Різноконтурна зубчаста передача

Різноконтурна зубчаста передача, що містить зубчасті колеса зовнішнього зачеплення, робочі контури зубів яких обкреслені плавними взаємообгинальними опуклими й увігнутими кривими, яка відрізняє ться тим, що на одному з зубчастих коліс нанесені зуби з евольвентним увігнутим робочим контуром, при цьому сполучені зуби виконані з опуклим робочим контуром, близьким до циклоїдального. Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний в приводах загального і спеціального призначення, переважно для важких режимів навантаження. Відома зубчаста передача з евольвентним зачепленням [див., наприклад, Гавриленко Β.Α. "Основы теории эвольвентной зубчатой передачи". Л.: Машинобудування, 1969. - 432с.]. Низька контактна міцність і високий знос зубчастих коліс відомої передачі зовнішнього зачеплення є наслідком контакту опуклих поверхонь зубів і відсутності сприятливих умов для утворення масляного клина в зоні контакту. Недостатня навантажувальна здатність евольвентної передачі зовнішнього зачеплення збільшує габарити і масу приводу, знижує ресурс роботи. Ці недоліки усун уті в іншій відомій зубчастій передачі з вихідним контуром на базі зачеплення Новикова, обкреслених відрізками плавних кривих зі зміщенням ділянок профілю ніжки і голівки зуба щодо осі симетрії, величина зміщення ділянок профілю обрана в межах 0,3-0,5 модуля зачеплення [див., наприклад, опис до авторського свідоцтва СРСР №735855, МПК F16H1/18, опубл. 25.05.80., Бюлетень №19]. Опукло - увігнутий кон такт зубів: опукла поверхня голівки зуба взаємодіє з увігнутою поверхнею ніжки сполученого зуба підвищує контактну міцність, поліпшує умови утворення масляного клина в зоні контакту і знижує знос зубів. У зв'язку з відсутністю взаємообгинання профілів зубів, зазначена передача не може бути плоскою, а тільки просторовою. При цьому вона має значний осьовий габарит, обумовлений необхідним осьовим перекриттям, а також спеціальною розвитою опорою для компенсації осьових сил, що виникають у зачепленні. Ця передача має підвищену складність виробництва, вимагає тривалого приробляння зубів, чуттєва до погрішностей міжосьової відстані, має низьку надійність, що не дає можливості для її широкого практичного застосування. Найбільш близьким аналогом є передача з циклоїдальним зачепленням [див., наприклад, Литвин Ф.Л. "Теория зубчатых зацеплений" - Μ.: В-во «Наука», 1968р. с.268, мал. 121]. Відома передача і та, що заявляється, мають наступні подібні ознаки: зубчаста передача, що містить зубчасті колеса зовнішнього зачеплення, робочі контури зубів яких (19) UA (11) 82372 (13) C2 (21) a200600596 (22) 23.01.2006 (24) 10.04.2008 (46) 10.04.2008, Бюл.№7, 2008 рік (72) АЛЕКСАНДРОВ ІГОР ВАЛЕНТИНОВИЧ, UA, ВОЛОШИН ОЛЕКСІЙ ІВАНОВИЧ, UA, ЛІСНЯК ГЕННАДІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, U A, СТРЕЛЬНІКОВ ВІКТОР МИКИТОВИЧ, UA (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "НОВОКРАМАТОРСЬКИЙ МАШИНОБУДІВНИЙ ЗАВОД", U A (56) SU 735855, F16H 1/18, 25.05.1980 SU 945525, F16H 1/08, 27.07.1982 SU 992863, F16H 1/06, 30.01.1983 SU 870805, F16H 55/08, 07.10.1981 RU 2134369 C1, F16H 1/06, 55/08, 10.08.1999 RU 2113643 C1, F16H 1/06, 20.06.1998 RU 2236621, F16H 1/06, 55/08, 20.09.2004 3 82372 обкреслені плавними взаємообгинальними опуклими й увігнутими кривими. Таке конструктивне виконання зубів, поряд з перевагами, що виявляються в підвищенні контактної міцності, поліпшенні умов змащення, зменшенні зносу зубів, усуненні осьових сил і зниженні осьового габариту в прямозубій передачі, має істотні недоліки: наявність розділової точки між опуклою й увігнутою частинами профілю зуба, викликає підвищені вимоги до точності формоутворення зубів і зборки передачі. Навіть незначні погрішності, у т.ч. і підвищені навантаження, порушують умови зачеплення, викликаючи значний шумовий ефект, вібрацію, ріст динамічних навантажень, а також інтерференцію зубів і заклинювання передачі. Зазначені недоліки витиснули циклоїдальні передачі з промислового застосування. В основу винаходу покладена задача, - створити передачу, що має високу навантажувальну здатнісь, низький рівень шуму, не чуттєва до короткочасних перевантажень і технологічних погрішностей. Рішення цієї задачі забезпечується за рахунок технічного результату, що полягає в опукло - увігнутому контакті зубів з незмінним знаком кривизни робочого контуру, тобто робочий контур зуба обкреслений тільки опуклою чи тільки увігнутою кривою. Для досягнення цього технічного результату, у різноконтурній зубчастій передачі, що містить зубчасті колеса зовнішнього зачеплення, робочі контури зубів яких обкреслені плавними взаємообгинальними опуклими й увігнутими кривими, - на одному з зубчастих коліс нанесені зуби з евольвентним увігнутим робочим контуром, при цьому сполучені зуби з опуклим робочим контуром виконані не евольвентними. Між відмітними ознаками винаходу і те хнічним результатом, що досягається, мається причиннонаслідковий зв'язок. Для того, щоб при опукло-увігнутому контакті зубів, кривизна кривої робочого контуру кожного зуба не змінювала знак, тобто робочий контур зуба був обкреслений тільки опуклою чи тільки увігнутою кривою, необхідна наступна сукупність відмітних ознак: - нанесення на одному з зубчасти х коліс зубів з евольвентним увігнутим робочим контуром потрібно для того, щоб досягти в зовнішньому зачепленні опукло-увігнутого контакту з використанням оптимального, з погляду технології, увігн утого евольвентного контуру з уба, не чуттєвого до погрішностей міжосьової відстані; - не евольвентні опуклі зуби необхідні для одержання можливостей підбора й оптимізації їхні х геометричних параметрів, по яких сформований увігнутий евольвентний контур сполучених зубів. Виключення з зазначеної сукупності відмітних ознак кожного з них, не забезпечує прояв нової якості: при опукло - увігнутому контакті зубів, кривизна кривої робочого контур у кожного зуба не змінює знак, тобто робочий контур з уба обкреслений тільки опуклою чи тільки увігн утою кривою. 4 Ця нова якість виявляється в корисності запропонованого пристрою: - підвищується навантажувальна здатність, знижується рівень шуму, чутливість до короткочасних перевантажень і технологічних погрішностей, усуваються особливі вимоги до точності технологічного устаткування й інструмента, що робить доступним виробництво пропонованої передачі в умовах загального і важкого машинобудування, знижується трудомісткість і собівартість виробництва. Таким чином, винахід задовольняє умові новизни, тому що в рівні техніки не виявлений аналог, сукупність ознак якого була б ідентична відмітним ознакам винаходу. У виявлених аналогах відсутні відомості, що могли б бути очевидною підказкою фа хівцям для конструювання більш досконалої зубчастої передачі. Основою винаходу є нові знання в галузі конструювання перспективних зубчастих передач для загального і важкого машинобудування, тому що автором запропонована нова різноконтурна зубчаста передача, де на одному з зубчастих коліс нанесені зуби з евольвентним увігн утим робочим контуром, при цьому сполучені зуби з опуклим робочим контуром виконані не евольвентними. У результаті до уже відомих в науці і те хниці параметрів зубчастої передачі додаються нові споживчі властивості. Тому в цьому випадку задача вирішена нетрадиційним шляхом і технічний результат не випливає з очевидністю з раніше відомих властивостей зубчастої передачі. За рахунок цього підвищена навантажувальна здатність, знижений рівень шуму, а також чутливість до короткочасних перевантажень і технологічних погрішностей, усун уті особливі вимоги до точності технологічного устаткування й інструмента, що робить доступним виробництво пропонованої передачі в умовах загального і важкого машинобудування. Усе це свідчить про те, що запропонована різноконтурна зубчаста передача має винахідницький рівень, тому що запропоноване виконання передачі для фахівця явно не випливає з рівня техніки. Винахід, що заявляється, промислове застосовний - він призначений для використання в загальному і важкому машинобудуванні. Розроблено технічне рішення пристрою, що заявляється, у формі розрахунку геометрії і міцності, а також технології зубонарізання. На Фіг. схематично зображене зубчасте зачеплення пропонованої передачі. Різноконтурна зубчаста передача містить зубчасті колеса 1 і 2 зовнішнього зачеплення, які установлені на осях О1 і О2 . Робочі контури опуклих і увігнутих зубів 3 і 4 окреслені плавними взаємообгинальними кривими 5 і 6. На зубчастому колесі 2 нанесені зуби 4 з евольвентним увігнутим робочим контуром 6, при цьому сполучені зуби 3 з опуклим робочим контуром 5 виконані не евольвентними. Зубчаста передача працює наступним чином. При передачі обертання від зубчастого колеса 1 до зубчастого колеса 2, опуклий профіль 5 зуба 3 5 82372 натискає на увігн утий профіль 6 зуба 4, і з огляду на взаємообгинальність сполучених профілів, обертальне рух передається з постійним передатним відношенням. При наявності технологічних неточностей чи деформацій, викликаних великими крутильними моментами, може змінитися міжосьова відстань О1-О 2. У цьому випадку евольвентні профілі 6, які не чуттєві до флуктуацій міжосьової відстані, перешкодять стрибку передатного відношення і збережуть його постійним, що усуне динамічні навантаження в зачепленні, знизить шумовий ефект і Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 вібрацію, запобіжить інтерференції зубів і заклинювання передачі. Таким чином, запропоноване конструктивне виконання різноконтурної зубчастої передачі, при опукло - увігн утому контакті зубів, кривизна кривої робочого контуру кожного зуба не змінює знак, тобто робочий контур з уба обкреслений тільки опуклою чи тільки увігн утою кривою, що значною мірою підвищує навантажувальну здатність, плавність і ресурс роботи передачі, робить її стійкої до перевантажень і технологічних відхилень. Підписне Тираж 26 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