UA10583U - Worm gearing - Google Patents

Abstract

A worm gear has a worm, dedendum profile of which in axial cross-section has concave shape. The addendum profile has convex shape. The worm wheel is connected to the worm. The parameters of the worm gear are chosen from the relationships.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до машинобудування і може бути використана в приводах машин і механізмів, 2 що містять черв'ячні передачі.The useful model refers to mechanical engineering and can be used in the drives of machines and mechanisms, 2 containing worm gears.

Відомо черв'ячна передача з випукло-увігнутим профілем витків черв'яка в осьовому перерізі, коли випуклий профіль виконаний на виступах витка, а увігнутий - на западинах, і сполучене з черв'яком черв'ячне колесо. див. Шевченко С.В. К вьібору параметров вьіпукло-вогнутого профиля червяка. Известия ВУЗов.A worm gear with a convex-concave profile of the turns of the worm in the axial section is known, when the convex profile is made on the protrusions of the turn, and the concave - on the depressions, and the worm wheel is connected to the worm. see S.V. Shevchenko On the choice of parameters of the convex-concave profile of the worm. Izvestiya VUZov.

Машиностроение, 1974, Мо2 - с. 79-83.|. 70 Недоліком відомої черв'ячної передачі є недостатня міцність зубів черв'ячного колеса і знижений коефіцієнт корисної дії (ККД) зачеплення через наявність вузлових точок у зоні контакту витків черв'яка і зубів черв'ячного колеса.Mechanical engineering, 1974, Mo2 - p. 79-83. 70 The disadvantage of the known worm gear is the insufficient strength of the teeth of the worm wheel and the reduced efficiency of engagement due to the presence of nodal points in the contact zone of the turns of the worm and the teeth of the worm wheel.

Найбільш близьким до пропонованої корисної моделі технічним рішенням є черв'ячна передача, що містить черв'як, профіль ніжки витка якого має увігнуту форму, профіль голівки витка має випуклу форму, випукла й 12 увігнута ділянки профілю з'єднані перехідною ділянкою, та сполучене з черв'яком черв'ячне колесо, в якій за рахунок вибору геометричних параметрів перехідної ділянки, виключено вузлові точки з зони контакту активних поверхонь зачеплення |див. а. св. Мо1672039 (СРСР) Е16Н 1/16, опубл. у Б.В., 1991, Мо311.The technical solution closest to the proposed useful model is a worm gear containing a worm, the profile of the helix leg of which has a concave shape, the profile of the head of the helix has a convex shape, the convex and 12 concave sections of the profile are connected by a transition section, and connected with a worm is a worm wheel, in which, due to the selection of geometric parameters of the transition section, nodal points are excluded from the contact zone of the active engagement surfaces | see and. St. Mo1672039 (USSR) E16H 1/16, publ. in B.V., 1991, Mo311.

Недоліком відомої черв'ячної передачі є недостатньо висока навантажувальна здатність і знижений ККД зачеплення через наявність перехідної ділянки від голівки до ніжки профілю витків черв'яка, що не забезпечує сприятливого розташування миттєвих ліній контакту зубів колеса і витків черв'яка.The disadvantage of the known worm transmission is insufficiently high load capacity and reduced engagement efficiency due to the presence of a transitional section from the head to the foot of the profile of the turns of the worm, which does not provide a favorable location of the instantaneous lines of contact between the wheel teeth and the turns of the worm.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення черв'ячної передачі шляхом того, що вибором параметрів передачі з зони контакту поверхонь зубів черв'ячного колеса і витків черв'яка виключені вузлові точки, що приведе до підвищення навантажувальної здатності і ККД передачі.The useful model is based on the task of improving the worm gear by choosing the gear parameters from the contact zone of the worm wheel teeth and worm turns to eliminate nodal points, which will lead to an increase in the load capacity and efficiency of the gear.

Поставлена задача досягається тим, що в черв'ячній передачі, що містить черв'як, профіль ніжки витка якого має увігнуту форму, профіль голівки витка має випуклу форму, та сполучене з черв'яком черв'ячне колесо, пт») згідно корисної моделі, параметри передачі обрано із співвідношень: роса -позсюже|» 0,5. во, 2 зо Мо сівху я- о о їй - Ту і (ее) де М, Го - функції, що описують профіль витків черв'яка в осьовому перерізі; ю ь - похідна функції ї» по параметру Ії , від якого вона залежить; гу - радіус початкового циліндра черв'яка; о ку Кут підйому витків черв'яка на початковому циліндрі; «-- ро - ширина колеса.The set task is achieved by the fact that in a worm gear containing a worm, the profile of the leg of the turn of which has a concave shape, the profile of the head of the turn has a convex shape, and a worm wheel connected to the worm, pt") according to a useful model , the transmission parameters are selected from the ratios: dew - pozsyuzhe|» 0.5. vo, 2 zo Mo sivhu ya- o o ila - Tu and (ee) de M, Go - functions describing the profile of the turns of the worm in the axial section; ую - the derivative of the function ю" with respect to the parameter Яи, on which it depends; гу - the radius of the initial cylinder of the worm; o ku Angle of elevation of the turns of the worm on the initial cylinder; "-- ro - width of the wheel.

Сутність корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, де на Фіг.1 зображена черв'ячна передача у середній торцевій площини черв'ячного колеса, на Фіг.2 - положення вузлових точок у торцевому перетині « дю черв'яка, що проходить через міжосьовий перпендикуляр, на Фіг.3 - послідовні положення миттєвих ліній -о контакту на поверхні зуба черв'ячного колеса, коли вузлові точки виключені з зони контакту робочих поверхонь с витків черв'яка і зубів черв'ячного колеса. :з» Черв'ячна передача (Фіг.1) містить черв'як 1 і сполучене з ним черв'ячне колесо 2. Профіль ніжки витка черв'яка 1 обкреслений кривою З і має увігнуту форму, профіль голівки витка черв'яка 1 обкреслений кривою 4 і має випуклу форму. Випукла й увігнута ділянки профілю витка черв'яка 1 з'єднані між собою в точці 5 загальною - 395 дотичною. Точка б профілю витка черв'яка 1 знаходиться на відстані ї 4 від початкового циліндра черв'яка 1 з радіусом Ду і на відстані ї» від прямої 7, перпендикулярній осі 8 черв'яка 1, причому ї 4 і 4 є функціями від (ав) параметра «, що визначають криві, якими обкреслені профілі З і 4 витка черв'яка 1. сл Вузлова точка К. (Фіг.2) знаходиться на відстані Удах (найбільш видалена) від міжосьового перпендикуляра 9 і вузлова точка К» - на відстані Упіп (найменш видалена) від міжосьового перпендикуляра 9. Обидві точки лежать (ее) 50 на прямій, перпендикулярній міжосьовому перпендикуляру 9, і розташованій на відстані г від осі 8 черв'яка 1. со Точки К, і К;» є особливими і їхня наявність у межах області, обмеженої шириною Б о черв'ячного колеса 2 (Фіг.2), викликає підрізання на поверхні зубів колеса 2, що приводить до погіршення умов контакту сполучених поверхонь витків черв'яка 1 і зубів черв'ячного колеса 2 і, як наслідок, до зниження навантажувальної здатності і коефіцієнта корисної дії черв'ячної передачі.The essence of the useful model is explained by the illustrative material, where Fig. 1 shows the worm gear in the middle end plane of the worm wheel, Fig. 2 shows the position of nodal points in the end section of the worm passing through the interaxial perpendicular, on Fig. 3 - successive positions of the instantaneous lines of contact on the surface of the tooth of the worm wheel, when the nodal points are excluded from the contact zone of the working surfaces of the turns of the worm and the teeth of the worm wheel. :z» The worm gear (Fig. 1) contains a worm 1 and a worm wheel 2 connected to it. The profile of the leg of the turn of the worm 1 is outlined by the curve Z and has a concave shape, the profile of the head of the turn of the worm 1 is outlined curve 4 and has a convex shape. Convex and concave sections of the profile of the coil of worm 1 are connected to each other at point 5 by a common - 395 tangent. The point b of the profile of the turn of the worm 1 is at a distance u 4 from the initial cylinder of the worm 1 with a radius Du and at a distance u" from the straight line 7, perpendicular to the axis 8 of the worm 1, and u 4 and 4 are functions of (av ) of the parameter "defining the curves with which the profiles 3 and 4 of the worm turn 1 are outlined. sl The nodal point K. (Fig. 2) is located at a distance Udah (furthest) from the interaxial perpendicular 9 and the nodal point K" - at a distance Upip (least removed) from the interaxial perpendicular 9. Both points lie (ee) 50 on a line perpendicular to the interaxial perpendicular 9, and located at a distance r from the axis 8 of the worm 1. so Points K, and K;" are special and their presence within the area limited by the width B o of the worm wheel 2 (Fig. 2) causes undercutting on the surface of the teeth of the wheel 2, which leads to deterioration of the contact conditions of the connected surfaces of the turns of the worm 1 and the teeth of the worm wheels 2 and, as a result, to a decrease in the load capacity and efficiency of the worm gear.

Якщо ж виконуються умови с ЇМ тах | » 0,5. Ва, (1)If the conditions with IM tah | » 0.5. Va, (1)

ЇХ тіл | 205.65, то вузлові точки К» і Ко (Фіг.2) перебувають поза межами області, обмеженої шириною ро черв'ячного колеса 60 2, тобто поза межами робочої ділянки поверхні зачеплення витків черв'яка 1 і зубів черв'ячного колеса 2. При цьому поліпшуються умови контакту сполучених поверхонь витків черв'яка 1 і зубів черв'ячного колеса 2 і, як наслідок, підвищується навантажувальна здатність і ККД черв'ячної передачі.THEIR bodies 205.65, then the nodal points K" and Ko (Fig. 2) are outside the boundaries of the area limited by the width ro of the worm wheel 60 2, that is, outside the working area of the surface of the engagement of the turns of the worm 1 and the teeth of the worm wheel 2. When this improves the contact conditions of the connected surfaces of the turns of the worm 1 and the teeth of the worm wheel 2 and, as a result, increases the load capacity and efficiency of the worm gear.

Відстані вузлових точок від між осьового перпендикуляра 9 (Фіг.2) визначаються за рівністю вх 7 -5(- поши, (2 де лу - Кут підйому витків черв'яка 1 на початковому циліндрі.The distances of the nodal points from the interaxial perpendicular 9 (Fig. 2) are determined by the equality of вх 7 -5(- poshi, (2 de lu - The angle of elevation of the turns of the worm 1 on the initial cylinder.

Додатковою умовою для визначення положення вузлових точок є вираз 2 (3) 2 І то си жу в--- й (й Ту де додатково до приведених позначень: т - похідна функції ї» по параметрі г.An additional condition for determining the position of nodal points is the expression 2 (3) 2 И то си жу в--- и (и Tu where in addition to the given notations: т is the derivative of the function и" with respect to the parameter r.

Зі співвідношень (1), (2) і (3) випливає, що вузлові точки К. і Ко (Фіг.2) лежатимуть поза робочою областю зачеплення витків черв'яка 1 і зубів черв'ячного колеса 2, якщо геометричні параметри витків черв'яка 1 /о задовольняють умовам:It follows from relations (1), (2) and (3) that the nodal points K. and Ko (Fig. 2) will lie outside the working area of engagement of the turns of the worm 1 and the teeth of the worm wheel 2, if the geometric parameters of the turns of the worm which satisfy the following conditions:

Рей -тузсюжь|» 05. в, Є 2 . ІЙ й сойки к- (й - ПдRay is here.» 05. in, There are 2 . II and jays k- (j - Pd

На Фіг.З показані миттєві лінії контакту 10, 11, 12, 13, 14, 15 сполучених поверхонь, отримані при використанні умов (4).Fig. 3 shows the instantaneous contact lines 10, 11, 12, 13, 14, 15 of the joint surfaces, obtained when conditions (4) are used.

При роботі черв'ячної передачі обертання черв'яка 1 і черв'ячного колеса 2 забезпечує контакт між їхніми активними поверхнями по миттєвих лініях, проекції яких 10, 11,... 15 на бічну поверхню зуба колеса 2 показані на Фіг.3. Миттєві лінії контакту при обертанні черв'яка 1 в напрямку, зазначеному стрілкою, займають послідовні положення 10, 11,...15. При цьому на робочих поверхнях зубів черв'ячного колеса відсутні вузлові точки.During the operation of the worm gear, the rotation of the worm 1 and the worm wheel 2 provides contact between their active surfaces along instantaneous lines, the projections of which 10, 11, ... 15 on the side surface of the tooth of the wheel 2 are shown in Fig.3. Instantaneous contact lines during the rotation of the worm 1 in the direction indicated by the arrow occupy successive positions 10, 11,...15. At the same time, there are no nodal points on the working surfaces of the teeth of the worm wheel.

Економічний ефект досягається за рахунок зниження металоємності черв'ячної передачі і зменшення втрат потужності при роботі черв'ячної передачі. що 2The economic effect is achieved by reducing the metal capacity of the worm gear and reducing power losses during the operation of the worm gear. what 2

Claims (2)

Формула винаходу Черв'ячна передача, що містить черв'як, профіль ніжки витка якого в осьовому перерізі має увігнуту форму, профіль головки витка має випуклу форму, і сполучене з черв'яком черв'ячне колесо, яка відрізняється тим, що і, параметри черв'ячної передачі вибрано із співвідношень: со Ге -тсіюхи|» 065. б, юThe formula of the invention is a worm gear containing a worm, the profile of the leg of the turn of which in the axial section has a concave shape, the profile of the head of the turn has a convex shape, and a worm wheel connected to the worm, which differs in that and, parameters worm gear is selected from the ratios: so Ge -tsiyuhi|» 065. b, u 2 . ІЙ Мб сйхи у - й - (й ш ) «-- де М, 2 - функції, що описують профіль витків черв'яка в осьовому перерізі; т, - похідна функції ї» по параметру є, від якого вона залежить; гу - радіус початкового циліндра черв'яка; « хи - Кут підйому витків черв'яка на початковому циліндрі; ро - ширина колеса. -2. ИЙ Mb sykhy y - y - (y ш ) "-- where M, 2 - functions describing the profile of the turns of the worm in the axial section; t, - the derivative of the function y" with respect to the parameter y, on which it depends; гу - the radius of the initial cylinder of the worm; « хи - The angle of elevation of the turns of the worm on the initial cylinder; ro - wheel width. - с . и? - («в) 1 (ее) сю» с 60 б5with . and? - («c) 1 (ee) syu» p 60 b5