Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ЭВОЛЬВЕНТНАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА - Патент РФ 2145015
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭВОЛЬВЕНТНАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА
ЭВОЛЬВЕНТНАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА

ЭВОЛЬВЕНТНАЯ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых зубчатых передачах. В эвольвентной зубчатой передаче соотношение параметров входа ((SVS)вх)0,5 и выхода ((SVS)вых)0,5 зацепления выбрано из условия: (H1/H2)0,25((SVS)вых)0,5/ ((SVS)вх)0,5 = 1,0 - 1,7, где Н1/H2 - отношение твердостей поверхностей зубьев ведущего и ведомого колес; S= Sтр/(ΔPb + 0,1WS)0,5; Sтр - путь трения кромочного контакта с учетом точности изготовления и деформации под нагрузкой Ws; Vs - относительная скорость в кромочном контакте; ΔPb - разность шагов зацепления колеса, контактирующего кромкой зуба, и парного колеса в фазе кромочного контакта. Перекрытие εк в эвольвентном зацеплении выбрано из условия: εк= εαкεβк≥ 1,05, где εαкβк - соответственно профильное и продольное перекрытие в эвольвентном зацеплении с учетом износа в фазе кромочного контакта на пути Sтр. Устранение кромочного контакта на пути Sтр осуществляется модификацией профиля головок или ножек зубьев. Передача позволяет увеличить нагрузку заедания (износостойкость), уменьшить потери и виброактивность. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2145015
Класс(ы) патента: F16H1/06
Номер заявки: 99108322/28
Дата подачи заявки: 22.04.1999
Дата публикации: 27.01.2000
Заявитель(и): Копф Илья Абрамович
Автор(ы): Корнилов В.В.; Копф И.А.
Патентообладатель(и): Копф Илья Абрамович
Описание изобретения: Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых зубчатых передачах.
Известен метод расчета нагрузки заедания (адгезионного износа) по проекту ISO/DP 6336.4 [Entwicklung der Tragfahigkeits-berechnung, Winter H. "2 Congr. mod. engren. , Paris, mars, 1986, Textes conf., Vol.1" s. 1-19, Экспресс-информация "Детали машин", Москва, 1987, N26], учитывающий только температуру в эвольвентной фазе эвольвентного зацепления.
Известно также [Копф И. А., Корнилов В.В., Ефимов Е.В. Нестационарная термомеханическая модель заедания и износа эвольвентных зубчатых передач, Техника машиностроения, N1, 1998, с.54-59], что температура в фазе кромочного контакта в два-четыре раза превышает наибольшую температуру в фазе эвольвентного контакта и именно она определяет условия заедания (износа) передачи, чем и опровергается возможность выбора оптимальных по износостойкости параметров передач по указанному проекту.
Известна эффективность приработки зубчатой передачи для повышения ее износостойкости.
Однако, как показала обработка известных экспериментальных данных, такая приработка приводит к отрицательному результату, если коэффициент эвольвентного перекрытия приработанной передачи меньше единицы, т.е. в некоторых фазах осуществляется только кромочный контакт.
Известна эффективность модификации эвольвентного профиля зубьев для повышения износостойкости передачи, например модификации по ГОСТ 13755-81.
Однако такая модификация не связана непосредственно с особенностями кромочного контакта при заедании в передаче, что снижает ее эффективность.
Наиболее близкой конструкцией и принятой за прототип является эвольвентная зубчатая передача, содержащая ведущее и ведомое колеса (см. авторское свидетельство СССР N1 714 248, Б.И. 1992 N7, кл. F 16 H 1/06).
Однако, эта конструкция не отражает влияния изменения модуля зацепления, изменения параметров исходного контура, не позволяет оценить оптимальное значение суммарного коэффициента смещения исходного контура XΣ , смещения исходного контура ведущего и ведомого колес, связь указанных параметров справедлива только для цилиндрических прямозубых передач.
В предложенной конструкции эвольвентной зубчатой передачи, содержащей ведущее и ведомое колеса соотношение параметров входа ((SVs)вх)0,5 и выхода ((SVs)вых)0,5 зацепления выбрано из условия
(H12)0,25((SVs)вых)0,5/ ((SVs)вх)0,5=1,1 - 1,5, (1)
где H1/H2 - отношение твердостей поверхностей зубьев ведущего и ведомого колес,
S = Sтр/(Δpb+0,1ws)0,5,
Sтр, мм - путь трения кромочного контакта с учетом точности изготовления и деформаций под нагрузкой ws, H/мм, Δpb, мкм - разность шагов зацепления колеса, контактирующего кромкой зуба, и парного колеса в фазе кромочного контакта, Vs, м/с - относительная скорость в кромочном контакте.
Перекрытие εк в эвольвентном зацеплении с учетом приработочного износа в фазе кромочного контакта выбрано из условия
εк = εαкεβк ≥ 1,05, (2)
где εαк, εβк - соответственно профильное и продольное перекрытия в эвольвентном зацеплении с учетом износа в фазе кромочного контакта на пути Sтр, точности изготовления и деформаций под нагрузкой. При этом устранение кромочного контакта на пути Sтр может быть осуществлено и модификацией профиля головок или ножек зубьев, модифицированный участок профиля зубьев плавно сопрягается с эвольвентным профилем, перекрытие в зацеплении ε выбрано из условия
ε = εαεβ ≥ 1,05, (3)
где εα, εβ - соответственно профильное и продольное перекрытия в эвольвентном зацеплении с учетом модификации профиля.
Предлагаемая эвольвентная передача обеспечивает:
- равные условия выхода и входа зацепления, т.е. передача становится оптимальной по износостойкости, обеспечивается наибольшая нагрузка заедания передачи, минимальные потери и виброактивность передачи. Обеспечивается учет разнотвердости колес передачи, подбор параметров, позволяющих получить ((SVs)вых, вх)min, обеспечивает наилучший результат,
- приработку передачи, обычно повышающую ее нагрузочную способность, без потери эвольвентного перекрытия, а следовательно, и резкого снижения нагрузочной способности,
- сохранение эвольвентного перекрытия в передаче в процессе приработки и дальнейшей работы.
Для пояснения предложенного изобретения на фиг.1 приведены графики зависимостей удельной погонной нагрузки заедания ws от ((SVs)вых)/(SVs)вх))0,5 для одного базового масла с 0 - 0,5% антизадирной присадки и H1/H2=1. Как видно из фиг. 1, наибольшая экспериментально достигнутая величина нагрузки заедания соответствует диапазону
((SVs)вых)0,5/(SVs)вх))0,5 = 1,1 - 1,5.
Для передач с параллельными, пересекающимися и скрещивающимися осями колес, выполняя условие (1), используют эквивалентные по геометрокинематическим свойствам параметры прямозубых цилиндрических передач в соотношении

где ρp1,2, ρa1,2 - радиусы кривизны нижних, верхних активных точек ведущего, ведомого колес передачи, l1,2 = ρa1,2w1,2, ρw1,2 - радиусы кривизны эвольвентного профиля на начальной окружности ведущего, ведомого колес.
Данные, приведенные на фиг.1, подтверждают справедливость соотношения (1).
На фиг. 2 приведены графики зависимостей ws от относительной мощности трения F = 10-3ws(SVs)0,5. Как видно из фиг.2, для экспериментальных передач, смазываемых маслами классов GL1-GL2, при εк < 1 нагрузка заедания составляет wsk ≈ 200 Н/мм и не зависит от относительной мощности трения F. При εк ≥ 1ws > 200 Н/мм и соответствует Fs≈5.
Для передач с параллельными и пересекающимися осями колес соотношение параметров (2) выражается условием
εк = ((ρw1k1)+(ρw2k2))/(mcosα0) ≥ 1,05,
где


rb1,2 - радиусы базовых окружностей ведущего, ведомого колес.
Данные на фиг.2 подтверждают справедливость соотношения (2).
Для передачи m=6, β = 0, z1=12, z2=50, x1=0,62, x2=0,62 из условия (1) получаем x1= 0,24, x2= 1,00, следовательно, в исходной передаче опасен по заеданию и адгезионному износу выход зацепления. По условию (3) графически определены следующие параметры модификации: высота модификации профиля головки hf1≅0,1 m = 0,6 мм, радиус закругления профиля головки rf1 = 0,15 m = 0,9 мм, что обеспечивает сохранение эвольвентного перекрытия εэв = 1,15 . Модификация профиля головок зубьев колес передачи по ГОСТ 13755-81 вообще не обеспечивает модификацию профиля головки зуба шестерни (hf1≈0, глубина модификации Δ1 ≈ 0 , но образует не нужную по заеданию модификацию профиля головки зуба колеса (hf2≈0,25 m = 1, 25 мм, Δ2 ≈ 0,01 m = 0,06 мм), приводящий к опасному по заеданию снижению эвольвентного перекрытия в передаче до εэв ≈ 1,0..
Предлагаемая эвольвентная передача может быть изготовлена по существующим технологиям с применением стандартного зуборезного инструмента, оптимальные параметры передачи иногда достигаются применением специального исходного контура.
Примеры проектирования и использования прямозубой цилиндрической и конической спиральнозубой передач по данному изобретению. Пример 1: цилиндрическая передача m = 6, β = 0, z1=12, z2=50, x1=0,62, x2=0,62, n1=1465, wmax=Pmax/b=625 кг/см, сталь 20X2H4A, 56-62HRC, точность изготовления 9-8-8Х по ГОСТ 1643-81; заедание при заводских испытаниях возникало как при использовании масла Индустриальное-45, так и масла ТАП-15В, стандартная модификация профиля головки зуба шестерни также качественно не изменяло картину. Модифицированная по условию (1) передача параметров m=5, β = 0, z1=14, z2= 60, x1 = 0,54, x2=1,2, [((SVs)вых)0,5/ ((SVs)вх)0,5=1,15, εк = 1,1] не заедала ни на одном из упомянутых масел. Пример 2: коническая передача с круговым зубом X1=0,45, X2=-0,45 не прошла промышленных испытаний из-за сильного адгезионного износа, не помогла и модификация головок зубьев. По условию (1) получено mn= 13,5, z1= 13, z2= 24, x1=0,55, x2=0,95 [для среднего сечения ((SVs)вых)0,5/, ((SVs)вх)0,5 = 1,15, εк > 1 ], что позволило избавиться от износа как при заводских испытаниях, так и в эксплуатации.
Таким образом предлагаемая эвольвентная передача позволяет по сравнению с выполненной по национальным стандартам или стандартам ISO увеличить нагрузку заедания (износостойкость), уменьшить потери и виброактивность.
Формула изобретения: 1. Эвольвентная зубчатая передача, содержащая ведущее и ведомое колеса, отличающаяся тем, что соотношение параметров входа ((SVs)вх)0,5 и выхода ((SVs)вых)0,5 зацепления выбрано из условия
(H1/H2)0,25 ((SVs)вых)0,5 / ((SVs)вх)0,5 = 1,1 - 1,5,
где H1/H2 - отношение твердостей поверхностей зубьев ведущего и ведомого колес;
S = Sтр/(Δpb+0,1Ws)0,5;
Sтр, мм - путь трения кромочного контакта с учетом точности изготовления и деформаций под удельной погонной нагрузкой ws, Н/мм;
Vs, м/с - относительная скорость в кромочном контакте;
Δpb, мкм - разность шагов зацепления колеса, контактирующего кромкой зуба, и парного колеса в фазе кромочного контакта.
2. Эвольвентная зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что перекрытие εк в эвольвентном зацеплении с учетом приработочного износа в фазе кромочного контакта выбрано из условия
εк= εαкεβк≥1,05,
где εαкβк - соответственно профильное и продольное перекрытие в эвольвентном зацеплении с учетом износа в фазе кромочного контакта на пути Sтр.
3. Эвольвентная зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что устранение кромочного контакта на пути Sтр осуществлено модификацией профиля головок или ножек зубьев, перекрытие в зацепление ε выбрано из условия
ε = εαεβ≥1,05,
где εαβ - профильное и продольное перекрытие в эвольвентном зацеплении с учетом модификации профиля.