Циліндрична зубчата передача

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в быстроходных роторных воздуходувках с з убчатым приводом, которые применяются в металлургической промышленности, в частности при производстве алюминия. Выбранная в качестве прототипа цилиндрическая зубчатая передача с двумя линиями зацепления (ДЛЗ) [1] изготовлена из термоулучшенной до твердости НВ ≤ 350 обычной стали 45 без специальной термохимической обработки и шлифовки зубьев. Исходный контур этой передачи имеет повышенную несущую способность. Цилиндрическая зубчатая передача ДЛЗ содержит ведущее и ведомое зубчатые колеса, профиль зубьев которых выполнен в виде активной выпуклой головки и активной вогнутой ножки, связанных переходным участком и описанных дугами окружностей. Часть переходного участка, располагающаяся выше делительной прямой, сопряженная с активной выпуклой головкой, выполнена с кривизной, большей кривизны активной выпуклой головки. Однако известная цилиндрическая зубчатая передача (прототип) не может быть использована для решения поставленной заявляемым изобретением задачи: поскольку при нагреве зубьев данной передачи боковой зазор составит jk = 0,5 мм вместо требуемого техническими условиями JK = 0,08-0,16 мм, величина углового перемещения зубьев в зазорах окажется выше допустимого предела, что приведет к рассогласованию относительного движения зубчатой передачи и взаимодействующи х роторов воздуходувки, т.е. к снижению надежности зубчатой передачи. В основу изобретения поставлена задача создать такую цилиндрическую зубчатую передачу для быстроходной роторной воздуходувки, в которой изменение геометрических параметров исходного контура позволило бы ограничить величину углового перемещения зубьев в боковых зазорах допустимыми пределами и за счет этого обеспечить согласованное по кинематике относительное движение зубчатой передачи и взаимодействующи х поверхностей роторов воздуходувки, т.е. повысить надежность зубчатой передачи в целом. Для решения данной задачи в зубчатой передаче ДЛЗ, содержащей ведущее и ведомое зубчатые колеса, профиль зубьев которых выполнен в виде активной выпуклой головки и активной вогнутой ножки, связанных переходным участком и описанных дугами окружностей, центры окружностей смещены относительно оси симметрии Зубьев: у активной выпуклой головки по направлению к оси симметрии зубьев, а у активной вогнутой ножки по направлению от оси симметрии зуба, при этом расстояние La от центра окружности радиуса r a активной выпуклой головки до оси симметрии зуба составляет La = 0,622m, а расстояние Lf от центра окружности радиуса pf активной вогнутой ножки до оси симметрии зуба составляет Lf = 0,80136m, где m - модуль передачи. Расчетный боковой зазор в зубьях передачи выполнен в пределах j K = (0,028-0,029) m, а после монтажа ему соответствуе т эксплуатационный зазор, величина которого находится на нижнем пределе допуска jK = =(0.016-0,018)m, где m - модуль передачи. Таким образом, за счет изменения геометрических параметров исходного контура происходит увеличение толщины зубьев в расчетных точках головки и ножки и соответствующее уменьшение величины боковых зазоров в необходимых пределах, что приводит к ограничению свободного узлового перемещения зубьев в зазорах, а следовательно к повышению надежности цилиндрической зубчатой передачи. Указанный технический результат обеспечивается применительно к зубчатой передаче, изготовленной с низкой степенью точности и имеющей повышенную шероховатость поверхности. На фиг.1 приведена схема быстроходной роторной воздуходувки с размещенной в ней цилиндрической зубчатой передачей, общий вид; на фиг.2 - предлагаемая зубчатая передача, нормальное сечение; на фиг.3 червячная фреза для нарезки зубьев с предлагаемым профилем, общий вид. На ведущем валу 1 роторной быстроходной воздуходувки с одного конца расположен электродвигатель 2, а с друго го его конца -ведущий ротор 3. Между электродвигателем 2 и ведущим ротором 3 размещено ведущее зубчатое колесо 4 передачи. На одном конце ведомого вала 5 быстроходной роторной воздуходувки расположен ведомый ротор 6, а на другом его конце - ведомое зубчатое колесо 7 передачи. Роторы 3 и 6 воздуходувки и зубчатые колеса 4 и 7 относительно друг друга устанавливаются таким образом, чтобы обеспечить относительную их фиксацию с достижением в статике одностороннего бокового зазора в роторах, равного а в зубча той передаче причем Профиль зубьев передачи включает активную выпуклую головку, описанную радиусом r a, активную вогнутую ножку, описанную радиусом r f, и переходный участок bd. Часть be переходного участка bd выше делительной поверхности ДП, сопряженная с активной головкой, выпуклая с кривизной большей кривизны активной выпуклой головки. Через точки Т1 и Т2 проходят контактные линии активной выпуклой головки и активной вогнутой ножки, располагающиеся в сечении Sk, отстоящем от делительной плоскости ДП на расстоянии hк. Расстояние La от центра окружности радиуса r a до оси симметрии головки зуба уменьшено на 0,018m и составляет La = =(0.64-0,018)m = 0,622m. Расстояние Lf от центра окружности радиуса/Of до оси симметрии ножки зуба увеличено на 0,018m и составляет Lf = -(0.81936 - 0,018)m = 0,80136m. Расчетный боковой зазор в зубьях (после нарезки) находится в пределах Jk = (0.028-0,029)т = 0,14 мм, а после монтажа колес в корпусе воздуходувки рабочий боковой зазор находится на нижнем допустимом пределе общего допуска, составляющем Jk = (0,016-0,018)m - 0,08-0,09 мм. Таким образом, эксплуатационный зазор выполнен с учетом повышенных значений шероховатости боковых поверхностей зубьев и пониженной точности изготовления передачи. Для изготовления заявляемой зубчатой передачи применяется червячная фреза, изготовленная по классу А точности. Горизонтальный перепад между контрольными точками головки и ножки по левой (правой) стороне фрезы находится в пределах половины допуска на профиль зуба фрезы: Цилиндрическая зубчатая передача работает путем передачи момента от ведущего зубча того колеса 4 к ведомому зубчатому колесу 7. При эксплуатации цилиндрической зубчатой передачи происходит приработка зубьев, при этом профиль зуба приобретает оптимальную форму. После приработки зубьев их износ резко уменьшается и, пока эксплуатационный боковой зазор в зубьях достигнет 0,16 мм, воздуходувка успевает наработать по времени в 2-3 раза больше, чем воздуходувка с эвольвентной передачей. При этом, по мере приработки зубьев передачи, динамические свойства воздуходувки повышаются. В воздуходувке с эвольвентной передачей все происходит наоборот.