зубчатая передача

Формула изобретения

Зубчатая передача с переменной зоной зацепления, содержащая шестерню и зубчатое колесо, отличающаяся тем, что каждый зуб зубчатого колеса имеет одинаковое аксиальное смещение относительно соседнего зуба, а зубчатый венец имеет угловое смещение относительно оси своего вращения под некоторым острым углом, определяемым по соотношению

= /2-arctg((H-B)/D),

где H - общая ширина зацепления зубчатого колеса и шестерни по делительному диаметру, м;

B - ширина зуба зубчатого колеса, м;

D - делительный диаметр зубчатого колеса, м.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам.

Известна зубчатая передача [1] , содержащая два прямозубых колеса и промежуточный демпфирующий двусторонний зубчатый венец, установленный эксцентрично оси охватываемого колеса, выполненный из самосмазывающегося материала.

Недостатком указанной зубчатой передачи является низкая стойкость рабочих зубьев из-за малой их твердости, контактной прочности и невозможности использования в силовых передачах.

В качестве прототипа выбрана зубчатая передача [2] с переменной зоной зацепления, содержащая шестерню и зубчатое колесо. Зона зацепления изменяется за счет дополнительного осевого перемещения колеса во время работы передачи.

Недостатком данной зубчатой передачи является быстрый износ и появление зазоров как в сопряжении ступицы колеса и вала, так и в зубчатом зецеплении передачи в результате дополнительного осевого перемещения, особенно при большой частоте вращения.

Заявляемое изобретение позволяет сократить расходы на материал колеса, а также значительно уменьшить осевые размеры зубчатой передачи. Это достигается тем, что зубчатая передача, содержащая шестерню и зубчатое колесо, имеет переменную зону зацепления, причем каждый зуб зубчатого колеса имеет одинаковое аксиальное смещение относительно соседнего зуба, а зубчатый венец имеет угловое смещение относительно оси своего вращения под некоторым острым углом, определяемым по следующему соотношению:

= /2 - arctg((H - B)/D, ,

где

H - общая ширина зацепления зубчатого колеса и шестерни по делительному диаметру, м;

B - ширина зуба зубчатого колеса, м;

D - делительный диаметр зубчатого колеса, м.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показана предложенная зубчатая передача в момент зацепления шестерни и зубчатого колеса, рабочий зуб которого имеет крайнее правое положение по общей ширине зацепления. На фиг. 2 показано зацепление шестерни и зубчатого колеса в центре общей зоны контакта. На фиг. 3 показан момент зацепления шестерни и зубчатого колеса, рабочий зуб которого имеет крайнее левое положение по общей ширине зацепления.

Зубчатая передача состоит из шестерни 1 (фиг. 1) и зубчатого колеса 2. Первоначальное зацепление производят до работы шестерни 1 и зубчатого колеса 2. При этом зубчатый венец зубчатого колеса 2 в отличие от традиционного зубчатого зацепления имеет угловое смещение в полости, образованной осями вращения шестерни 1 и зубчатого колеса 2, а каждый зуб зубчатого колеса 2 имеет одинаковое аксиальное смещение относительно соседнего зуба. Угол наклона зубчатого венца зубчатого колеса 2 может быть определен по соотношению:

= /2 - arctg((H - B)/D ,

где

H - общая ширина зацепления зубчатого колеса 2 и шестерни 1 по делительному диаметру, м;

B - ширина зуба зубчатого колеса 2, м;

D - делительный диаметр зубчатого колеса 2, м.

Рабочий зуб 3 зубчатого колеса 2 занимает крайнее правое положение по общей ширине зацепления H. Затем производят рабочее вращательное движение с целью передачи крутящего момента от шестерни 1 к зубчатому колесу 2. "Бегущая" зона контакта шестерни 1 и зубчатого колеса 2 за счет аксиального смещения его зубьев будет переменной. За четверть оборота зубчатого колеса 2 (фиг.2) зона контакта сместится влево. При этом рабочий зуб 4 зубчатого колеса будет находиться в центре общей зоны контакта шестерни 1 и зубчатого колеса 2. За следующие четверть оборота рабочий зуб 5 (фиг. 3) зубчатого колеса 2 будет занимать крайнее левое положение по общей ширине зацепления H, а зуб 3 - крайнее правое положение вне зоны зацепления. За другие четверть оборота зубчатого колеса 2 контакт с шестерней 1 будет проходить по рабочей поверхности зуба 6 (фиг. 2). Таким образом происходит цикл зацепления зубчатого колеса 2 с шестерней 1.

Пример. Применяли указанную зубчатую передачу в конструкции редуктора РЦО-250. Было изготовлено специальное зубчатое колесо с аксиальным смещением рабочего зубчатого венца, при этом ширина последнего выбиралась из соображения равномерного износа зубчатой пары в зависимости от передаточного отношения. Показатели передачи: передаточное отношение u=2; число зубьев шестерни z₁= 47; число зубьев колеса z₂=94; ширина зубчатого венца колеса B₂= (B₁-10)/u; B₂=50 мм; угол наклона зубчатого венца колеса = /2 - arctg((H - B₂)/D, , где H=100 мм, D=329 мм; =81^o22/.

Заявляемое техническое решение позволяет:

- повысить долговечность шестерни в зубчатой передаче за счет переменной "бегущей" зоны контакта зубчатой пары;

- проектировать зубчатые передачи с меньшими осевыми размерами;

- применять более легкие зубчатые колеса.