и колесо 2 выполнены 10 шевронными (см, фиг. 3). Промежуточноезвено 3 содержит два ряда пластин 4. Пластины 4 образуют в сечении, перпендикулярном к линии межосевого расстояния, с прямой линией, параллельной осям вращения колес, угол, равный углу р наклона зубьев шестерни и колеса на делительных цилиндрах.Г 1 ромежхточнос звено 3 (см. фиг. 4) сбесконечными гибкими звеньями расположено на опорных роликах 6. Участки бесконечных гибких звеньев промежуточного звена 3, находящиеся вблизи зоны зацепления зубьев шестерни 1 и колес 2 с пластинами 4, расположены в неподвижных направляющих 7.В торцовом сечении толщина 8 с зубьевшестерни и колеса по делительным окружностям, толщина 1 с пластины промежуточного звена, угол ас зацепления и модуль п)с зацепления связаны формулой а толщина 1 с пластин связана с модулем гпс зацепления соотношением (с= (0,2 -- 0,3) гпс:.Предложенная зубчатая передача позволяет при прочих равных условиях передавать большую мощность, чем обычная эвольвентная передача.Величина контактных напряжений при зацеплении зубьев обычной передачи в полюсе 40 зацепления определяется по формуле Герца 45 где К - величина реакции в высшей паре; Еп - приведенный модуль упругости; в - длина контактной линии; р -- приведенный радиус кривизны контактируюгцих поверхностей. Величина Й реакции может быть определена по формуле= 0,4 1 ппчт 1 с 2 сова 1 ацепления;епления;1 4 в то цово е пч приложенногосываемой переопи 3 цепленияе. нтактных напря- описыпрочих внений бой пр з у ыи 2 деМ и Хп -ли ины м бычно щностеэвольы ваемои передвной и, передаваевентной перей 4 мых о дачей опи аем иняв в опис аче величину 5, получим угла ос зацепления,Кк ((8 мой обь величи ш 2 а 13) Если в опнять одинато имеем1 ЧЫ нои передаче приу угла зацепления,1 Вво опк афики заениях велобычнойтот же,построены г азличных зна исываемой и пления один иси мости чин 1 и а, ередачах то имеем На фиг. (13) при Если в о угол зац На фиг. 5 изний мощностейсываемой переда ы графики от передаваемых рямыми зубья ажен ош оп и ей с(14 о Величина приведенного радиуса р кривизны при непосредственном контакте шестерни и колеса в полюсе зацепления определяется из уравненияЫ з 1 Па52 (1+1) (3) где 1 - передаточное отношение передачи.Величина приведенного радиуса рп кривизны для случая контакта зубьев колеса 1 с 10 пластинами 4 (см. фиг. 1) промежуточного звена 3 определяется так же, как и для реечной передачи или по формуле (3), приняв в ней величину 1 передаточного отношения, равную бесконечности После подстановки уравнений (2) и (3) в уравнение (1) получим формулу для определения контактных напряжений при не-посредственном контакте зубьев шестерни и колеса 2 Подставив уравнения (2) и (4) в уравнение (1), получим формулу для определения контактных напряжений при контакте шестерни с пластинами промежуточного звена е Ми - величина мо т к шестерне в п даче; а - величина угла за сываемой переда Приняв, что величины ко ений в обычной переда емой о равны между с вных условиях, получимуглом ад зацепления, равным 45, и обычной прямозубой передачей соответственно.При одинаковой передаваемой мощности и прочих равных условиях величина отношения контактных напряжений в обычной передаче к величине контактных напряжений в описываемой передаче с прямыми зубьями и углом зацепления, равным 45, определится путем деления уравнения (5) на уравнение (6). Имеем При одинаковой величине угла зацепленияв описываемой и обычной передачах уравнение (10) примет вид На фиг. 6 приведены графики отношений величин о и оп для различных значений величин 1 и а.В передаче с промежуточным звеном толщина 5 зубьев шестерни и колеса (см, фиг. 7) по делительным окружностям в торцовом сечении определится гд - торцовыи модуль за - торцовый угол зац1 - тол щи н а пл асти ньсечении.При угле зацепления, равном 45, высота зубьев будет укороченной. Коэффициент высоты головки зубьев можно принять равным 0,5(1 ч = 0,5), коэффициент радиального зазора - 0,25 (сф = 0,25) и толщину пластин, равной 0,25 пч.Величина контактных напряжений о. на поверхностях зубьев колеса в предложенной передаче будет меньше величины контактных напряжений шестерни, так как величина приведенного радиуса кривизны профилей при контакте колеса с пластинами промежуточного звена будет в 1 раз больше величины приведенного радиуса кривизны профилей при непосредственном контакте зубьев шестерни и колеса, Из уравнений (1), (2), (3) и (4) с учетом вышесказанного имеем1270454 3 4 5 б 7 8 2,00 1,50 1,33 1,12 1,15 1,22 1,41 бп бнапк 2,00 1,73 1,41 В таблице приведены значения величин Х о о-вычисляемых по уравнениям (9),ок Уравнения (9), (11) и (14) справедливы для косозубых и шевронных колес, если сравниваются описываемая и передача с непосредственным контактом зубьев, у которых одинаковые торцовые углы зацепления и углы наклона зубьев. Передача, изображенная на (фиг. 1), в торцовом сечении имеет величину коэффициента перекрытия меньше единицы, поэтому шестерню и колесо с прямыми зубьями следует изготовлять с раздельными венцами, как это показано на фиг. 2. Такая конструкция обеспечивает более спокойную работу передачи, так как равнодействующая сил, действующих на зубья венцов, расположенных посередине шестерни и колеса, и на зубья венцов, расположенных по краям шестерни и колеса, будет расположена всегда в одной и той же плоскости, проходящей через середину среднего венца перпендикулярно к осям вращения шестерни и колеса. Передача работает следующим образом.При вращении шестерни 1 ее зубья давят на пластины 4 промежуточного звена 3, которое получает движение со скоростью Ч. Пластины промежуточного звена 3 в свою очередь передают давление на зубья колеса 2, которое получает вращательное движение.(11), (14) для случая, когда в описываемой и обычной передачах величина угла зацепления одна и та же. 1,25 1,20 1,17 1,14 1,125 1,09 1,08 107 1,06 2,24 2,45 2,б 5 2,83 3,00 Формула изобретения1. Зубчатая передача, содержащая шестерню, колесо и зацепляющийся с ними промежуточный зубчатый элемент, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения несущей способности и 25 долговечности, промежуточный зубчатыйэлемент выполнен в виде рейки, состоящей из бесконечных гибких звеньев и связывающих их между собой пластин, представляющих собой зубья.2. Передача по п. 1, отличающаясятем, что венцы шестерни, колеса и пластины разделены по ширине, а их зубья расположены параллельно или наклонно к осям.3. Передача по п. 1, отличающаяся тем,что она снабжена опорными телами качения и размещенными в зоне зацепления неподвижными направляющими, взаимодействующими с бесконечными гибкими звеньями.4. Передача по п. 1, отличающаяся тем,что ее параметры связаны между собой соотношениемтип Е2 совагде 8 - делительная толщина зубьев шестерни и колеса в торцовом сечений;45 гпх - модуль и угол зацепления в торцовом сечении;1 - 0,20,3 гп - толщина пластин вторцовом сечении.авитель Л. Бсрхред И. Вересраж 880ственного комбретений и- 35, Раугвскаг. Ужгород,Сос И Госудаделам иосква, ЖПатент ховскииКорректор Т. КолбПодписноеи тета СССРоткрытийя наб., д. 4(5у а Проектная 4