182526. lajstromszámú szabadalom • Változó áttételű kúpfogaskerekes hajtás, valamint változó áttételű differenciálmű
s 182526 6 Ha az ismert megoldások hátrányait áttekintjük, megállapíthatjuk, hogy túlságosan nagy felületi nyomófeszültség, érintkezési feszültség lép föl a fogak között. Ennek következtében, valamint a fogak viszonylag nagy mérete következtében fokozottabb hajlító feszültség lép fel, mindez pedig egyrészt erős kopáshoz, másrészt a fogak fárasztásos igénybevételéhez járul hozzá. A kiskerék tengelyfuratában is nagy a nyomás, ami szintén kopást és fokozott melegedést okoz. A fellépő kopásoknak sok egyéb kedvezőtlen hatása mellett a mostani esetben az a legnagyobb hátránya, hogy eltűnik a fogaskerékkapcsolódás változó áttételű jellege. A kiskerékre ható csavarófeszültségek nincsenek egyensúlyban, ami további igénybevételt jelent ránézve. Az áttétel elérhető változása viszonylag kicsi, a fogaskerekek jellemzőit pedig meglehetősen bonyolultan lehet csak kiszámítani. Ráadásul a fogazások elkészítéséhez különleges gépekre, hosszú időre van szükség. A találmánnyal megoldandó feladat elsősorban is az ismert megoldásokkal kapcsolatos hátrányok kiküszöbölése, olyan kúpfogaskerekes hajtás kialakításával, amely egyszerűen és gyorsan elkészíthető, a keletkező igénybevételek, a kopás kisebb mértékű, ezért a hajtás hosszabb élettartamú és amely az áttétel nagyobb mértékű változását teszi lehetővé. Feladat még az ilyen hajtást alkalmazó differenciálmű kialakítása is, amely a hagyományos kúpfogazású differenciálhajtóművekkel, csereszabatos, könynyen és gazdaságosan gyártható és nagyobb élettartamú mint más differenciálhajtóművek. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha a változó áttétel, tehát az érintkezési sugár változása csak a rózsakerék forgási síkjában történik. Ehhez a kiskerék és a rózsakerék lábkúpjának és fejkúpjának, valamint a nyerskerekek geometriájának általában megszokott jellemzőit kis mértékben meg kell változtatni. A találmány szerinti változó áttételű kúpfogaskerekes hajtás nagykerekének és kiskerekének kúpos fogai a fogak érintkező fogalkotói mentén kapcsolódnak egymáshoz. A továbbfejlesztés, azaz maga a találmány most már a nagykerék és a kiskerék fogainak olyan geometriájában van, amelynek révén az összes érintkező fogalkotó felezőpontja a nagykerék forgásának síkjában van. Az egyenletes erőjáték szempontjából célszerű az a kiviteli alak, amelyben az érintkező fogalkotók felezőpontja egyenlő távolságra van a kiskerék tengelyétől. A találmány szerinti változó áttételű differenciálmű házzal, első és második, kúpfogazású és a házba forgathatóan szerelt rózsakerékkel, legalább egy kúpfogazású és a házba forgathatóan szerelt kiskerékkel van ellátva, ahol a kiskerék kúpos fogai az első és második rózsakerék kúpos fogaival a fogak érintkező fogalkotói mentén kapcsolódnak. Az ilyen differenciálmű a találmány szerinti kúpfogaskerekes hajtás egyik legcélszerűbb alkalmazási módja. A továbbfejlesztés, azaz maga a találmány a rózsakerekek, illetve a kiskerék olyan geometriájában van, amelynek révén az érintkező fogalkotók felezőpontja az egyes rózsakerekek forgásának síkjában van. Mint ahogy a továbbiakban még részletesebben is látni fogjuk, a korábban ismertté vált görbe érintkezési pályájú hajtásokkal szemben a találmány szerinti hajtásnak egyenes érintkezési pályája van, amely párhuzamos a kiskerék tengelyével. Ennek következtében a kiskerék tengelyfuratára ható nyomás, állandó. De nemcsak a kiskerék furatára ható nyomás állandó, hanem az érintkező fogalkotókra ható fognyomás is állandó, mert a kiskerék csavarónyomaték egyensúlyban van minden pillanatban. Ez is az egyenes érintkezési pályának a következménye. Az áttétel változását kiváltó hatás a nagykerék forgási síkjában van. Ennek és az állandó fognyomásnak a legfőbb előnye, hogy a fogprofil egyenletesen van terhelve az egész érintkezési ciklus alatt, így nincs túlzott feszültségnek kitett terület és fokozott kopás a fogakon. A kiskerekek továbbá egyenletes nyomást gyakorolnak a szerelő és támasztó felületekre, így nincs túlzott kopás a kiskerék furataiban és támasztó felületein sem. A találmánnyal elérhető előny még, hogy az áttétel igen nagy mértékben változhat, és az áttételnek ez a nagymértékű változása az áttétel használata, kopása következtében nem csökken. A találmányt az alábbiakban kiviteli példa kapcsán a rajzra való hivatkozással mutatjuk be részletesebben. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti fogaskerekes hajtás vázlata síkba terítve, a 2. ábra a találmány szerinti kúpfogaskerekes hajtás változtatott geometriájú rózsakerekekkel és kiskerékkel vázlatos metszetben Az 1. ábra két nagykereket és közöttük kiskereket mutat a fogak olyan kapcsolódásával, ami mellett az áttétel változása a legnagyobb. A példa kedvéért a kiskerék fogszáma 9, kapcsolószöge 25°, a nagykerekek fogszáma pedig 12. A fogfej és fogláb aránya olyan, hogy a kapcsolószám 1,0. Az 1. ábrán bemutatott fogaskerekek fogainak geometriája úgy van megválasztva, hogy az ábrázolt helyzetben a középen levő kiskerék 3 és 4 ponton érintkezik a fölső nagykerékkel, továbbá 5 és 6 ponton az alsó nagykerékkel. Ha ezeket a 3, 4, illetve 5, 6 pontokat egy-egy egyenessel összekötjük, megkapjuk a kerekek közötti kölcsönhatás vonalát, amit a fölső nagykerék esetében 1, az alsó nagykeréknél 2 hivatkozási számmal jelöltünk. A kölcsönhatásnak ez az 1 és 2 vonala is jól szemlélteti, hogy a kiskerék csavarónyomatéki egyensúlyban van. Ez a határhelyzet megszűnik, ha a kiskerék valamerre is elfordul. Ha ez az elfordulás az óra járásának irányában történik, akkor megszűnik az érintkezés a 4, illetve az 5 ponton, ha az elfordulás az óra járásával ellentétes, akkor az érintkezés a 3, illetve a 6 ponton szűnik meg. Bármerre is mozdítjuk ki: a kiskereket az 1. ábrán mutatott szimmetrikus érintkezési helyzetből, egyszerre fog érintkezés fellépni a nagykerekek fogaival ha a kiskerék egyik kapcsolódó fogának csúcsánál és másik kapcsolódó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
