Откидная колонка со сложно-коническим зацеплением

За прототип конструкции своей поворотно-откидной колонки мы приняли схему «ОМС», в которой вращение - валов при откидывании осуществляется за счет применения сложно-конической передачи с дуговой образующей зубьев в осевом сечении (коническая передача со сферическим зубом).

В рабочем положении ведущий и горизонтальный валы колонки соосны, и зубья сложно-конических колес работают как в торцовой зубчатой муфте. При откидывании колонки зубья колес начинают работать как в конической передаче, имеющей переменный модуль от 3 до 5 мм. При такой конструкции передачи колонка может откидываться на 90° и более.

Чтобы при откидывании колонки колеса оставались в правильном зацеплении, применена своеобразная планетарная передача, состоящая из двух серёг (дет. 15) и двух полушестерен (дет. 12 и 14). Поворотную часть колонки можно развернуть в любую сторону на 180° (для «заднего хода»). Поворот осуществляется посредством двухзаходной самотормозящей червячной передачи с помощью обычного штуртросового привода.

Все детали колонки можно изготовить на токарном и фрезерном станках без литья и сварки. Сварными делаются только обтекатель и отбойник, прикрепляемые к дейдвудной трубе и корпусу нижнего редуктора болтами и винтами. Вес откидной части нашей колонки не превышает 30 кг. Колонка с приводом от двигателя «МЗМА-407» и винтом диаметром 285 мм и шагом 350 мм была смонтирована на деревянной лодке с обводами, как у «МК-29» (длина 4,5 м, ширина 1,5 м, высота борта 0,5 м, вес 200 кг). Лодка с тремя человеками развивала скорость около 45 км/час. При всех положениях зацепление колонки работало плавно, без заклинивания.

На рисунках показаны расчетная схема для профилирования колес со сферическим зубом и рабочий чертеж зубчатого венца; геометрические расчеты приведены в таблице.

Начальным параметром при профилировании является модуль на исходном цилиндре радиуса R_ц. Путем ступенчатого увеличения модуля на 0,5 мм находим текущие радиусы R_i Делительных окружностей, углы дополнительных конусов β_i, приведенные числа зубьев Z¹ и номера дисковых зуборезных фрез для каждого из сечений от m₁ до m_наиб. Откладываем высоту m_i головки и 1,2 m_i ножки зуба; в направлении этих сечений находятся осевые профили зуба и дна впадины колеса. Для упрощения осевой профиль зуба может быть очерчен дугой, заменяющей окружности радиуса r₃=r+m_наиб и проточен по шаблону. Зубья можно нарезать методом деления на горизонтально-фрезерном станке набором дисковых фрез с помощью делительной головки.

Для этого шпиндель головки с закрепленной заготовкой устанавливается вертикально и нарезаются все зубья на торцовых участках осевого профиля. Затем, после поворота шпинделя головки на угол 90°—β₂ и смены фрезы, зубья нарезаются в сечении m₂. Врезание на глубину осуществляется вручную за счет вертикальной подачи стола станка. Совмещение оси фрезы с сечением m₂ достигается путем перемещения стола до визуального совпадения наружного лезвия, установленного в вертикальной плоскости, с кольцевой риской, нанесенной на заготовке при обработке на токарном станке. Расположение рисок намечается по шаблону для каждого модуля — m₂, m₃, ..., m_наи6. Впадины в сечениях m₃, m₄ и т. д. выполняются аналогичным образом. Получающиеся при этом грани зубьев невелики и почти не оказывают влияния на плавность зацепления. Шестерни быстро прирабатываются друг к другу.