Зубчата передача багатопарного зачеплення (варіанти)

УКРАЇНА (19) UA (11) 74928 (13) C2 (51) МПК F16H 1/10 (2006.01) МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ЗУБЧАТА ПЕРЕДАЧА БАГАТОПАРНОГО ЗАЧЕПЛЕННЯ (ВАРІАНТИ) 1 2 (13) 74928 (11) значеннями напруги згину, що визначається зусиллям навантаження на крайні зуби в секторі багатопарного зачеплення де головка зуба внутрішнього колеса опирається в основу зуба зовнішнього колеса. Другим недоліком є той факт, що при виготовленні такої передачі потрібно використовувати станки, що нарізають зуби з модулем 0.5мм і менше при відносно великому числі зубів (300 і більше). Другий недолік усувається в планетарній системі, що містить центральні колеса з внутрішніми зубами і взаємодіючі з ними сателіти з зовнішніми зубами, балансири та ексцентрики, котра є найбільш близькою по технічній сутності до пропонованої. Центральні колеса і сателіти мають малу різницю чисел зубів, а їхнє зачеплення відбувається в серпоподібній області перекриття зубів по кривій, розташованій по один бік від прямої, що проходить через центри колеса і відповідного сателіта, (див. патент СІЛА №5505668, М. Кл. Р 16 Н 1/32 від 9.04.1996р.). Така конструкція дозволяє будувати зубчаті передачі багатопарного зачеплення з довільним модулем і класичним профілем зубів, висота яких більша від товщини в 1.6 рази. Як і в першому випадку, недоліком відомої зубчатої передачі є той факт, що крайні зуби в секторі багатопарного зачеплення працюють на згин і обмежують граничні навантаження передачі багатопарного зачеплення. Крім того, забезпечення ба UA Винахід відноситься до галузі машинобудування, а саме, до передач з двома зубчатими колесами, що входять в зачеплення, з паралельними осями і з внутрішніми зубами на одному із коліс і може бути використана в приводах машин, агрегатів та механізмів для передачі силового навантаження з підвищеним крутним моментом. Відома зубчата дрібномодульна передача внутрішнього багатопарного зачеплення (патент України №8058 від 26.12.1995р, кл. Р16 Н 1/10), що складається із жорстких внутрішнього і зовнішнього зубчатих коліс з малою різницею чисел зубів, осі яких є паралельними, а вісь внутрішнього зубча того колеса зміщена в площині зачеплення на величину А, що визначається із співвідношення: А=К*Е+L, де: Е- величина розрахункової міжосьової відстані; К = -0.50-+0.99 - експериментальне визначений коефіцієнт зміщення осі внутрішнього зубча. того колеса відносно його номінального положення; L - величина сумарних незалежних випадкових величин люфтів передачі. Вказана передача передбачає наявність в секторі багатопарного зачеплення великого числа дрібномодульних зубів класичного профілю, висота яких більша від товщини в 1.2-1.6 рази. Така конструкція зубчатої передачі має два суттєвих недоліки, перший з яких полягає в тому, що зуби в секторі зачеплення працюють на згин, а допустимі навантаження передачі обмежуються граничними C2 зубами, зачеплення яких відбувається в серпоподібній області перекриття зубів по кривій зачеплення, розташованій по один бік від прямої, що проходить через центри колеса і сателіта, яка відрізняється тим, що зуби колеса і сателіта виконані по висоті меншими від їх товщини. 2. Зубчата передача багатопарного зачеплення, що містить зовнішнє колесо з внутрішніми зубами і взаємодіючий з ним сателіт з зовнішніми зубами, зачеплення яких відбувається в серпоподібній області перекриття зубів по кривій зачеплення, яка відрізняється тим, що крива зачеплення зубів розташована по обидва боки від прямої, що проходить через центри колеса і сателіта. (19) (21) 2004031976 (22) 17.03.2004 (24) 15.02.2006 (46) 15.02.2006, Бюл. № 2, 2006 р. (72) Лиховид Юрій Макарович (73) Лиховид Юрій Макарович (56) US 2049696, 1936 US 2250259, 1941 US 5505668, 1996 RU 2051299, 1995 UA 8058, 1995 (57) 1. Зубчата передача багатопарного зачеплення, що містить зовнішнє колесо з внутрішніми зубами і взаємодіючий з ним сателіт з зовнішніми 3 74928 4 гатопарного зачеплення по кривій в такій передачі з радіусом R2 сателіта 3 при повороті на кут α попотребує збільшення ексцентриситету встановказане на фіг.2 пунктиром. При цьому точка а салення сателітів, а це призводить до збільшення теліта 3 переміщується в положення а', а вершина ваги та розмірів балансирів, та виникнення додатб зуба 4 сателіта 3 переміщується в положення б'. кових вібрацій. При повному оберті сателіта 3 на 360° точка б Задачей пропонованого винаходу є підвивершини зуба 4 сателіта 3 описує гіпоциклоїду 9, щення навантажувальної спроможності передачі показану на фіг.2, яка має декілька точок перегину багатопарного зачеплення за рахунок зменшення в полярних координатах з початком в точці, що напружень згину зубів та зменшення вібрацій в співпадає з центром колеса О1. Координати точки передачах багатопарного зачеплення. перегину визначаються другою похідною і показані З цією задача в зубчатій передачі багатопарна фіг.2 як точки б' і б". В першому варіанті зубчасного зачеплення, що містить зовнішнє колесо з тої передачі точка перегину б' гіпоциклоїди 9 знавнутрішніми зубами і взаємодіючий з ним сателіт з ходиться за межами області перекриття 8. Паразовнішніми зубами, чиє зачеплення відбувається в метри евольвенти зуба 2 центрального колеса 1 і серпоподібній області по кривій, розташованій по зуба 4 сателіта 3 вибрані в відповідності до профіодин бік від прямої, що проходить через центри лю ділянки б — б' гіпоциклоїди 9 відомими матеколеса і сателіта, зуби виконані по висоті меншими матичними методами, в результаті чого забезпевід їх товщини. чується ефект багатопарного зачеплення в області В другому варіанті конструкції зубчатої пере8 перекриття зубів, як це показано на фіг. 1. При дачі багатопарного зачеплення, що містить зовніцьому контакт зубів 4 і 2 в секторі зачеплення 5 шнє колесо з внутрішніми зубами і взаємодіючий з відбувається по криволінійній траєкторії, що знаним сателіт з зовнішніми зубами, чиє зачеплення ходиться по один бік прямої 7, що перетинає відбувається в серпоподібній області по кривій, центри О2 сателіта 2 і О1 зовнішнього колеса 1. зуби виконані по висоті меншими від їх товщини, а В відповідності до кінематичної схеми на фіг.2 крива зачеплення зубів розташована по обидва другому варіанту конструкції зубчастої передачі, боки від прямої, що проходить через центри колещо показана на фіг.3., відповідає точка перегину б' са і сателіта. гіпоциклоїди 9, коли вона знаходиться на межі Сутність винаходу пояснюється кресленнями, області перекриття 8. В цьому варіанті контакт де на фіг.1 зображено поперечний переріз запрозубів 4 і 2 в секторі зачеплення 5 відбувається по понованої зубчатої передачі, на фіг.2 показана криволінійній траєкторії, що знаходиться по обидкінематична схема руху зуба сателіта запропонова боки прямої 7, що перетинає центри О2 сателіваної зубчастої передачі, на фіг.3 зображено друта 2 і О1 зовнішнього колеса 1. гий варіант зубчастої передачі, а на фіг.4 зобраПеревага запропонованої конструкції зубчасжено у збільшеному масштабі контакт зубів в тої передачі полягає в тому, що осьовий момент секторі багатопарного зачеплення для запропоноопору WS перерізу зуба зусиллям, що його згинаваної і відомої зубчатих передач. ють, квадратично залежить від товщини зуба S. Запропонована зубчата передача багатопарТаким чином, для запропонованої зубчатої пеного зачеплення на фіг.1, фіг.3 містить нерухоме редачі значення моменту опору WS визначається колесо 1 з внутрішніми зубами 2, кількість яких через ширину зуба b і його товщину s як WS = рівна Z1, та рухомий сателіт 3 із зовнішніми зубами bs2/6. При багатопарному зачепленні зусилля М 4 числом Z2. Передаткове число передачі станокрутного моменту розподілюється на всі зуби, що вить i = Z1/ Z2. Сателіт 3 взаємодіє з зовнішнім знаходяться в секторі багатопарного зачеплення. колесом 1 в секторі 5 по кривій 6, що розташована В відповідності до цього величина напруження σ по один бік прямої 7, котра проходить через визначається як центри колеса О1 і сателіта О2. Зуби 2 та 4 відпоMr 6 * (4) відно колеса 1 і сателіта 3 виконані по висоті менn (bs2 ) шими в 1.1 -2 рази від їх товщини. Для забезпеде n - число пар зубів, що знаходяться в зачечення багатопароного зачеплення зубів такої пленні в серпоподібній області 8, г > 1 - коефіцієнт, форми сателіт 3 зміщений в площині зачеплення що враховує нерівномірність розподілу зусиль між на відповідну величину ексцентриситету е. зубами в секторі багатопарного зачеплення. Якщо Робота зубчастої передачі відбувається нав тій же області багатопарного зачеплення нарізаступним чином (див. Фіг.2). На фіг.2 радіусом R1 ти в k раз більше дрібномодульних зубів класичнопозначені границі кола виступів колеса 1 і R2 – го профілю (див Фіг.4), то їх товщина s' відповідно коло впадин сателіта 3. Взаємодія колеса 1 і сатезменшиться в стільки ж разів, тобто s' = s/k, а літа 3 відбувається в серпоподібній області 8 пеосьовий момент опору Ws’ згину такого зуба вирекриття зубів, що заштрихована на фіг.2. Сателіт значається як Ws’ = bs2/(6k2). При цьому теж 3 має зуби 4, один із яких показано на фіг.2 в висаме зусилля М крутного моменту розподілюгляді відрізка аб з його найвіддаленішою від ється на nk пар зубів. В такому випадку значення центра О2 точкою б, причому довжина відрізка аб напруження σ’ визначиться як = Н і більша від максимальної висоти h перекриття зубів в серпоподібній області 8, що заштрихована Mr 6k 2 * (5) на фіг.2. Під час роботи передачі центр О2 сателіnk (bs2 ) та 3 описує коло діаметром 2*е, а при повороті Після скорочення в виразі (5) чисельника і сателіта 3 на деякий кут α його центр О2 повертазнаменника на k отримаємо співвідношення ється навколо осі О1 на відповідний кут і переміσ’=σ*k. щується в положення О’2. Положення кола впадин 5 74928 6 Таким чином, в запропонованій зубчатій перепередачі менша ніж у відомої, що дає можливість дачі напружень на зуби менша в k разів. На пракзначно зменшити величину вібрацій в передачах тиці запропонована конструкція дозволяє збільшибагатопарного зачеплення. ти навантажувальну спроможність передачі, як Дослідно-конструкторський зразок пропоновамінімум, в півтора рази в порівнянні з відомими ної передачі виготовлений і досліджений в складі передачами багатопарного зачеплення з класичряду редукторів багатопарного зачеплення, на які ною формою зубів. Крім того, при рівних умовах подані заявки на винахід. величина ексцентриситету е у запропонованої Комп’ютерна верстка M. Клюкін 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