Зубчатое колесо

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчаты.х передачах. Целью изобретения является повышение надежности зубчатого колеса. Положительный эффект достигается за счет улучшения условий нагружения зубьев , рассматриваемых как балки, работаюш,ие на изгиб. Зубчатый венец в виде трех дисков 2, 3 и 4 с укрепленными на их периферии зубьями 5 установлен на ступице 1. Диски 2 и 3 закреплены на ступице 1 жестко , а диск 4 - с возможностью относительного окружного смещения (либо с зазором , либо со скольжением). Зубья могут быть выполнены в виде роликов с осями, сл со ND 00 00 о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1323803 (5D 4 F 16 Н 55 17, 55/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3975716/25-28; 3978957/25-28;

3991654/25-28; 4026233/25-28; 4081372/25-28 (22) 14.11.85 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (75) Л. Д. Подлевских (53) 621.833(088.8) (56) Патент США № 3861231, кл. 74 — 410, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1165833, кл. F 16 N 1/46, 1984. (54) ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах. Целью изобретения яв.чяется повышение надежности зубчатого колеса. Положительный эффект достигается за счет улучшения условий нагружения зубьев, рассматриваемых как балки, работающие на изгиб. Зубчатый венец в виде трех дисков 2, 3 и 4 с укрепленными на их периферии зубьями 5 установлен на ступице 1.

Диски 2 и 3 закреплены на ступице 1 жестко, а диск 4 — с возможностью относительного окружного смещения (либо с зазором, либо со скольжением). Зубья могут быть выполнены в виде роликов с осями, 1323803 могут быть вставными и крепиться своими хвостовиками в пазах дисков 2 и 3. В последнем случае наружный диаметр дисков равен диаметру делительной окружности.

Диски 2, 3 и 4 могут быть соединены упругими элементами в виде пальцев 9. При использовании колеса в нереверсивной передаче пальцы 9 могут быть предварительно напряжены усилием, противоположным рабочему. При работе момент в зацеплении от зубьев 5 (либо от осей) передается через диски 2, 3 «а ступицу 1. Зубья 5 (либо оси) работают как балки, заделанные с двух сторон и нагруженные симметричной нагрузкой. Диск 4 позволяет перераспределить усилие в зацеплении сразу на все зубья колеса.

При установке диска 4 на ступице 1 со скольжением образующая кинематическа я пара играет роль демпфера сухого трения, сглаживающего колебания венца относитель!

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах.

Цель изобретения — повышение надежности зубчатого колеса, что достигается за счет улучшения условий нагружения зубьев, рассматриваемых как балки, работающие на изгиб.

На фиг. 1 изображено предлагаемое зубчатое колесо; на фиг. 2 — фиг. 5 — вариа нты конструкций зубчатого колеса; на фиг. 6 — разрез А — А на фиг. 4.

Зубчатое колесо содержит ступицу 1 и установленный на ней зубчатый венец в виде трех дисков 2 — 4, на периферии которых закреплены зубья 5. Крайние диски 2 и 3 жестко закреплены на ступице 1, а средний диск 4 — с возможностью окружного смещения относительно ступицы 1. Диск 4 может быть размещен с зазором относительно ступицы (фиг. 1 и фиг. 3) и без зазора (фиг. 2, 4 и 5). В последнем случае диск 4 установлен на ступице 1 с возможностью относительного скольжения. Зубья могут быть выполнены в виде роликов 6 с осями 7, закрепленными в дисках 2, 3 и 4 (фиг. 3).

Зубья 5 могут быть вставными (фиг. 4) и крепиться своими хвостовиками 8 в соотвстствукнцих пазах дисков 2 и 3, а своим телом — в пазах диска 4. При этом наружный диаметр дисков 2 — 4 равен диаметру делительной окружности зубьев 5.

Диски 2, 3 и 4 могут быть соединены между собой упругими элементами в виде пальцев 9 (фиг. 5), установленных равномерно по окружности колеса между зубьями и ступицей параллельно оси колеса. но ступицы 1 в процессе работы. При работе колеса с ответным и аналогичным ему, соответствуюшие диски перекатываются друг относительно друга без скольжения, играя роль направляющих, препятствующих перекосам в зацеплении. Пальцы 9 воспринимают часть изгибаюших зубья 5 нагрузок.

Пальцы 9 могут быть предварительно напряжены при изготовлении колеса. Для этого вначале крепят венец на ступице 1. Затем поворачивают диск 4 относительно дисков 2 и 3 в окружном направлении в пределах упругой деформации зубьев 5, сверлят отверстия под пальцы 9 и вставляют их, после чего снимают окружное усилие на диск 4. В результате при работе в нереверсивной передаче окружные усилия на зубья 5 мотут быть увеличены вдвое за счет изменения знака возникаюших в них напряжений. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

При использовании колеса в нереверсивной передаче пальцы 9 могут быть предварительно напряжены, т.е. предварительно нагружены усилием, противоположным рабо5 чему усилию.

Зубчатое колесо работает следующим образом.

Момент в зацеплении от зубьев 5 (либо от оси 7 роликов 6) передается через диски 2 и 3 на ступицу 1. При этом зубья 5 (либо оси 7) работают как балки, заделанные с двух сторон и нагруженные симметричной нагрузкой. Диск 4 позволяет перераспределить усилие в зацеплении сразу на все зубья колеса. В случае установки диска 4 на ступице 1 с возможностью относительного скольжения (фиг. 2, 4 и 5! происходит демпфирование колебаний венца относительно ступицы в окружном направлении, возникающих при работе колеса в передаче. В этом случае диск 4 в паре со ступицей играет дополнительную роль —— демпфера сухого трения.

В колесе со вставными зубьями 5 (вариант по фиг. 4) наружный диаметр дисков 2, 3 и 4 равен диаметру делительной окружности. В этом случае при работе колеса соответствуюгцие друг другу диски 2, 3 и 4 будут перекат: IBBTbcH друг относительно друга без скольжения, играя роль направляющих, препятствующих перекосам в зацеплении., В варианте, изображенном на фиг. 5, пальцы 9 воспринимают часть изгибаюших нагрузок на зубья 5, что позволяет повысить изгибную прочность последних. В случае предварительного нагружения пальцев 9 уси1 з лием, противоположным рабочему усилию в нереверсивной передаче, перераспределение нагрузок происходит в еще большей степени.

Предварительное нагружение пальцев 9 при изготовлении зубчатого колеса осуществляют следующим образом. Вначале соединяют зубчатый венец со ступицей 1. Затем диск 4 поворачивают в окружном направлении относительно дисков 2 и 3 в пределах упругой деформации зубьев 5 и засверливают отверстия в дисках 2 — 4 под пальцы 9. После установки пальцев 9 снимают окружное усилие на диск 4, в результате чего пальцы 9 и зубья 5 будут предварительно нагружены окружным усилием.

Усилие со стороны зубьев парного колеса направлено так, что зубья 5 деформируются в направлении, которое противоположно направлению предварительной деформации при изготовлении колеса. С увеличением усилия величина предварительной деформации будет уменьшаться, а следовательно, будет уменьшаться и величина изгибных напряжений. При равенстве усилия, действующего со стороны зубьев парного колеса, усилию предварительной деформации величина изгибных напряжений будет равна нулю. При дальнейшем увеличении усилия, действующего со стороны зубьев парного колеса, зубья 5 будут деформироваться в противоположную сторону и в них будут возникать изгибные напряжения по знаку противоположные напряжениям, возникающим при предварительной деформации. За счет предварительного напряжения зубьев 5 (предварительной деформации) их изгибную прочность можно повысить примерно в два

323803

4 раза. Величина напряжений в упругих элементах (пальцах 9) будет возрастать и может быть больше предварительных напряжений тоже в два раза. Для обеспечения прочности пальцев 9 их устанавливают несколько штук, равномерно располагая по окружности.

Формула изобретения

1. Зубчатое колесо, содержащее ступицу

10 и установленный на ней зубчатый венец в виде трех равноотстоящих друг от друга вдоль оси соосных дисков, на периферии которых закреплены зубья, один из крайних дисков жестко закреплен на ступице, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, другой крайний диск также жестко закреплен на ступице, а средний размещен на ступице с возможностью окружного смещения относительно нее.

2. Колесо по и. 1, отличающееся тем, что зубья выполнены в виде роликов с осями, закрепленными в дисках.

3. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что наружный диаметр дисков равен диаметру длительной окружности зубьев колеса.

4. Колесо по п. l, отличающееся тем, что диски соединены между собой упругими элементами в виде пальцев, установленных равномерно по окружности ко.песа между зубьями и ступицей параллельно оси колеса.

5. Колесо по п. 4, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности колеса при использовании в нереверсивной передаче, упругие элементы предварительно напряжены усилием, противоположным рабочемуу.

1323803

Составитель В. Сергеев

Редактор A. Ренин Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 2950/41 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, i+; — -35, Раушская наб., д. 4, 5

Производств.нно-полиграфическое прс приятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4