Составное зубчатое колесо

 

СОСТАВНОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО, содержащее ступицу, венец, собранный нэ отдельных зубьев, обращенные к ступице поверхности которых расположены под углом к радиусу, сепараторы, упругое кольцо, тела качения, помещенные между зуб.ьями и упругим кольцом , и элементы, фиксирующие сепараторы относительно ступицы, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и долговечности колеса, на зубьях выполнены выступы, часть поверхности которых, обращенная к периферии колеса, вьтолнема цилиндрической , на сепараторах выполнены цилиндрические поверхности, обхватывающие выступы зубьев, а радиусы кривизны ципиндрических поверхностей последних выбраны меньщими, чем радиусы цилиндрических поверхностей л сепараторов. ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(s)) F 16 Н 55/14 55/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н вторснОмь свидетельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3683089/25-28 (22) 26.12.83 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) А.Н. Токмачев, Н.С. Карапыш, А.Я. Готлиб и М.И. Некрытый (71) Ворошиловградское отделение

Специального проектно-конструкторского .и технологического бюро Всесоюз-. ного промышленного объединения "Союзгеотехника" (53) 621.833(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 979762, кл. Р 16 Н 55/14, F 16 Н 55/17, 1976. (54) (57) СОСТАВНОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО, содержащее ступицу, венец, собранный из отдельных зубьев, обращенные к

„„SU 1157310

t ступице поверхности которых расположены под углом к радиусу, сепараторы, упругое кольцо, тела качения, помещенные между зубьями и упругим кольцом, н элементы, фиксирующие сепараторы относительно ступицы„ о т л ич а ю щ е е. с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности колеса, на зубьях выполнены выступы, часть поверхности которых, обращенная к периферии колеса, выполнена цилиндрической, на сепараторах выполнены цилиндрические поверхности, обхватывающие выступы зубьев, а радиусы кривизны цилиндрических поверхностей последних выбраны меньшими, чем радиусы цилиндрических поверхностей сепараторов.

1157 1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым передачам с компенсацией перекоса осей зацепляющихся зубчатых колес.

Известно составное зубчатое колего, содержащее ступицу, венец, собранный иэ отдельных зубьев, обращенные к ступице поверхности которых расположены под углом к радиусу, ce"" параторы, упругое кольцо, тела каче- 10 ния, помещенные между зубьями и упру гим кольцом, и элементы, фиксирующие сепараторы относительно ступицы 1 1 .

Недостаток известного колеса состоит в том, что зубья требуют высо- 15 кой точности расположения осей в них, а значит, усложняют технологию их изготовления. Кроме того, для обеспечения заданной точности зубчатого колеса требуются повышенные 20 требования к точности расположения отверстий в сепараторах как по радиусу, так и по шагу.

Зубья, посаженные свободными концами осей в отверстия сепарато- 25 ров, не имеют возможности поворачиваться вокруг оси, перпендикулярной оси вращения колеса, Это приводит в процессе работы к неравномерному распределению напряжений, срезающих 30 ! оси зубьев. Нагрузка по ширине зуба также распределяется неравномерно.

В результате возникают повышенные контактные напряжения в зацеплении.

Причиной неравномерного распределения 35 напряжений в зацеплении может быть перекос валов зубчатых колес и угловая погрешность нарезки зубчатого венца парного колеса. Все это в целом снижает надежность и долговечность 40 колеса.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности колеса.

Укаэанная цель достигается тем, что в зубчатом колесе, содержащем 45 ступицу, венец, собранный из отдельных зубьев, обращенные к ступице поверхности которых расположены под углом к радиусу, сепараторы, упругое, кольцо, тела качения, помещенные 50 между зубьями и упругим кольцом, и элементы, фиксирующие сепараторы относительно ступицы, на зубьях выполнены выступы, часть поверхности которых, обращенная к периферии колеса, 55 выполнена цилиндрической, на сепараторах выполнены цилиндрические поверхности, обхватываЮщие выступы

10 2 зубьев, а радиусы кривизны цилиндрических поверхностей последних выбраны меньшими, чем радиусы цилиндрических поверхностей сепараторов.

На фиг. 1 изображено составное зубчатое колесо; на фиг,2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг.3 — направление поворота зуба вокруг оси, перпендикулярной оси вращения колеса.

Колесо состоит из зубьев 1 с боковыми выступами 2, которые имеют обращенные к периферии колеса цилиндрические поверхности 3. В собранном зубчатом венце зубья контактируют цилиндрическиыи поверхностями 3 с цилиндрической поверхностью 4 сепараторов 5, обхватывающей выступы зубьев.

Силовая цепь зубчатого венца через тела 6 качения замкнута упругим кольцом 7, вставленным в венец с заданным натягом. В собранном виде зубчатый венец присоединен к ступице 8, состоящей из двух полуступиц, посредством крепежных элементов 9, а полуступицы соединены в ступицу болтами 10.

Сборка колеса производится в следующей последовательности.

Все зубья венца устанавливаются вдоль цилиндрических поверхностей

4 сепараторов касательно цилиндрическими поверхностями 3 боковых выступов. Затем устанавливаются все тела 6 качения. После этого замыкается силовая цепь зубчатого венца упругим ,кольцом 7, установленным с заданным натягом. На готовый зубчатый венец с двух сторон накладываются полуступицы ступицы 8 и соединяются с венцом посредством крепежных элементов 9 и между собой болтами 10.

Ось вращения зуба в колесе предлагаемой конструкции не явно выражена и проходит через линии контакта цилиндрических частей боковых выступов зуба с цилиндрической поверхностью сепараторов.

Предлагаемое колесо работает следующим образом.

При нагружении колеса крутящим моментом зубья 1, стремясь повернуться вокруг этой оси, нажимают нижними боковыми поверхностями через тела 6 качения на упругое кольцо 7, опираясь цилиндрическими частями боковых выступов на цилиндрические поверхности сепараторов 5. В процессе колебания нагрузки зубья 1, поворачиваясь, 11:7 перекатываются цилиндрическими поверхностями,боковых выступов по цилиндрическим поверхностям сепараторов, т.е. мгновенный центр вращения зуба перемещается. В результате такого взаимодействия зуба 1 с сепараторами 5.каждая его точка в процес. се поворота описывает часть гипоциклоиды.

Угол поворота зуба 1 и передавае- 1ð мый крутящий момент зависят от жесткости упругого кольца 7, замыкающего силовую цепь зубчатого венца и установленного с заданным натягом, а также от жесткости сепараторов 5. 15

При наличии перекоса между валами колес, а также угловой погрешности расположения зубьев парного колеса зубья составного колеса поворачиваются вокруг оси, перпендикулярной б оси вращения колеса (фиг.3) ориен. тируясь параллельно зубьям парного колеса. Такой поворот;обусловлен возможностью скольжения цилиндрической части боковых выступов зубьев 1 д по цилиндрической поверхности сепараторов 5, что, в свою очередь, обеспечивается радиусом бокового выступа зуба меньшим, чем радиус цилиндрической поверхности сепараторов,З

При передаче крутящего момента в процессе работы зубья колеса, находящиеся на линии зацепления под действием силы, приложенной к поверхнос. ти рабочего профиля зуба, устанав35 ливаются параллельно зубьям парного колеса и одновременно поворачиваются на некоторый угол вокруг мгновенного

Д-А

31О 4 центра вращения зуба. В процессе поворота зубья, воздействуя боковыми поверхностями нижней части на тела качения, перекатывают их по упругому кольцу 7 и ориентируют так, что оси тел 6 качения все время остаются параллельны как зубьям составного, так и парного колеса. Поскольку силовая цепь венца замкнута общим для всего набора тел качения упругим коль. цом, а вее зубья связаны между собой телами качения, в повороте и перекатывании участвуют . одновременно все зубья и все тела качения.

Данное качество предлагаемого колеса при соответствующем подборе рабо.чего профиля зуба обеспечивает мягкость работы, стабильность бокового зазора, исключает удары и заклинивание, обеспечивает равномерное распределение нагрузки по ширине зуба и увеличивает срок службы. Предлагаемое колесо может работать как предохранительная муфта. При возникновении крутящего момента, превышающего расчетный, происходит проскальзывание зубьев вместе с телами качения и упругим кольцом относительно сепараторов. Поверхностями скольжения при этом являются цилиндрические поверхности сепараторов и поверхности цилиндрической части боковых выступов всех зубьев. Такое качество колеса предохраняет его и весь механизм от поломок и исключает аварии.

1157310

Составитель В. Сергеев

Редактор Н. Гунько Техред З,Палий

Корректор О, Луговая

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 331б/36 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5