Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ЭВОЛЬВЕНТНАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА(71) Заявитель Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Марчук Александр Степанович(73) Патентообладатель Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача, содержащая зубчатые колеса с симметричными зубьями, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одно зубчатое колесо выполнено с несимметричными впадинами между зубьями, исходный контур которых очерчен двумя радиусами ,и прямолинейным участком , плавно связывающим эвольвентный профиль с дугой, описанной меньшим радиусом , причем эти величины связаны зависимостью где- величина большего радиуса- величина меньшего радиуса А 0,5-(2(-,где- модуль- угол профиля исходного контура- граничная высота зуба- высота головки зуба- высота прямолинейного участка, Фиг. 1,1261 причем величинавыбрана в диапазоне 0,0010,52-,где- количество зубьев зубчатого колеса х - смещение в долях модуля зубчатого колеса,а величинавыбрана в диапазоне 0,001(56) 1. А.с. СССР 1096415, МПК 16 Н 1/06, 1982. 2. Зубчатые передачи Справочник / Под общей редакцией Е.Г. Гинзбурга. - Л., 1980. С. 11-30 (прототип). Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в эвольвентных зубчатых передачах машин и механизмов. Известна передача, имеющая эвольвентные зубчатые колеса с несимметричными зубьями, очерченными по эвольвентам с одинаковыми параметрами, но различными длинами и несимметричными впадинами между ними, причем вершины зубьев имеют несимметричный срез 1. В этой передаче изгибная прочность ножки зуба по одной из его рабочих поверхностей увеличена за счет уменьшения рабочей длины эвольвенты на этой стороне. Недостатком этой передачи является увеличенный уровень шума и вибраций при работе по укороченной эвольвенте ввиду снижения коэффициента перекрытия по этой стороне. Наиболее близким аналогом к предлагаемой передаче является эвольвентная прямозубая передача, имеющая зубчатые колеса с симметричными зубьями и впадинами между ними 2. В таких передачах изгибная прочность отдельного зуба зависит от его дуговой толщины у основания и формы симметричной переходной кривой. Первая определяется смещением при нарезании зубьев, вторая - смещением и формой переходной кривой впадины исходного контура. Недостатком таких передач является то, что увеличение изгибной прочности зуба с помощью положительного смещения ведет одновременно к уменьшению коэффициента перекрытия и дуговой толщины при вершине зуба. Задачей полезной модели является увеличение изгибной прочности зуба без уменьшения коэффициента перекрытия и дуговой толщины при его вершине. Поставленная задача решена в цилиндрической эвольвентной зубчатой передаче, содержащей, по крайней мере, одно зубчатое колесо с несимметричными впадинами и симметричными рабочими участками эвольвент зубьев. При этом, согласно техническому решению, впадина исходного контура для такого зубчатого колеса очерчена двумя радиусами ,и прямолинейным участком с высотой . Этот участок связывает эвольвентный профиль зуба с дугой, описанной меньшим радиусом . Величины ,иопределяются по уравнению где- величина большего радиуса- величина меньшего радиуса А 0,5-(2(-,где- модуль- угол профиля исходного контура- граничная высота зуба- высота головки зуба 2,1261- высота прямолинейного участка. При этом, исходя из условия непересечения эвольвентой основной окружности зубчатого колеса, величинувозможно варьировать в диапазоне 0,0010,52-,где- количество зубьев зубчатого колеса х - смещение в долях модуля зубчатого колеса. Варьирование меньшего радиусавозможно в диапазоне 0,001 Варьируя параметрыи , можно добиться выполнения условиярев.раб . где раб., рев. - удельные изгибные напряжения от единичной силы, приложенной к вершине зуба, для соответственно рабочего и реверсивного режима нагружения передачи раб., рев. - допускаемые изгибные напряжения для соответственно рабочего и реверсивного режима нагружения передачи, определенные с учетом времени работы в этих режимах. Указанное условие соответствует равнопрочности зуба при некоторой пропорции между временем работы его в прямом и обратном (реверсивном) направлениях. В предлагаемой передаче изгибная прочность зуба по одной из его сторон увеличена за счет уменьшения радиуса кривизны переходной кривой, прилегающей к ней, и соответственного уменьшения концентрации напряжений при нагружении по этой стороне. При этом заданные параметры эвольвент и длины их рабочих участков сохраняются. Увеличение изгибной прочности по одной из сторон зуба получено за счет некоторого снижения радиуса кривизны переходной кривой и, соответственно, изгибной прочности на противоположной стороне. Такое ослабление ножки допустимо, т.к. большинство передач работают в режиме реверса незначительную часть времени, не используя полностью запас прочности при таком нагружении. На фиг. 1 показана предлагаемая передача, где одно из зубчатых колес выполнено со впадинами, очерченными несимметричными переходными кривыми и симметричными рабочими участками зубьев. На фиг. 2 показан исходный контур предлагаемого зубчатого колеса. Передача (фиг. 1) содержит зацепляющиеся зубчатые колеса 1, 2, причем впадины между зубьями у колеса 1 очерчены несимметричными переходными кривыми. В этом колесе радиус кривизны переходной кривой увеличен для стороны зуба 3 за счет уменьшения радиуса кривизны переходной кривой стороны 4. Впадина очерчена несимметричной переходной кривой 5. При функционировании передачи в рабочем режиме и, соответственно, нагружении зуба колеса 1 по стороне 3 изгибные напряжения у основания зуба по этой стороне будут менее, чем при работе в режиме реверса по стороне 4. Это получено благодаря увеличению радиуса кривизны прилегающей части переходной кривой к стороне 3 и уменьшения,таким образом, концентрации напряжений. Форма переходной кривой выбрана таким образом, что при работе передачи в режиме реверса по стороне 4 изгибные напряжения по этой стороне не превышают максимально допустимые, рассчитанные исходя из времени и величины этого нагружения. Применение несимметричной переходной кривой, при заданных параметрах эвольветного зацепления, как показывают расчеты, позволяет снизить концентрацию напряжений более, чем это возможно при симметричной переходной кривой. Предложенная полезная модель позволит увеличить изгибную прочность зуба при сохранении заданных параметров эвольвентного зацепления. Это позволит увеличить общий ресурс передачи, если допускаемые изгибные напряжения, для заданных условий работы,в режиме реверса менее, чем в рабочем режиме. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.