Зубчатая муфта а. п. попова

СОЮЗ. СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) ОМИТЕТТКРЫТИЯМ Н ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ ение увел ой и уфта 27(57) Изобретениестроению и можетдля соединения ва комп од Бюл. 11 31ский кораблестим. С.О.Макаро члк и пряя втул ыть и Зубдвух в ос ые в чатые муфты вЛ.; Судостроен ину, опр висимостью. вает равноий междукосами, чтоа службы,ТА А П.ПОПОВАотносится к машинобыть использованолов судовых устаноз.п ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ТЕЛЬСТВУ 1) Г 16 Р 3/18 вок. 1 ель изобретениясрока службы и нагрузочнсирующей способностей,обойму 1 с прямыми зубья3, зубья которой могут бмыми, или бочкообразнымики и обоймы, расположенндиаметральных зонах, смевом направлении на величляемую математической зСмещение зубьев обеспечимерное распределение усизубьями при работе с пеприводит к повышению срИзобретение относится к машинос роению, в частности к судовому шиностроению. Цель изобретения - увеличение сро 5а службы нагруэочной и компенсируюп 1 ей способностейНа Фиг. 1 изображена зубчатая муфта, общий вид; на фиг, 2 - сечение М-А на фиг 1; на фиг. 3 - схема по р ожения нагруженных зубьев втулки тносительно зубьев обоймы при переосе осей; на фиг. 4 - кривые расределения нормальных боковых зазоов и усилий между зубьями при переосе осей стандартной зубчатой муфы; на Фиг. 5 - кривые распределеия нормальных боковых зазоров и силий между зубьями при перекосе сей предлагаемой зубчатой муфты; на иг. 6 - схема расположения зубьев а развороте длительного цилиндра тулки; на Фиг 7 - то же, для обой зубчатой муфты; на фиг. 8 - функональная зависимость максимальной 25макс агрузки (Р ) от коэффициента К.Зубчатая муфта состоит из обоймы ,1 с приемными зубьями 2 и втулки 3 с бочкообразными. (или прямыми) зубьями 4. Ось 5 втулки 3 перекошена на угол 4 относительно оси 6 обоймы 1. На фиг, 2 показано сечение А-А, которое изображает бочкообразный эуб 4 втулки 3, находящейся в среднем не- ,нагруженном положении по отношению к прямым зубьям 2 и 7 обоймы 1.35Зубья 4 втулки 3 и зубья 2 обоймы ,1 смещены в осевом направлении в двух :зонах их венцов, расположенных диаметрально противоположно с углом охвата каждой из них равным Г/2. Оси симметрии данных зон смещения обоймы и втулки находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях. Причем для пря,мых зубьев обоймы 1 и втулки 3 величина осевого смещения зубьев 2 и 4 определяется иэ выражения Х = КЬ, а для бочкообразных зчбьев 4 втулки 3 иэ выражения Х = 2 ККгде Х - величина смещения зубьев; К - коэффициент, принятый (1/2;50 Ь - длина прямых зубьев; 11 - угол перекоса осей; К - радиус бочкообразности зубьев втулки.Положение нагруженных зубьев (пря мых) втулки 3 относительно зубьев обоймы 1 изображено на фиг. 3, где показано распределение зазоров между парами зубьев 8 и 9, 10 и 11, 12 и13, 14 и 15.На Фиг 4 изображено распределение нормальных боковых зазоров - кривая 16 и усилий - кривые 17 и 18 между зубьями при перекосе осей стандартной зубчатой муфты. На Фиг, 5изображено распределение нормальныхбоковых зазоров - кривая 19 и усилий - кривая 20 между зубьями приперекосе осей предлагаемой зубчатоймуфты. На развертке делительногоцилиндра втулки 3 (фиг, 6) показанорасположение секторов смещенных инесмещенных зубьев 21-24 и исходнойоси 25 симметрии На развертке делительногс цилиндра обоймы 1 (Фиг, 7)показано расположение секторов сме-щенных и несмещенных зубьев 26-29 иисходной оси 30 симметрии,При нагружении в условиях перекоса осей втулки стандартной зубчатой муфты вращательным моментом еезубья, находящиеся в среднем ненагруженном положении относительнозубьев обоймы, сблизятся с последними. Первой в начальный помент времени войдет в контакт пара зубьев 8и 9 (Фиг. 3), характеризуемая угломповорота Ч 1= 0 (Фиг. 4), а междуостальными парами зубьев 10 и 11 12и 13, 14 и 15 наблюдаются зазорысоответственно С , С с и С , определяемые по ФормулегС 11 = - ( 1 - со э 11)Ью2У(Фиг. 3) .3Сопряженная пара зубьев 8 и 9 находится в плоскости, отстоящей отплоскости перекоса осей на угол 11/2 ++о 1, где 1 - угол зацепления,В следующий момент, времени, т,е,после того, когда полностью выбранзазор между парой зубьев 8 и 9, этапара начинает передавать вращательный момент от втулки к .обойме,Когда вследствие нагружения дефор,мация сопряженной пары зубьев 8 и 9достигнет сначала величины С , поитом С и т,д, (фиг. 3), поочередноначинают входить в зацепление и передавать вращательный момент сопряженные пары зубьев 10 и 11, 12 и 13и т,д., что характеризует в целом работу зубчатой муфты (Фиг. 4),Б этомслучае количество пар зубьев, участ1587243 вующих в передаче вращательного момента при перекосе осей, зависит от величины этого момента, угла переко- са осей и других параметров зубчатой муфты, На фиг. 4 кривая 17 распределения усилий между зубьями характеризует участие всех зубьев в передаче вращательного момента, а кривая 18 - части из них в пределах дуги .охвата с параметрическим углом у.Из анализа работы зубчатой муфты при перекосе осей, рассмотрения фиг 3 и 4, формулы (1) очевидно, что для выравнивания неравномерности распределения усилий между зубьями необходимо стремиться к уменьшению величин зазоров С С,. и т,д.,Ч 7 которое способствует перераспределению усилий с максимально нагруженной пары зубьев 8 и 9 на менее нагруженные пары зубьев 10 и 11, 12 и 13 и т.д.В предлагаемой зубчатой муфте зубья 8, 10,12 и 14 втулки 3 смещены в осевом направлении относительно зубьев 9, 11, 13 и 15 обоймына величину Х. При этом между парой зубьев 8 и 9 при смещении зуба 8 относительно зуба 9 на еличину Х возникает зазор аЬ = ЛБ, при выборе которого остальные пары зубьев сбли зятся друг с другом (фиг, 3) на величину Б, где а - толщина зуба; Ь длина зуба. Тогда распределение зазоров между зубьями в отличие от формулы (1) имеет вид 1, Зубчатая муфта, содержащая30втулку с наружными зубьями и находящуюся с ней в зацеплении обойму спрямыми зубьями на внутренней поверхности, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что с целью увеличения срока службы,нагрузочной и компенсирующей способностей, зубья втулки и зубья обоймы,расположенные в двух диаметральнопротивоположных зонах с углом охвата каждой из них равным 17/2, смещены в осевом направлении, причем оси40симметрии зон смещения обоймы ивтулки расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях,2, Муфта по п, 1, о т л ич а ющ а я с я тем, что величина смещения Х при выполнении зубьев втулки45прямыми определяется иэ выражения Х = К Ь,где К - коэффициент, выбранный из 50соотношения 0,5К )О;Ь - длина зубьев,3, Муфта по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что величина смещения Х при выполнении зубьев втулки бочкообразными определяется из выра жения 2 К С у= ( - ДБ) (1 - созе), (2) Ьу 2 Из прямоугольного треугольникааЬс (фиг, 3) определяют аЬ = Ьс йоу,Полагая при малых углах перекосау, получают Д Б = Л при аЬ = Д Би Ъ С = Х. Величину смещения зубьевХ выражают через длину зубьев в виде Х = КЬ,С учетом выражения ДБ через Ь,и К зависимость (2) представляетсяследующим образом: С = - (1 - 2 К) (1 - сон), (3) Ь 1 2 Уравнение распределения нормальных боковых зазоров между бочкообразными зубьями втулки и прямыми зубьями обоймы имеет вид В ь 2 С = - - (1 - соз ф. (4) 26Тогда зависимость (3) при использовании выражения (4) имеет видС = -- (1 - 2 К)(1 - сов Ц). (5)2 Коэффициент К, как следует иэ формул (3) и (5), должен быть величинойположительной и, кроме того, меньшейили в крайнем случае равной 1/2. Нетрудно установить, что при К ( 1/2между зубьями (фиг, 5, кривая 19) наблюдаются меньшие по величине зазоры, чем при К = 0 (фиг. 4).15При сборке зубчатой муфты следуетиз положения втулки 3 относительнообоймы 1 в соответствии с фиг. 6 и 7,причем ось 25 симметрии втулки 3должна совпадать с осью 30 симметрии 20 обоймы 1, что в итоге приводит к резкому снижению неравномерности распределения усилий между зубьями, повышению срока службы, нагрузочной икомпенсирующей способностей предлагаемой муфты. Формула изобретения1587243где К - радиус бочкообразности зубьев втулки;) - угол перекоса осей втулки,и обоймы,1587243 Составитель Г.Абрамовтор А.Мотыль Техред М.Дидык Корректор ТЛалий ираж 539 240 одписное НИИП оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж л. Гагарина, 1 О Рл)о), 0, Г осударственного комитета п 113035, Москва, Жобрете Раушск м и открытиям при ГКНТ ССнаб., д. 4/5