Некруглі колеса, утворені конгруентними дугами, що перетинаються під прямим кутом

Abstract

Замкнені плоскі криві, на основі яких проєктуються зубчасті зачеплення, називаються центроїдами. Характерною їх особливістю є неперервність передавальної функції. Однак для багатьох інженерних задач потрібні центроїди з різними передавальними функціями. Крім того, є пристрої (наприклад, лічильні), для яких вид передавальної функції не є суттєвим, а суттєвим є число повних обертів коліс. Некруглі колеса – це пара замкнених кривих, які обертаються навколо нерухомих центрів і при цьому перекочуються одна по одній без ковзання. Некруглі колеса слугують центроїдами при проєктуванні зубчастих циліндричних передач зі змінним передавальним числом. У статті розроблено спосіб конструювання пар некруглих коліс, які складаються з окремих симетричних дуг, що перетинаються під прямим кутом. Для утворення відповідних кривих у полярній системі координат використовується квадратичний поліном. Такий підхід дає можливість створювати складові некруглі колеса двох типів. В одному випадку вони складаються з випуклих елементів, у другому – елементи подібні до зубців зубчастого зачеплення. Вихідними даними для конструювання коліс є число елементів ведучого і веденого коліс. Некруглі колеса можуть складатися з будь-якого числа симетричних дуг, які попарно перетинаються під прямим кутом. Встановлено, що прямий кут є мінімальним значенням кута, при якому спроєктовані таким чином некруглі колеса можуть перекочуватися без заклинювання. Характерною ознакою роботи пар коліс є відсутність ковзання між поверхнями під час роботи. Це не викликає сил тертя і не призводить до зносу робочих поверхонь. Передавальне число не є сталим, тобто при обертанні ведучого колеса зі сталою кутовою швидкістю кутова швидкість веденого буде змінюватися за періодичним законом. Кількість періодів за повний оберт веденого колеса дорівнює числу його зубців. Міжцентрова відстань не задається, а обчислюється залежно від кількості зубців коліс.