способ передачи вращения и крутящего момента между параллельными осями

Формула изобретения

Способ передачи вращения и крутящего момента между параллельными осями посредством зубчато-цевочной передачи Рело с внутренним зацеплением, включающий придание вращения зубчатому колесу с радиусом R с помощью цевочного колеса с радиусом r, причем межосевое расстояние между зубчатым колесом и цевочным колесом равно a _w, а расстояние между осью цевки и осью цевочного колеса равно Н, и получение одного передаточного числа по формуле , отличающийся тем, что для получения второго передаточного числа по формуле , где р и q - заданные натуральные числа, р больше q, производят замену цевочного колеса с радиусом r на цевочное колесо с радиусом r', причем r не равен r', изменяют межосевое расстояние a_w на a'_w, при этом a_w не равно a'_w, a также расстояние между осью цевки и осью цевочного колеса Н на Н', при этом Н не равно Н', при этом изменение этих расстояний производят таким образом, чтобы их сумма после замены цевочного колеса оставалась неизменной: a_w+Н=a'_w+Н', причем a'_w=Н и Н'=a_w.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в любых механизмах, машинах и устройствах для передачи вращения и крутящего момента между параллельными осями с заданными передаточными числами.

Известен способ передачи вращения и крутящего момента между параллельными осями посредством внецентроидного зубчато-цевочного зацепления (С.Н.Кожевников. Теория механизмов и машин. Изд. 2-е, Киев: Машгиз,1954, стр.284 и след.). Соответствующая передача известна как зубчато-цевочная передача Рело с внутренним зацеплением (И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике, т.3., М.: Наука, 1973, стр.245-246). Однако зубчатое колесо в этой передаче участвует в зацеплении только с одним цевочным колесом, создавая при этом одно передаточное число.

Задача изобретения - создание с помощью зубчато-цевочной передачи Рело с внутренним зацеплением двух передаточных чисел, не меняя при этом зубчатого колеса.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в использовании зубчатого колеса с гипоциклоидными линзообразными зубьями (далее просто зубчатое колесо) в зацеплении с двумя различными сменными цевочными колесами для создания двух передаточных чисел.

Для достижения технического результата в способе передачи вращения и крутящего момента между параллельными осями посредством зубчато-цевочной передачи Рело с внутренним зацеплением, включающем придание вращения зубчатому колесу с радиусом R с помощью цевочного колеса с радиусом r, причем межосевое расстояние между зубчатым колесом и цевочным колесом равно a_w, а расстояние между осью цевки и осью цевочного колеса равно Н и получение одного передаточного числа по формуле , для получения второго передаточного числа по формуле где р и q - заданные натуральные числа, р больше q, производят замену цевочного колеса с радиусом r на цевочное колесо с радиусом r', причем r не равен r', изменяют межосевое расстояние а_w на a'_w, при этом а _w не равно а'_w, а также расстояние между осью цевки и осью цевочного колеса Н на Н', при этом изменение расстояний а_w, Н производят таким образом, чтобы их сумма после замены цевочного колеса оставалась неизменной:

причем и .

Отличительными признаками предложенного способа передачи вращения и крутящего момента между параллельными осями являются замена цевочного колеса с радиусом r на цевочное колесо с радиусом r', причем r не равен r', и изменение межосевого расстояния а_w на a'_w, при этом a _w не равно a'_w, а также расстояния между осью цевки и осью цевочного колеса Н на Н', при этом Н не равно Н', при этом изменение расстояний a_w, Н производят таким образом, чтобы их сумма после замены цевочного колеса оставалась неизменной:

причем и .

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг.1-5.

На фиг.1 схематично изображены ведущее цевочное колесо Ц₁ с радиусом r и ведомое зубчатое колесо Ц ₂ с радиусом R, на фиг.2 - то же и обыкновенная трехвершинная гипоциклоида, на фиг.3 - то же и удлиненная трехлепестковая гипоциклоида, на фиг.4 схематично изображены ведущее цевочное колесо Ц' ₁ с радиусом r' и ведомое зубчатое колесо Ц' ₂ с радиусом R' и обыкновенная трехвершинная гипоциклоида, на фиг.5 - то же и трехлепестковая гипоциклоида.

Сущность изобретения пояснена на примере. Рассмотрим ведущее цевочное колесо Ц₁ с радиусом r и ведомое зубчатое колесо Ц ₂ с радиусом R соответственно звеньев 1 и 2 передачи с внутренним зацеплением и с передаточным числом u=3 (фиг.1). В этом случае отношение радиусов колес есть передаточное число u: , R=3r, а межосевое расстояние a_w=R-r=2r. Если в качестве базового принять размер а_w, то ; аналогично, если базовым является размер R, то и .

Если принять точку М звена 1 за центр цевки, то в процессе обкатки звеньев точка М прочертит в относительном движении обыкновенную трехвершинную гипоциклоиду (астроиду) (фиг.2). Если же принять за центр цевки точку М_i (M₁ , М₂, М₃) такую, что O₁M _i=Н>r, то в процессе обкатки точка M_i (M ₁, М₂, М₃) опишет удлиненную гипоциклоиду (фиг.3) (Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Джангар, 2001, стр.805 и след.). Удлиненная гипоциклоида имеет трехлепестковую форму, причем содержит точку самопересечения О₂, если H=a_w (центр цевки - точка M ₁). При Н>а_w (например, центр цевки - точка M₂) лепестки пересекаются, при r<Н<а_w (центр цевки - точка М₃) лепестки взаимно не пересекаются. При этом кривые, эквидистантные гипоциклоиде, являющиеся огибающими семейства, образованного относительным движением цевки, формируют линзообразные зубья зубчатого колеса Ц₂, сопряженного с цевочным Ц₁. Пара "зубчатое колесо - цевочное колесо" в этом случае образует внецентроидный зубчато-цевочный механизм Рело с передаточным числом 3.

Рассмотрим пару ведущее цевочное колесо Ц'₁ с радиусом r' и ведомое зубчатое колесо Ц'₂ с радиусом R' соответственно звеньев 1' и 2' передачи с передаточным числом . В этом случае отношение радиусов зубчатого колеса и цевочного колеса (фиг.4), причем , или , , или , .

Если принять точку М' звена 1' за центр цевки, то на ведомом звене 2' прочертится трехвершинная гипоциклоида, подобная представленной на фиг.2.

Теперь если принять за центр цевки точку (M'₁, M'₂) такую, что , то в процессе обкатки точка (M'₁, M'₂) опишет трехлепестковую фигуру (фиг.5).

Также можно показать, что если выбрать точку М (центр цевки) так, что и H'=а_w, то удлиненные гипоциклоиды для случая и для случая u=3 будут конгруэнтны прежней (фиг.3). Отсюда вытекает возможность проектировать и изготавливать две разные передачи для u=3 и с использованием одного и того же зубчатого колеса за счет сменных цевочных колес, что является экономически оправданным, поскольку изготовление зубчатого колеса значительно дороже изготовления колес цевочных.

Указанный способ можно применить для любой зубчато-цевочной передачи Рело с внутренним зацеплением, если передаточное число u₁ выражается рациональным числом , где р и q - произвольные натуральные числа, p>q. В этом случае данная передача может быть оснащена другим цевочным колесом, которое, при произвольном количестве цевок прежних размеров, создает новое передаточное число , при условии, что сумма нового межосевого расстояния и нового расстояния от центра цевочного колеса до центра цевки H' равна сумме исходных расстояний:

причем и .

В частности, для q=1 получаем следующий ряд пар передаточных чисел:

u	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1
u	2									1
2

Преимущество изобретения состоит в том, что зубчато-цевочная передача Рело с внутренним зацеплением получает возможность менять передаточное число без замены наиболее дорогостоящей детали - зубчатого колеса, путем замены колеса цевочного и межосевого расстояния между зубчатым колесом и цевочным колесом, а также расстояния между осью цевки и осью цевочного колеса.

Изобретение может быть использовано в любых механизмах, машинах и устройствах для передачи вращения и крутящего момента вокруг параллельных осей с заданными передаточными числами.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".