Зубчата передача

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых редукторах как в односторонним, так и реверсивным направлением вращения колес, работающих при перекосах осей, вызванных погрешностями изготовления и монтажа, износом и деформацией колес, валов и подшипниковых узлов. Известна прямозубая цилиндрическая передача (Авт. св. СССР №602715, кл. F16H1/00, 1978), одно из колес, которой имеет продольную бочкообразную модификацию зубьев. Недостатком данной передачи является уменьшенная в продольном направлении зуба площадка мгновенного контакта и, поэтому, пониженная нагрузочная способность. Известна зубчатая передача (Авт. св. СССР №1240976, кл. F16H1/08, 1986, прототип), содержащая два колеса на параллельных осях, у которых зубья ведущего колеса в продольном направлении выполнены двояковыпуклыми, а зубья ведомого колеса - двояковогнутыми, с одинаковыми свойствами контактирования при реверсивном направлении вращения колес. Недостатком данной передачи является повышенная чувствительность к перекосам осей, уменьшение при этом нагрузочной способности в результате ликвидации эффекта замыканий мгновенной линии контакта, снижение кинематической точности и возникновение вибрации в результате нарушения постоянства передаточного отношения передачи. Кроме того, известная передача обладает сложностью и ограниченностью способов формообразования поверхностей зубьев, низкой технологичностью изготовления. В основу предложенного изобретения поставлена задача повышения нагрузочной способности зубчатой передачи, содержащей два колеса на параллельных осях, у которых зубья ведущего колеса в продольном направлении выполнены двояковыпуклыми, а зубья ведомого .колеса - двояковогнутыми, с одинаковыми свойствами контактирования при реверсивном направлении вращения колес, работающей при перекосах осей, за счет увеличения площадки мгновенного контакта вдоль зуба, повышения кинематической точности за счет обеспечения постоянства передаточного отношения, расширения технологических возможностей изготовления за счет простоты получения требуемых поверхностей зубьев высокопроизводительными способами зубообработки. Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что боковая поверхность зубьев ведущего колеса, имеющая двояковыпуклую форму вдоль линии зуба, выполнена в виде двухпараметрической огибающей инструментальной поверхности реечного типа, причем первый параметр огибания определяет постоянное передаточное отношение станочного зацепления, а второй согласованное перемещение колеса вдоль своей оси и поворота этой оси таким образом, чтобы образующая по длине боковой поверхности зуба представляла собой дугу окружности заданного радиуса в заданной плоскости, а боковая поверхность зубьев ведомого колеса, имеющая двояковогнутую форму вдоль линии зуба, выполнена в виде двух параметрической огибающей боковой поверхности зуба ведущего колеса, причем первый параметр огибания определяет заданное передаточное отношение передачи, а второй - согласованное перемещение вдоль свой оси ведомого колеса в зависимости от величины перекоса осей и перемещения вдоль своей оси ведущего колеса. В процессе эксплуатации передачи зубчатые колеса имеют возможность самоустановки или регулируемой установки вдоль своих осей для компенсации перекоса осей. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано станочное зацепление колеса с рейкой, при формообразовании боковой поверхности зуба ведущего колеса; на фиг.2 - разрез этого зацепления плоскостью A - A; на фиг.3 - станочное зацепление колеса с инструментом при формообразовании боковой поверхности зуба ведомого колеса; на фиг.4 - разрез B - B этого зацепления и принцип работы передачи в целом. Боковая поверхность зуба ведущего колеса 1 (фиг.2) представляет собой двухпараметрическую огибающую поверхность рейки 3 при относительном движении, причем первый параметр устанавливает зависимость угла поворота j1 ведущего колеса вокруг своей оси и прямолинейного перемещения рейки на величину j1R1, где R1 - радиус делительной окружности ведущего колеса. Второй параметр устанавливает зависимость угла поворота b оси колеса в плоскости A - A, проходящей через линию зацепления, и величины перемещения l = O1O'1 колеса вдоль своей оси таким образом, чтобы а нормальном сечении плоскостью A - A линия зуба представляла дугу окружности радиуса Rи = KOи. Если вращать колесо вокруг точки Oи боковая линия зуба в сечении A - A будет представлять собой дугу окружности радиуса Rи и контактировать с инструментальной поверхностью в точке K. При этом центр колеса O1 переместится в точку O1" по дуге окружности радиуса Rш = O1Oи. Это практически можно осуществить, нарезая зубчатое колесо зуборезной головкой радиуса Rи с осью, проходящей через точку Oи, перпендикулярно плоскости A - A. Однако это трудоемко и не технологично, особенно при обработке зубьев с обеих сторон. Более простым способом в практическом плане является поворот оси колеса на угол b с одновременным перемещением центра колеса вдоль своей оси на величину O1O'1. При этом точка контактирования переместится с K в K', а центр, вокруг которого поворачивается колесо из точки Oи в точку O'и. Величина перемещения l = f(b, Rш ) определяется из соотношения: Тогда где Устанавливая другую зависимость l = f(b, Rш ), можно получить продольную модификацию в виде другой кривой или ломанной прямой. При установлении зависимости l = f(b, Rш , j1) можно обеспечить постоянный радиус кривизны в любом продольном нормальном сечении поверхности зуба. Аналогичным образом получается противоположная сторона двояковыпуклого зуба ведущего колеса. В этом случае рассматривается сечение Б - Б и центр Oи кривизны образующей будет расположен с другой стороны зуба. Боковая поверхность зуба ведомого колеса 2 (фиг.4) представляет собой двухпараметрическую огибающую поверхность зуба ведущего колеса при относительном движении, причем первый параметр устанавливает зависимость угла поворота j2 ведомого колеса вокруг своей оси от угла поворота j1 ведущего колеса, т.е. определяет заданное передаточное отношение передачи. Второй параметр устанавливает зависимость величины перемещения k = O2O'2 ведомого колеса вдоль своей оси от величины угла перекоса b оси ведущего колеса и перемещения l ведущего колеса вдоль своей k = f(b, l). Если рассматривать угол перекоса b в плоскости B - B, то величина но O1M = O1O'1 = l, т.к. точка O1 лежит на пересечении сторон NO'1 и MF двух одинаковых прямоугольных треугольников FMO'и и NO'1O'и с общим острым углом b. Следовательно, Передача работает следующим образом. Если отсутствует перекос осей ведущее колесо 1 контактирует с ведомым колесом 2 по линии LKP (фиг.4). В реальных условиях при перекосе осей на угол b, под действием осевой составляющей передаваемого усилия центр ведущего колеса перемещается вдоль своей оси из точки O1 в точку O'1, а центр ведомого колеса - из точки O2 в точку O'2 и контактирование осуществляется по линии L'K'P'. Также возможно применение специальных устройств для установки требуемых положений колес на своих осях. Таким образом, передача имеет максимально возможную площадку мгновенного контакта вдоль контактируемых зубьев при перекосе осей колес, что способствует распределению передаваемого усилия по длине зуба и, тем самым, повышению нагрузочной способности передачи. Передача сохраняет постоянное передаточное отношение, т.к. это учитывается в процессе формообразования зубьев. Это снижает вибрацию и неблагоприятные динамические явления. В технологическом плане изготовление зубчатых колес передачи можно осуществлять известными высокопроизводительными способами, т.к. при нарезании ведущего колеса заготовки, а при нарезании ведомого колеса инструмент совершают простые поступательные и вращательные движения и не требуется переустановки заготовки или инструмента.