Черв’як

Реферат: Заявлений черв'як містить витки. Витки на робочій стороні виконано з увігнутим осьовим профілем, а на неробочій - з опуклими, які нарізано стандартним різцем за рівняннями:    u  sin  u  sin  д  1  n  0,5  w ƒ  tg  д  1  n  n  rƒ  x1  ;  cos    z1  u  sin  u  cos  д  1  n  0,5  w ƒ  P  ;  (1),    u  cos  u  rƒ  1  n 2     arc tg  .  u  sin  u  sin  д  1  n  0,5  w ƒ  tg  д  1  n  n  rƒ       де: u - незалежна змінна; w ƒ - осьова ширина западин витків черв'яка;           u - кут різальних кромок різця; rƒ - радіус западин витків черв'яка; n - коефіцієнт зрушення різця;  - кут повороту черв'яка при його виготовленні;  UA 105351 C2 (12) UA 105351 C2  д - кут підйому витків черв'яка на ділильному циліндрі; P - гвинтовий параметр черв'яка. Верхні знаки у рівняннях належать до опуклої сторони витка, нижні - до увігнутої сторони витка. UA 105351 C2 5 10 15 20 Винахід належить до галузі машинобудування і може бути використаний при проектуванні нереверсивних черв'ячних передач механічних приводів. Відомо черв'яки ZA і ZN, які є лінійчастими гелікоїдами із симетричним осьовим профілем витків, що нарізуються різцем з прямолінійною різальною кромкою (див. Люкшин B.C. Теория винтовых поверхностей в проектировании режущих инструментов. М: Машиностроение, 1967. 372 с.). Недоліком відомих черв'яків є невисока контактна міцність у зачепленні із зубами черв'ячних коліс. Це пояснюється тим, що витки цих черв'яків і зуби черв'ячних коліс, що контактують з ними, утворюють пари взаємоогинаючих поверхонь з досить великою наведеною кривиною, що створює в зоні контакту значну контактну напругу. Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого винаходу є евольвентний черв'як ZJ з опуклими витками (див. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М.: Наука, 1968. - 584 с. - прототип). Недоліком відомого черв'яка є те, що його опуклі витки взаємодіють з опуклими робочими поверхнями зубів черв'ячного колеса. В результаті приведена кривина цих поверхонь має великі чисельні значення, що є причиною підвищеної контактної напруги в зоні їх дотику і, як наслідок, - недостатньої їх контактної витривалості і невисокого ресурсу черв'ячної передачі. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення черв'яка ZJ шляхом того, що одна із сторін витків є з увігнутим осьовим профілем, а друга - має опуклий профіль, що приведе до зниження контактної напруги і, відповідно, підвищення ресурсу передач, а також призводить до підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД). Поставлена задача вирішується тим, що у черв'яку ZAJN з витками, згідно з винаходом, виток на робочій стороні виконано з увігнутим осьовим профілем, а на неробочій - з опуклим, які нарізано стандартним різцем і описано рівняннями: 25    u  sin  u  sin  д  1  n  0,5  w ƒ  tg  д  1  n  n  rƒ  x1  ;  cos   , z1  u  sin  u  cos  д  1  n  0,5  w ƒ  P  ;     u  cos  u  rƒ  1  n2     arc tg  .   u  sin  u  sin  д  1  n  0,5  w ƒ  tg  д  1  n  n  rƒ               (1)  де: u - незалежна змінна; w ƒ - осьова ширина западин витків черв'яка; 30  u - кут різальних кромок різця; rƒ - радіус западин витків черв'яка; n - коефіцієнт зрушення різця;  - кут повороту черв'яка при його виготовленні; 35  д - кут підйому витків черв'яка на ділильному циліндрі; P - гвинтовий параметр черв'яка. Верхні знаки у рівняннях належать до опуклої сторони витка, нижні - до увігнутої сторони витка. Межі зміни незалежної змінної u визначаються рішенням рівнянь: uH  uK  40  , (2)  , (3) 2  B  B2  4  A  C  rƒ 2 A 2  B  B 2  4  A  C  r 2A де: A  sin 2  u  sin 2  д  1  n  cos 2  u ;      B  sin u  sin  д  1  n  w ƒ  tg  д  1  n  2  n  rƒ  2  rƒ  cos u  1  n2 ; 1 UA 105351 C2      2 C  w ƒ  tg  д  1  n  0,25  w ƒ  tg  д  1  n  n  rƒ  rƒ . На фіг. 1 зображено черв'як ZAJN з ділильним радіусом rд , де одна сторона 1 витка - це робочий профіль, а друга сторона 2 - неробочий профіль, при взаємодії з опуклими зубами 5 колеса 3, на фіг. 2 зображено різець 4 з кутом різальних кромок  u  20  , радіусом западин витків черв'яка rƒ і ділильним радіусом rд , який встановлений зі зміщенням відносно осі черв'яка на величину rх і знаходиться під кутом  х до цієї осі: 0  rх  rƒ ,  х   д 1  n , 10 на фіг. 3 - вид А фіг. 2. Оскільки сторона 1 витка є увігнутою, то в сполученні з опуклими зубами колеса 3 ця пара поверхонь матиме мінімальну наведену кривину, а сторона 2 витка - опукла, і у контакті з опуклими зубами колеса 3 приведена кривина буде істотно вищою. Одна різальна кромка різця 4 з кутом різальних кромок  u  20  , радіусом западин витків черв'яка rƒ і ділильним радіусом rд , який встановлений зі зміщенням відносно осі черв'яка 15 20 ZAJN на величину rх і знаходиться під кутом  х , формує сторону 1 витка черв'яка ZAJN з увігнутим профілем, а інша - сторону 2 витка з опуклим профілем. ККД передачі при роботі увігнутою стороною витків черв'яка ZAJN буде істотно вищий, ніж у передач з відомим черв'яком. Це пояснюється тим, що у черв'яку ZAJN на цій стороні витків менші кути осьового профілю - 8°…18°, проти 19…21 у відомій передачі. Зниження кутів профілю призведе до зменшення сил тертя у зачепленні черв'яка з колесом і, як наслідок, до збільшення ККД черв'ячної передачі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Черв'як, що містить витки, який відрізняється тим, що витки на робочій стороні виконано з увігнутим осьовим профілем, а на неробочій - з опуклими, які нарізано стандартним різцем за рівняннями:    x1  ;  cos    z1  u  sin  u  cos  д  1  n  0,5  w ƒ  P  ;     u  cos  u  rƒ  1  n 2     arc tg  .   u  sin  u  sin  д  1  n  0,5  w ƒ  tg  д  1  n  n  rƒ             u  sin  u  sin  д  1  n  0,5  w ƒ  tg  д  1  n  n  rƒ  30   (1),  де: u - незалежна змінна; w ƒ - осьова ширина западин витків черв'яка;  u - кут різальних кромок різця; rƒ - радіус западин витків черв'яка; n - коефіцієнт зрушення різця;  - кут повороту черв'яка при його виготовленні; 35  д - кут підйому витків черв'яка на ділильному циліндрі; P - гвинтовий параметр черв'яка, де верхні знаки у рівняннях належать до опуклої сторони витка, нижні - до увігнутої сторони витка. 2 UA 105351 C2 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3