Зубчаста передача

Зубчаста передача, яка складається із шестірні і зубчастого колеса з розташованими на них евольвентними зубами, що знаходяться між собою в зачепленні, яка відрізняється тим, що зуби шестірні по всій довжині виконані зі скрізними отворами діаметром do , розташованими на окружності впадин зубів, які переходять в радіальні скрізні пази в напрямках висоти і ободу зубів, котрі харак теризуються шириною с і глибиною відповідно t1 і Корисна модель відноситься до галузі машинобудування. Відома зубчаста передача, що складається із шестерні і зубчастого колеса з розташованими на них евольвентними зубами, котрі шляхом взаємодії один з одним здійснюють передачу обертання і корисного навантаження від одних валів іншим валам машин і механізмів [1]: Кудрявцев В.Н., Державець Ю.А., Глухарев Е.Г. Конструкции и расчет зубчати х передач редукторов. - Л.: Судостроение, 1971. - 328с. Недоліком відомої зубчастої передачі є низька податливість спряжених пар зубів і наявність високих температур в зоні контакту з убів. Найбільш близькою за технічною сутністю до пропонованого рішення є зубчаста передача, зуби шестерні котрої по всій довжині мають два сквізних отвори з різними діаметрами, розташованими в межах висоти зубів. [2]: Декл. Патент №12148 на корисну модель. Україна. Зубчаста передача з порожнистими зубами/ Попов О.П. - u200507849; Заявл. 08.08.05; Опубл. 16.01.06. Бюл. №1. Недоліком вказаної зубчастої передачі є наявність жорсткого ободу шестерні, у зв'язку із чим податливість спряжених пар зубів знаходиться в основному податливістю пустотіли х з убів. Задача корисної моделі - підвищення податливості зубів, зменшення контактних і ізгибних напружень, покращення відводу тепла і зниження температури в зоні контакту зубів. Для рішення задачі в зубчастій передачі, яка складається із шестерні і зубчастого колеса з розташованими на них евольвентними зубами, зуби шестерні по всій довжині виконані зі сквізними отворами діаметром do , розташованими на окружності впадин зубів, які переходять в радіальні сквізні пази в направленнях висоти і ободу зубів, котрі характеризуються шириною c і глибиною відповідно t1 і t 2 та розташованими разом з отворами симетрично відносно бічних профілів зубів, крім того, сквізні пази у направленні висоти зубів відстоять від вершин на відстані ho , при t 2 та розташованими разом з отворами симетрично відносно бічних профілів зубів, крім того, скрізні пази у напрямку висоти зубів віддалені від вершин на відстані ho , при цьому параметри do, c, t1, t 2 i ho знаходяться із співвідношень: 0,75 £ do / m £ 0,85 ; c = 1,5 K1 8мм ; , t1 = (da1 - df 1 - do - 2ho )/ 2 ; t 2 = (df 1 - d - do )/ 2 ; ho = (0,5K0,7)m , де m - модуль зачеплення; da1 = m(z1 + 2) - діаметр окружності вершин зубів; z1 - число зубів шестірні; df 1 = m(z1 - 2,5) - діаметр окружності впадин зубів; d = df1 - (18K 2,6 )h - внутрішній діаметр , ho = (0,5K 0,7)m , де m - модуль зачеплення; da1 = m(z1 + 2) - діаметр окружності вершин зубів; z1 - число зубів (13) 38940 (11) UA (19) цьому параметри do , c, t 1, t 2 i ho знаходяться із співвідношень: 0,75 £ do / m £ 0,85 ; c = 1 5 K1 8мм ; , , t1 = (da1 - df1 - do - 2ho )/ 2 ; t 2 = (df1 - d - do ) / 2 ; U ободу шестірні; h = 2,25m - висота зубів. 3 38940 шестерні; df 1 = m(z1 - 2,5) - діаметр окружності впадин зубів; d = df1 - (18K2,6)h - внутрішній діа, метр ободу шестерні; h = 2,25m - висота з убів. Зіставлювальний аналіз з найближчім аналогом показує, що зубчаста передача котра заявляється, відрізняється тим, що, що зуби шестерні по всій довжині виконані зі сквізними отворами діаметром do , розташованими на окружності впадин зубів, які переходять в радіальні сквізні пази в направленнях висоти і ободу зубів, котрі характеризуються шириною c і глибиною відповідно t1 і t 2 та розташованими разом з отворами симетрично відносно бічних профілів зубів, крім того, сквізні пази у направленні висоти зубів відстоять від вершин на відстані ho , при цьому параметри do , c, t 1, t 2 i ho знаходяться із знайдених співвідношень. Порівняння технічного рішення, котре заявляється, не лише з прототипом, але й з іншими технічними рішеннями не виявило в них признаки, які відрізняють пропоноване технічне рішення від відомих рішень, що дозволяє зробити висновок про відповідність критерію «винахідницький рівень». На Фіг.1 зображена одноступінчата зубчаста передача зовнішнього зачеплення, а на Фіг.2 - зуб шестерні зі сквізним отвором і радіальними пазами. У відповідності з Фіг.1 і 2 маємо наступні позначення: w1,w2 - кутові швидкості шестерні і зубчатого колеса; d1, da1, df1 - діаметри відповідно дільникової окружності, окружності вершин і окружності впадин зубів; d - вн утрішній діаметр обода шестерні; S W - товщина зуба; взята по дузі дільникової окружності; h a = m, h f = 1,25m - висота відповідно головки і ніжки зубів; h = 2,25m - висота зубів; c - ширина радіальних пазів; t1 , t 2 - глибина вказаних пазів; do - діаметр сквізного отвору; ho - відстань від вершин зуба до радіального пазу, взята по висоті зубів. Зубчаста передача складається із шестерні 1, зубчастого колеса 2 і розташованих на них евольвентних зубах відповідно 3 і 4. При цьому зуби шестерні мають сквізні отвори 5 діаметром do , розташовані рівномірно по окружності впадин зубів, описаної діаметром dв 1 . Сквізні отвори переходять в сквізні радіальні пази 6 і 7 шириною с і глибиною t1 і t 2 , розташовані в направленнях висоти зубів і ободу 8 шестерні. Обід 8 шестерні при допомозі натягу і штифтового з'єднання жорстко з'єднаний з циліндричною втулкою 9. Сквізні отвори і радіальні пази, характерні для кожного із зубів шестерні, виконані симетрично відносно бічних лівого 10 і правого 11 профілів зубів. Для забезпечення натягу між внутрішньою циліндричною поверхнею ободу 8 і зовнішньою циліндричною поверхнею втулки 9 необхідно перед 4 тим як зібрати обід шестерні з зубами нагріти до температури 280...320°С. Крім того, перед тим як зібрати обід з циліндричної втулки слід посадочні поверхні оміднити шляхом покриття їх тонким шаром міді. Рекомендується при виготовленні шестерні спочатку виконати виготовлення сквізних пазів глибиною t = t 1 + do + t 2 , а потім просвітлити сквізні отвори з розташуванням їх центрів на окружності впадин зубів, яка має діаметр df1 . Зубчаста передача працює наступним чином. При обертанні двигуна, з'єднаного через вал до шестерні 1, зуби 3 котрої містять сквізні отвори 5, які переходять в радіальні пази 6 і 7, вказана шестерня отримує кутову швидкість w1 . Евольвенті зуби 3, розміщені на шестерні 1, при цьому діє на зуби 4 зубчатого колеса 2, в зв'язку з чим колесо починає обертатися з кутовою швидкістю w2 , сприймаючі від шестерні і передаючи на виконавчій механізм корисне навантаження у вигляді обертового моменту. В процесі обертання шестерні і зубчастого колеса спряжена пара зубів обкатується одне по одному із ковзанням, причому при вході і виході зубів із зачеплення швидкості ковзання досягають максимальних значень. При дії навантаженого зуба шестерні на зуб зубчатого колеса зростає податливість спряженої пари зубів, обумовлена наявністю в зубі сквізних отвору і радіальних пазів, котра приводе до зростання ділянки контакту. А при збільшенні ділянки контакту, як відомо, знижуються контактні напруження. Крім того, при збільшенні ділянки контакту діюче корисне навантаження розсіюється по більшій поверхні зуба, що призводить до зменшення величин ізгибного моменту і, як наслідок, до зниження напружень ізгину. Наявність сквізних отворів, які переходять у сквізні радіальні пази по всій довжині зубів, призводить до допоміжного проходження через них визначених об'ємів охолоджуваної рідини, що супроводжується більш інтенсивним відводом тепла і зниженням температурі в зоні контакту зубів. Слід також відмітити, що підвищена податливість спряжених пар зубів призводить в процесі навантаження до більш плавного входу і ви ходу зубів із зачеплення, у зв'язку із чим зменшується ударне навантаження зачеплення, котре в цілому супроводжується покращенням віброакустичних характеристик пропонованої зубчастої передачі. Економічний ефект від впровадження пропонованого технічного рішення слід очікувати за рахунок зниження контактних і ізгибних напружень, котрі призводять до підвищення навантажувальної здатності зубчатої передачі, збільшення строку служби і ефективності вцілому. Суспільна користь технічного рішення, що заявляється, заклечається у суттєвому покращенні віброакустичних характеристик зубчатої передачі за рахунок зниження вібрації і гаму (промсанітарія) внаслідок збільшення податливості зачеплення, зв'язаного з наявністю в зубах шестерні сквізних отворів і радіальних пазів. 5 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 38940 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601