Передача новікова з двома лініями зачеплення

Передача Новікова з двома лініями зачеплення, що містить ведуче та ведене зубчасті колеса з розташованими на них випукло-увігнутими круговими зубами, які знаходяться між собою у внутрішньому зачепленні, яка відрізняється тим, що бічні циліндричні поверхні головок випуклих зубів зубчастих коліс, які окреслені радіусом a , в середній частині замінені циліндричними поверхнями із радіусом кривизни, рівним радіусу кривизни f увігнутих ніжок зубів зубчастих коліс, у межах діапазоні 0,3 n 0,5 ; b 0 - півширина площадки контакту, яка дорівнює: довжини хорди 2a , причому півширина хорди a nb0 , де n - коефіцієнт, який знаходиться в головку та ніжку зубів, при цьому Fn1 Fn2 Fn ; - коефіцієнт Пуасона; E - модуль пружності матеріалів зубчастих коліс. Корисна модель відноситься до галузі машинобудування. Відома передача Новікова з однією лінією зачеплення ОЛЗ, яка складається з ведучого та веденого зубчастих колес з розташованими на них відповідно випуклими та увігнутими круговими зубами, які шляхом взаємодії одне з одним здійснюють передачу частоти обертання та навантаження від одних валів іншим валам машин та механізмів [1.: Краснощеков Н.М., Федякин Р.В., Чесноков В.А. Теория зацепления Новикова. - М.: Наука, 1976. - 175с]. Недоліком відомої передачі Новікова з однією лінією зачеплення є відносно невеликий рівень підвищення навантажувальної здатності (до 40%) нового виду зачеплення - зачеплення Новікова. Найбільш близькою за технічною сутністю до рішення, що пропонується, є прийнята за прототип передача Новікова з двома лініями зачеплення (ДЛЗ), яка складається з ведучого та веденого зубчастих колес з розташованими на них випукло увігнутими круговими зубами, які знаходяться між собою у внутрішньому зачепленні, навантажувальна здатність якої по контактним напруженням приблизно на 70% вище навантажувальної здатності традиційної евольвентної зубчастої передачі [2.: Павленко А.В., Федякин Р.В., Чесноков В.А., Зубчате передачи с зацеплением Новикова. - Киев: Техника, 1978. - 144с]. Недоліком даної передачі Новікова з двома лініями зачеплення є також відносно невисокий рівень підвищення навантажувальної здатності по контактним напруженням, який не завжди виправдовує великі затрати на вихідні контури для нарізання зубів та на високу точність їх виготовлення. Задача корисної моделі - підвищення навантажувальної здатності передачі Новікова з двома лініями зачеплення по контактним напруженням, які є основним критерієм працездатності. Для вирішення задачі в передачі Новікова з двома лініями зачеплення, яка складається з ведучого та веденого зубчастих колес з розташова b0 11393 , (1 ( Fn1 Fn2 )Fn1 ; 4 )(1 2 )EF 2 n )l( n a f /( f a ) - приведений радіус кривизни зубів; a , f - радіуси кривизни випуклих головок та увігнутих ніжок зубів зубчастих коліс; R - приведений радіус кривизни зубів у перерізі, перпендикулярним лінії контакту; 3F /F , , n1 n2 11... 115 - коефіцієнт нерівномірності розподілу нормального зусилля Fn , яке діє на спряжену пару зубів, між головкою та ніжкою зубів; Fn1 , Fn2 - нормальні зусилля, які діють на (19) UA (11) 13562 (13) U R - коефіцієнт; 3 13562 4 ними на них випукло-увігнутими круговими зубами, контакту k на профілі. які знаходяться між собою у внутрішньому зачепУсі приведені позначення виражаються через ленні, бічні циліндричні поверхні голівок випуклих модуль зачеплення mn у нормальному перерізі, величини яких приймаються з табл. II.28 [3.: Кудзубів зубчастих колес, які окреслені радіусом а, в рявцев В.Н., Державец Ю.А., Глухарев Е.Г. Конссередній частині замінені циліндричними поверхтрукция и расчет зубчатых передач редукторов. нями із радіусом кривизни, рівним радіусу кривизЛ.: Машиностроение, 1971. - 328с.]. ни f увігнутих ніжок зубів зубчастих колес, у меПередача Новікова з двома лініями зачепленжах довжини хорди 2а, причому півширина хорди ня складається з ведучого 1 та веденого 2 зубчаса= nb0, де n - коефіцієнт, який знаходиться в діатих колес. Ведуче зубчасте колесо 1 містить випупазоні 0,3 n 0,5; b0 - півширина площадки контакло-увігнуті зуби 3, а ведене зубчасте колесо 2 кту, яка дорівнює випукло-увігнуті зуби 4. ( Fn1 Fn2 )Fn1 При цьому випукло-увігнуті зуби 3 ведучого ; b0 11393 , 2 зубчастого колеса І складаються з голівок 5 із кру(1 4 )(1 n )l( )EFn2 говими профілями 6, які окреслені радіусом a, які R - коефіцієнт; = a f/( f- a) - привев середній частині на ділянках хорди довжиною 2а переходять в кругові профілі 7 з радіусом f, та дений радіус кривизни зубів; a, f - радіуси кривиувігнутих ніжок 8 із круговим профілем 9, який має зни випуклих голівок та увігнутих ніжок зубів зубрадіус f. частих колес; R - приведений радіус кривизни Випукло-увігнуті зуби 4 веденого зубчастого зубів у перерізі, перпендикулярним лінії контакту; колеса 2 також складаються з випуклих голівок 10 3F /F , , n1 n2 11... 115 - коефіцієнт нерівномірнота увігнутих ніжок 11, які ідентичні зубам ведучого сті розподілу нормального зусилля Fn, яке діє на зубчастого колеса. спряжену пару зубів, між голівкою та ніжкою зубів; Для визначення максимальних контактних наFn1, Fn2 - нормальні зусилля, які діють на голівку та пружень H при рівності коефіцієнтів Пуасона ніжку зубів, при цьому Fn1+Fn2=Fn; - коефіцієнт 1= 2= та модулів пружності матеріалів Е1=Е2=Е Пуасона; Е - модуль пружності матеріалів зубчасвирішена просторова контактна задача для зачептих колес. лення Новікова, що пропонується, виходячи з якої Порівняльний аналіз із прототипом показує, маємо: що передача Новікова двома лініями зачеплення 2 та лінійним контактом зубів, що заявляється, відрі0,013 (1 n )2 ( )2E2 ( Fn1 Fn2 ) 3 . (1) H зняється тим, що бічні циліндричні поверхні голі(1 4 )R2 вок випуклих зубів зубчастих колес, які окреслені Вираз H застосовано до традиційної передачі радіусом a, в середній частині замінені циліндриНовікова з двома лініями зачеплення представлечними поверхнями з радіусом кривизни, рівним но рівнянням [4.: Попов А.П., Попова Л.А. Уточрадіусу кривизни f увігнутих ніжок зубів зубчастих ненное решение контактной задачи применительколес, у межах довжини хорди 2а, причому півдоно к зацеплению Новикова // Зб. наук. пращ" вжина хорди а= nb0, де n - коефіцієнт, який знаУДМТУ. - Миколаїв, 2002, №7(385). - с.61-71]: ходиться в діапазоні 0,3 n 0,5; b0 - півширина площадки контакту, яка визначається по наведеній 0,313 ( )2 E2 ( Fn1 Fn2 ) 3 (2) . вище формулі. H (1 4 )R2 Порівняння технічного рішення, що заявляється, не лише з прототипом, але і з іншими технічПоділивши праву частину виразу (2) на праву ними рішеннями в даній області техніки, не виявичастину виразу (1) та возвівши отриманий дріб в ло в них ознак, які б відрізняли технічне рішення, куб, знайдемо вираз коефіцієнта H, який характещо заявляється, від прототипу, а це дозволяє зроризує підвищення навантажувальної здатності по бити висновок про відповідність критерію "винахіконтактним напруженням передачі Новікова з дводницький рівень". ма лініями зачеплення та лінійним контактом зубів, На Фіг.1 зображена одноступінчаста передача що пропонується, в порівнянні з передачею НовіНовікова, а на Фіг.2 - взаємодія спряженої пари кова з двома лініями зачеплення з круговими зузубів випукло-увігнутих зубів ведучого та веденого бами: зубчастих колес. 1 . У відповідності з Фіг.1 та 2 маємо наступні поH (3) 2 (1 n )2 значення: 1, 2 - кутові швидкості ведучого та веденого зубчастих колес; ha, hf - висота голівки та Рівняння (3) передбачає рівність параметрів , висота ніжки зубів; с - радіальний зазор; a, f , , , R, Fn та Е, які входять в рівняння (1) та (2), радіуси кривизни випуклих та увігнутих бічних один одному. профілів зубів; 2а - довжина хорди, яка стягує дугу Приймемо значення коефіцієнта n=0,3; 0,4; радіусом f; S - товщина зуба; е - ширина впадини 0,5. Вказаним значенням n, виходячи з формули між зубами; к - кут тиску на профілі; - кути, які (3), будуть відповідати величини H=1,208; 1,397; характеризують межі переходу випуклої кривої в 1,778. увігнуту криву; la - абсциса центру кривизни випукТаким чином, навантажувальна здатність пелих голівок зубів; xf, lf - координати центрів кривизредачі Новікова з двома лініями зачеплення із ліни увігнутих профілів ніжок зубів; hз - глибина занійним контактом зубів, що пропонується, перевищує навантажувальну здатність традиційної ходу; h - відстань від основи голівки зуба до точки 5 13562 6 передачі Новікова з двома лініями зачеплення у 2а, в процесі навантаження їх зусиллям Fn харак1,208-1,778 рази в залежності від прийнятої велитеризуються загальною ділянкою контакту розміром 2b02bк=4b0bк, де bк - напівдовжина ділянки чини коефіцієнта n, що підтверджує високу ефекконтакту. Вказана ділянка контакту за час знахотивність нового технічного рішення. дження спряженої пари зубів в зачепленні переЗубчаста передача Новікова з двома лініями міщується від одного торця зубів до протилежного зачеплення працює наступним чином. торця у напрямку довжини зубів. При передачі від двигуна на ведуче зубчасте Економічний ефект від впровадження рішення, колесо 1 навантаження та частоти обертання воно що пропонується, слід чекати за рахунок суттєвого набуває кутової швидкості 1. Зуб 3 даного колеса підвищення навантажувальної здатності по контадіє на зуб 4, розташований на веденому зубчастоктним напруженням та ефективності роботи перему колесі 2. Останнє починає обертатися із кутодачі. вою швидкістю 2, сприймаючи при цьому наванСуспільна корисність технічного рішення, що таження, яке передається. заявляється, полягає в покращенні віброакустичВ процесі навантаження зубів вони деформуних характеристик передачі внаслідок зниження ються та передають навантаження не лише двох вібрації та гаму (промсанітарія), обумовлених дією дуг, які стягнуті хордами довжиною 2а, але й у мене зосереджених у точці, а розподіленого по довжах кінцевих ділянок із радіусами кривизни a та f. жині навантаження. Зуби 3 та 4, які мають початковий контакт по лінії у межах дуг, які стягнуті хордами довжиною Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601