Малошумна косозуба зубчаста передача

Косозуба зубчаста передача, яка складається із шестірні і колеса з розташованими на них зубами, які знаходяться між собою в зачепленні, яка відрізняється тим, що шестірня і колесо виконані двовінцевими шляхом розділення вінців шестірні і колеса на дві рівні частини кільцевими канавками шириною с = 10...14 мм, причому другі вінці шестірні і колеса повернуті в окружному напрямку відносно перших вінців шестірні і колеса відповідно на кути φ1 і φ2, крім того, прямолінійні твірні бічних поверхонь зубів вінців шестірні замінені криволінійними твірними з радіусом кривизни 2 32 S cos 2 , а зуби вінців шестірні R bw c і колеса характеризуються нестандартним профі лем, який має висоту головки han = 1,25mn і кут зачеплення αwn=17,5°, при цьому кути φ1 і φ2 мають вигляд: r2 r2 1 1 2 1m in 1 b1 ; 1 arccos 2 2r1 r 2 b1 1m in 2 * 2 r2 ra2 1 1min 2 arccos , 2 * 2r2ra2 де bw - ширина зубчастого вінця шестірні (колеса); β - кут нахилу зубів; ∆ = 0,0075...0,02 мм - параметр криволінійності твірних бічних поверхонь зубів вінців шестірні в торцях; mn - модуль зачеплення в нормальному перерізі; Винахід відноситься до галузі машинобудування. Відома прямозуба зубчаста передача, яка складається із шестерні і колеса з розташованими на них евольвентними зубами, котрі шляхом взаємодії одне з одним здійснюють передачу обертання і навантаження від одних валів іншим валам машин і механізмів [1]: Часовников Л.Д. Передачи зацеплением. Зубчатые и червячные. Изд - во «Машиностроение», М.,1969. Недоліком даної зубчастої передачі є великий гам і невисока навантажувальна здатність, що виключає можливість її використання при високих окружних швидкостях. Найбільш близьким по технічній сутності до пропонованого рішення є косозуба зубчаста передача, яка складається із шестерні і колеса з розташованими на них під кутом до осей обертання евольвентними зубами [2]: Кудрявцев В.Н., Державец Ю.А., Глухарев Е.Г. Конструкции и расчет бічних профілів зубів шестірні; 2 , 2 1 mnz1 sin w n 2 cos 2 mnz2 sin w n 2 cos - радіуси кривизни евольвентних бічних профілів зубів шестірні і колеса в полюсі зачеплення; z1, z2 числа зубів шестірні і колеса; - радіуси дільr1 mn z1 2 cos , r2 mn z 2 2 cos никових окружностей шестірні і колеса; rb1 r1 cos wn - радіус основної окружності шес* тірні; ra2 mn (2,5 z 2 cos ) 2 - радіус окружності вершин зубів колеса. C2 r 2 - мінімальний радіb2 (13) 2 90054 * ra2 (11) кривизни 2 UA ус 1 (19) 1min 3 90054 4 зубчатых передач редукторов. - Л.: Машиностроеі φ2, крім того, прямолінійні твірні бічних поверхонь ние, 1971. - 328с. зубів венців шестерні замінені криволінійними твіНедоліком відомої зубчастої передачі, не диврними з радіусом кривизни лячись на підвищення плавності і малошумності за R bw c 2 32 S cos2 , а зуби венців шестерні рахунок зниження шуму і вібрації, на підвищення і колеса характеризуються нестандартним профінавантажувальної здатності, досі залишається лем, який має висоту голівки han=1,25mn і кут зачепроблема зниження шуму і зростання навантажуплення wn=17,5°, при цьому кути φ1 і φ2 знаховальної здатності. дяться, виходячи із отриманих виразів. Задача винаходу - зниження шуму зубчастої Порівняння заявляємого технічного рішення передачі і суттєве підвищення її навантажувальної не лише з прототипом, але й з іншими технічними здатності. рішеннями в даній галузі техніки, не виявило в них Для рішення задачі в косозубій зубчастій пепризнаки, які відрізняють технічне рішення, що редачі, яка складається із шестерні і колеса з роззаявляється, від прототипу, що дозволяє зробити ташованими на них зубами, які знаходяться між висновок про відповідність критерію «винахідницьсобою в зачепленні, відрізняється тим, що шестекий рівень». рня і колесо виконані двохвенцовими шляхом розНа Фіг.1 зображена одноступінчата косозуба ділення венців шестерні і колеса на дві рівні часзубчаста передача, на Фіг.2 - розташування косих тини кільцевими канавками шириною с=10...14мм, зубів на венцях шестерні, на Фіг.3 і 4 - профілі стапричому другі венці шестерні і колеса повернуті в ндартного і нестандартного зубів, а на Фіг.5 - лінія окружному направленні відносно перших венців зачеплення і параметри зачеплення зубів. шестерні і колеса відповідно на кути φ1 і φ2, крім У відповідності з Фіг.1-5 маємо наступні познатого, прямолінійні твірні бічних поверхонь зубів чення: ω1, ω2 – кутові швидкості шестерні і колеса; венців шестерні замінені криволінійними твірними bw - ширина зубчастого венця шестерні (колеса); с з радіусом кривизни R bw c 2 32 S cos2 , а - ширина кільцевої канавки; D1, D2 - діаметри окружностей розташування болтів шестерні і колезуби венців шестерні і колеса характеризуються са; β - кут нахилу зубів; l -величина осьового пенестандартним профілем, який має висоту голівки рекриття зубів; с' - ширина кільцевої канавки у наhan=1,25mn і кут зачеплення αwn=17,5°, при цьому прямку довжини косих зубів; R - радіус твірних кути φ1 і φ2 мають вигляд: бічних поверхонь зубів шестерні; bm - довжина 2 r2 r 1 1 2 1m in зубів кожного із венців шестерні (колеса); ∆=rf1φ1 arccos 1 b1 1 величина зміщення зубів другого венця шестерні 2 2r1 r 2 відносно зубів першого венця шестерні; φ1, φ2 – b1 1m in ; кути повороту других венців шестерні і колеса від2 носно перших венців шестерні і колеса; h=ha+hf, 2 * 2 r ra2 1 1min 2 hn=han+hfn - висота зубів стандартного і нестандар2 arccos тного профіля; ha, han - висота головки зубів стан* 2r2ra2 , дартного і нестандартного профіля; hf, hfn - висота де bw - ширина зубчастого венця шестерні (коніжки зубів стандартного і нестандартного профілеса); β - кут нахилу зубів; ∆=0,0075...0,02мм - паля; ∆h - збільшення висоти головки (ніжки) зубів раметр криволінійності твірних бічних поверхонь шестерні і колеса; О1, О2 - центри обертання шесзубів венців шестерні в торцях; mn - модуль зачептерні і колеса; NN - лінія зачеплення; N1N2 - теорелення в нормальному перерізі; тична довжина лінія зачеплення; wn - кут зачеплення зубів нестандартного профіля; а1b1, ab * 2 2 - мінімальний радіус ra2 rb2 практична довжина лінії зачеплення зубів нестан1min 1 2 дартного і стандартного профіля; р - полюс зачепкривизни бічних профілів зубів шестерні; лення зубів; r1, r2 - радіуси дільникових окружнос2 2 1 mnz1 sin wn 2 cos , 2 mnz2 sin wn 2 cos , тей шестерні і колеса; rb1, rb2 - радіуси основних - радіуси кривизни евольвентних бічних профілів окружностей шестерні і колеса; rf1, rf2 - радіуси зубів шестерні і колеса в полюсі зачеплення; z1, z2 окружностей впадин шестерні і колеса з зубами числа зубів шестерні і колеса; * стандартного профіля; rа1, ra2 - радіуси окружносr1 mnz1 2 cos , r2 mnz2 2 cos , - радіуси дільтей виступів шестерні і колеса з зубами стандартникових окружностей шестерні і колеса; ного і нестандартного профіля; lmin – мінімальний rb1 r1 cos wn - радіус основної окружності шесрадіус кривизни евольвентних зубів нестандартно* го профіля шестерні. терні; ra2 mn (2,5 z 2 cos ) 2 - радіус окружносКосозуба зубчаста передача складається із ті вершин зубів колеса. шестерні, яка має лівий 1 і правий 2 венці, і зубчаЗіставлювальний аналіз з найбільш близьким стого колеса, який включає лівий 3 і правий 4 венаналогом показує, що косозуба зубчаста передаці. При цьому на лівому і правому венцях шестерні ча, що заявляється, відрізняється тим, що шестерозташовані косі зуби 5 і 6, а на аналогічних венрня і колесо виконані двохвенцовими шляхом розцях колеса - косі зуби 7 і 8. ділення венців шестерні і колеса на дві рівні Венці шестерні і колеса відділені один від одчастини кільцевими канавками шириною ного однаковими кільцевими пазами 9 і 10 ширис=10...14мм, причому другі венці шестерні і колеса ною с=10...14мм при умові, що вказані венці вигоповернуті в окружному направленні відносно пертовляються роздільно. Якщо вказані венці ших венців шестерні і колеса відповідно на кути φ 1 5 90054 6 представляють єдина ціле, в зв'язку із чим необТаким чином, внаслідок зміщення зубів колеса хідність в їх монтажу відпадає, то при цьому випавідносно зубів шестерні в зачепленні одночасно дку ширина с=75...85мм. Глибина кільцевих пазів t входять дві спряжені пари зубів 5, 7 і 6, 8. Вказане назначається із умови 1,2han≤t≤1,4han. зміщення зубів за рахунок повороту венців призВ направленні зубів венців шестерні і колеса водить до того, що косозуба зубчаста передача ширина кільцевих пазів дорівнює с'=c/cosβ. Кільхарактеризується як передача з двохпарним зачецеві пази на шестерні і колесі виконуються після плення зубів. При цьому на кожну із вказаних монтажу венців шестерні і колеса за допомогою спряжених пар зубів діє лише половина нормальболтів 11 і 12, розташованих рівномірно в окружної сили Fn, тобто Fn/2, при умові абсолютного ному направленні на окружностях з діаметрами D1 зміщення других венців шестерні і колеса відносно і D2. перших венців. Після виготовлення кільцевих пазів на шестеУ дійсності, з урахуванням неточностей монрні і колесі їх гострі кромки слід притупити. тажу венців шестерні і колеса і можливостей неріПри монтажі шестерні і колеса другі венці шевномірності розподілення сили Fn між венцями на стерні і колеса характеризується зміщенням в кожний із венців може діяти сила, яка відрізняєтьокружному напрямі відносно перших венців шесся від Fn/2. Як витікає із аналізу виконаних іспитів, терні і колеса на кути відповідно φ1 і φ2. Вказане при розрахунках треба приймати Fn/2, де зміщення венців у вигляді кутів φ1 і φ2 призводить к=1,06...1,10 - коефіцієнт нерівномірності розподідо зміщень основ зубів других венців шестерні і лення навантаження між венцями. колеса на величину ∆=rf1φ1=rf2φ2. При роботі передачі початковий контакт зубів Пропоновані зуби з нестандартним профілем, при відсутності навантаження являється точковим які характеризуються han=1,25mn і αwn=17,5°, відрівнаслідок наявності криволінійних твірних бічних зняються від стандартних зубів тим, що для цих поверхонь зубів венців шестерні, в зв'язку з чим зубів висота голівки зуба ha=mn, а кут зачеплення передача, що розглядається, характеризується просторовим точковим зачепленням зубів. При w=20°. В зв'язку із чим висота зуба з нестандартнавантаженні точковий контакт зубів перероджуним hn=2,75mn замість висоти h=2,25mn, характерється в еліптичну ділянку контакту розміром b0bк, ною для стандартного профілю зуба. Крім того, зуби венців шестерні характеризуде b0, bк - мала і велика піввісі еліпса. ються криволінійними твірними з радіусом кривизТочковий контакт зубів можна отримати за рахунок криволінійності твірних бічних поверхонь 2 2 2 , ни де R bm 8 S bw c 32 S cos зубів венців колеса, однак доцільно виходити із bm b w c 2 cos - довжина косих зубів. зубів венців шестерні, так як z1