Черв’ячна передача

Реферат: Черв'ячна передача містить черв'як і сполучене з черв'яком черв'ячне колесо. Витки черв'яка в осьовому перерізі є комбінацією опуклої головки і прямолінійної ніжки, які мають загальну дотичну в місці їх сполучення. Поверхні зубців колеса опуклі, огинають прямолінійні ніжки і опуклі головки витків черв'яка. UA 99975 U (12) UA 99975 U UA 99975 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до машинобудівної галузі і може бути використана у важко навантажених приводах технологічних і транспортних машин широкого призначення. Відома черв'ячна передача, що містить циліндричний черв'як, профілі головок і ніжок витків якого в осьовому перерізі обкреслені відрізками прямих (архімедовий черв'як), та черв'ячне колесо (див. Ф.Л. Литвин. Теория зубчатых зацеплений. - М.: Наука, 1968. - 584 с.). Недоліком відомої черв'ячної передачі є її недостатньо висока навантажувальна здатність через малі значення критерію контактної міцності ніжок зубів черв'ячного колeса. Найбільш близькою до пропонованого технічного рішення є черв'ячна передача, що містить циліндричний черв'як, профіль ніжки витка якого має увігнуту форму, профіль головки витка черв'яка має випуклу форму, випукла і увігнута ділянки профілів сполучені перехідною ділянкою, а також сполучене з черв'яком черв'ячне колесо (див. А. св. СРСР № 1672039 МПК F16H 1/16, опубл. у 23.08.1991, бюл. № 31 - найближчий аналог). Недоліком відомої черв'ячної передачі є її недостатньо висока навантажувальна здатність через високі значення контактних напруг у зоні контакту робочих поверхонь та спеціальний інструмент для виконання профілю черв'яка. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення черв'ячної передачі шляхом того, що витки черв'яка в осьовому перерізі є комбінацією опуклої головки і прямолінійної ніжки, які мають загальну дотичну в місці їх сполучення, а поверхні зубців колеса, що огинають прямолінійні ніжки і опуклі головки витків черв'яка є опуклими, що приведе до підвищення здатності навантаження. Поставлена задача вирішується тим, що у черв'ячній передачі, що містить черв'як, і сполучене з черв'яком черв'ячне колесо, згідно з корисною моделлю, витки черв'яка в осьовому перерізі є комбінацією опуклої головки і прямолінійної ніжки, які мають загальну дотичну в місці їх сполучення, а поверхні зубців колеса - опуклі, що огинають прямолінійні ніжки і опуклі головки витків черв'яка. Осьові профілі прямолінійної ніжки і опуклої головки витка черв'яка описуються рівняннями:       профіль ніжки витка r1  r1 u  u  cos  t  i1  sin  t  k 1    профіль головки витка r1  r1 u  r0 / cos   i1  P  inv  (1) (2) де: 30  t  20  - осьовий кут профілю витка на ділильному циліндрі, де профілі головки і ніжки мають загальну дотичну;  - кут дуги увігнутої ніжки витка, що визначає точку дотику його із зубом колеса; межі значення u  0,umax  , де umax визначають з рівняння umax  hf / cos  t  m / cos  t , 35 hf  m - робоча висота ніжки витка (без врахування радіального зазору в черв'ячній передачі), r0  P / tg 2  t  tg 2  - радіус основного циліндра евольвентного черв'яка; P  r1  tg - параметр гвинтової лінії на ділильному циліндрі черв'яка з радіусом r1  m  q / 2 ; 40 45 (чисельне значення P однакове для черв'яка, що заявляється, і для евольвентного черв'яка);   arctgZ1 / q - ділильний кут підйому витків черв'яка; (для евольвентного черв'яка і черв'яка, що заявляється, він однаковий); inv   tg   - інволютна функція змінного параметра  профілю (2). Використання черв'ячної передачі з таким профілем ніжки та головки витка черв'яка дозволить знизити контактну напругу і, відповідно, збільшити ресурс передачі, а також знизити негативний вплив ударного навантаження, яке виникає в початковій точці першої фази зачеплення витків черв'яка із зубами колеса. На фіг. 1 зображено торцевий переріз черв'ячної передачі, де X 1O1Z1 - система координат, сполучена з черв'яком; X 2O2 Z 2 - нерухома система координат; X 22O22 Z 22 - система координат, сполучена з черв'ячним колесом; r2  2 - відстань між системами координат X 2O2Z 2 50 і X 1O1Z1 ;  2 - кут повороту черв'ячного колеса;  t - осьовий кут профілю витка на ділильному 1 UA 99975 U 5 10 15 циліндрі; 1 - вісь черв'яка; AB - ніжка витка черв'яка, що обкреслена прямою; BC - головка витка черв'яка; на фіг. 2 - зображена перша фаза зачеплення, де 2 - профіль ніжки витка черв'яка; 3 - профіль зуба черв'ячного колеса; 4 - міжосьова лінія; P - параметр гвинтової лінії; V - напрям швидкості витка черв'яка; на фіг. 3 - зображена друга фаза зачеплення. Черв'ячна передача функціонує наступним чином. Черв'як обертається навколо осі 1, при цьому у першій фазі зачеплення прямолінійний профіль ніжки витка черв'яка - пряма AB (фіг. 1), входить в зачеплення з опуклим профілем головки зуба колеса. При цьому їх приведена кривизна, як показують розрахунки, на 33…37 % менша, ніж в контакті витка із зубом у відомій передачі в цій фазі зачеплення. Це призводить до зниження контактної напруги на 18…21 %, що сприяє підвищенню ресурсу передачі і зменшенню негативного впливу удару при вході в контакт витків черв'яка із зубцями колеса. Друга фаза зачеплення, коли контактують опуклий профіль головки витка черв'яка - дуга BC (фіг. 1), із сполученим опуклим профілем зуба колеса, не відрізняється від зачеплення у відомій передачі. Зачеплення витка черв'яка із зубом колеса в першій фазі (фіг. 2), де прямолінійна ніжка витка 2 контактує з опуклою головкою зуба 3; друга фаза зачеплення (фіг. 3), не має відмінностей від контакту опуклої головки витка 2 і опуклої ніжки зуба 3 ніж у відомій передачі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Черв'ячна передача, що містить черв'як і сполучене з черв'яком черв'ячне колесо, яка відрізняється тим, що витки черв'яка в осьовому перерізі є комбінацією опуклої головки і прямолінійної ніжки, які мають загальну дотичну в місці їх сполучення, а поверхні зубців колеса опуклі, що огинають прямолінійні ніжки і опуклі головки витків черв'яка, а осьові профілі прямолінійної ніжки і опуклої головки витка черв'яка описуються рівняннями:       профіль ніжки витка r1  r1 u  u  cos  t  i1  sin  t  k 1    профіль головки витка r1  r1 u  r0 / cos   i1  P  inv  (1) (2) де:  t  20 - осьовий кут профілю витка на ділильному циліндрі, де профілі головки і ніжки мають 30 загальну дотичну;  - кут дуги увігнутої ніжки витка, що визначає точку дотику його із зубом колеса; межі значення u  0, u max , де u max визначаються з рівняння u max  hf / cos t  m / cos t , h f  m - робоча висота ніжки витка (без врахування радіального зазору в черв'ячній передачі), r0  P / tg2 t  tg2  - радіус основного циліндра евольвентного черв'яка; 35 P  r1  tg - параметр гвинтової лінії на ділильному циліндрі черв'яка з радіусом r1  m  q / 2 ; (чисельне значення P однакове для черв'яка, що заявляється, і для евольвентного черв'яка);   arctg Z1 / q - ділильний кут підйому витків черв'яка; (для евольвентного черв'яка ZJ і черв'яка, що заявляється, він однаковий); inv  tg   - інволютна функція змінного параметра  профілю (2). 2 UA 99975 U 3 UA 99975 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4