цилиндрическая косозубая передача

Формула изобретения

ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ КОСОЗУБАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая валы, на которых установлены пара зацепляющихся цилиндрических косозубых колес и устройство для разгрузки опор валов от осевой силы, выполненное в виде по меньшей мере одного конического упорного гребня, жестко закрепленного на одном из колес с возможностью обкатки по коническому торцу другого колеса пары, отличающаяся тем, что упорный гребень имеет отдельную часть, выполненную в виде кольцеобразного элемента, один из торцов которого выполнен плоским, а другой - в виде наружной конической поверхности, и остальную часть, выполненную с плоским торцом и цилиндрической шейкой, при этом конический торец кольцеобразного элемента установлен с частичной опорой на плоский торец остальной части гребня, отверстие кольцеобразного элемента выполнено коническим, больший диаметр которого расположен со стороны остальной части гребня, меньший его диаметр выполнен большим, чем диаметр цилиндрической шейки остальной части гребня, и охватывает ее, а угол конуса отверстия кольцеобразного элемента одинаков с углом конуса его конического торца и конического торца одного из колес пары.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых цилиндрических зубчатых передачах.

Известна цилиндрическая косозубая передача с устройством для разгрузки опор валов от осевой силы, содержащая валы, на которых установлена основная пара зацепляющихся цилиндрических косозубых колес, а устройство для разгрузки опор валов от осевой силы выполнено в виде дополнительной пары зацепляющихся косозубых колес, которые жестко закреплены на торцах соответствующих колес основной пары. Направление наклона зубьев колес дополнительной пары совпадает с направлением наклона зубьев основной пары [1]

Недостатки передачи состоят в том, что устройство для разгрузки опор валов от осевой силы сложно в изготовлении, а при использовании в редукторе существенно увеличивает поперечный габарит, вес шумность работы последнего. Кроме того, усложняются условия регулирования зацепления в парах колес и профилактические работы при обслуживании передачи.

Известна также цилиндрическая косозубая передача, содержащая валы, на которых установлены пара зацепляющихся цилиндрических косозубых колес и устройство для разгрузки опор валов от осевой силы, выполненное в виде по меньшей мере одного конического упорного гребня, жестко закрепленного на одном из колес с возможностью обкатки по коническому торцу другого колеса пары [2] Передача наиболее близка к изобретению по совокупности признаков и принята за его прототип.

Конструктивное выполнение, изготовление и эксплуатация устройства для разгрузки опор валов от осевой силы в этой передаче значительно проще, чем в передаче [1] Вместе с тем, при работе передачи, особенно в тяжелонагруженных редукторах, не исключено снижение контактной выносливости упорного гребня, обусловленное высокими значениями сил трения, возникающими при непосредственном контакте с коническим торцом колеса. Бомбинирование гребня вдоль образующей полностью не решает этой проблемы.

Целью изобретения является разработка цилиндрической косозубой передачи с устройством для разгрузки опор валов от осевой силы в виде упорного гребня, конструкция которого обеспечивала бы повышение контактной выносливости в условиях работы тяжелонагруженных передач по сравнению с передачей [2]

Цель достигается тем, что в цилиндрической косозубой передаче, содержащей валы, на которых установлены пара зацепляющихся косозубых колес и устройство для разгрузки опор валов от осевой силы, выполненное в виде по меньшей мере одного конического упорного гребня, жестко закрепленного на одном из колес с возможностью обкатки по коническому торцу другого колеса пары, упорный гребень имеет отдельную часть, выполненную в виде кольцеобразного элемента, один из торцов которого выполнен плоским, а другой в виде наружной конической поверхности, и остальную часть, выполненную с плоским торцом и цилиндрической шейкой, при этом конический торец кольцеобразного элемента установлен с частичной опорой на плоский торец остальной части гребня, отверстие кольцеобразного элемента выполнено коническим, больший диаметр которого расположен со стороны остальной части гребня, меньший его диаметр выполнен большим, чем диаметр цилиндрической шейки остальной части гребня, и охватывает ее, а угол конуса отверстия кольцеобразного элемента одинаков с углом конуса его конического торца и конического торца одного из колес пары.

При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат: ускоренный отвод тепла из зон контакта, обусловленный проскальзыванием кольцеобразного элемента относительно колеса и гребня; значительное снижение потерь на трение в упорном гребне при работе передачи, ввиду снижения скорости скольжения в зонах контакта кольцеобразного элемента с колесом, шейкой и торцом гребня; возможность обеспечения высоких значений приведенных радиусов кривизны во всех зонах контакта кольцеобразного элемента с колесом и упорным гребнем, создания там благоприятных условий для образования масляного клина; обеспечение возможности долговременной работы передачи, в частности в редукторах приводов нефтедобывающих станков-качалок.

На фиг.1 изображена передача с упорным гребнем; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1 с характером изменения зазоров в контакте колеса, кольцеобразного элемента и собственно гребня; на фиг.3 кольцеобразный элемент, общий вид.

Передача содержит параллельные валы 1 и 2, на которых установлена пара зацепляющихся цилиндрических косозубых колес 3 и 4 соответственно. Вал 1 и колесо 3 могут быть выполнены и в виде вала-шестерни, на которой со стороны действия осевой силы в зацеплении установлено устройство для разгрузки опор валов в виде упорного гребня 5. На обращенной к колесам стороне гребня имеются цилиндрическая шейка 6 и плоский торец 7, образующие уступ с углом 90^о для размещения отдельной, выполненной в виде кольцеобразного элемента 8, части гребня. Торец элемента 8, обращенный к колесам, выполнен плоским (а), другой в виде наружной конической поверхности (б), коническим выполнено и внутреннее отверстие (в), причем угол между поверхностями (б) и (в) составляет 90^о. Торец 9 колеса 4 со стороны упорного гребня 5 также имеет наружную коническую поверхность, при этом угол образования всех вышеуказанных конических поверхностей выполнен единым и может быть выбран в пределах от 30" до 2^о. При работе передачи элемент 8 занимает на шейке 6 гребня 5 положение, показанное на фиг.1, при этом его плоский (а) торец находится в контакте с коническим торцом 9 колеса 4 и образует коническую поверхность гребня, поверхность (в) отверстия в частичном контакте с шейкой 6, а конический (б) торец в контакте с плоским торцом 7 гребня 5. Характер контакта между колесом 4, элементом 8 и остальной частью гребня 5 обеспечивает возможность самоустановки элемента 8 при работе передачи под углом к торцу 7 гребня, что создает благоприятные условия для образования масляного клина во всех трех зонах контакта элемента 8 с колесом 4 и собственно гребнем 5. Радиальные длины контакта кольцеобразного элемента с колесом и упорным гребнем могут отличаться и назначаться в зависимости от допускаемых контактных напряжений. Гидродинамический режим смазки и проскальзывание кольцеобразного элемента способствуют успешному отводу тепла из зон контакта, а в конечном итоге существенному повышению контактной выносливости устройства. Заявляемая передача с упорным гребнем предложенной конструкции успешно выдержала всесторонние испытания в редукторах привода нефтедобывающих станков-качалок.

Преимуществом предложенной передачи является также возможность создания конструкций приводов с меньшим весом на единицу передаваемой мощности.