Зубчатое колесо с демпфирующим ободом и зубьями
Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано во всех видах зубчатых зацеплений и передач машин, механизмов и устройств. Целью изобретения является повышение долговечности и уменьшение шума. Эта цель достигается тем, что обод выполнен с шириной, выбранной равной ширине зубчатого венца, и толщиной на торцах колеса, представляющей собой острие кромки и монотонно возрастающей по прямолинейным или криволинейным образующим в направлении к диску колеса, с торцов обода и зубьев выполнены глухие полости с образованием острых кромок на торцах зубьев, а поверхность головок зубьев выполнена с волнообразным постоянным или переменным профилем, имеющим высоту волны в диапазоне 0,05.-..0,15 высоты зуба. Для достижения этой цели кромки на внутренней поверхности обода, образованные глухими полостями в зубьях, выполнены с фасками или скруглены. 11 ил. ел t
(я)л F 16 Н 55/17
ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 8
IiM Ы Ъ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Ql
"4 ф
СОКОВ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИС ГИ (ЕСКИХ
РГСПУВЛИК (21) 4818404/28 (22) 24,04.90 (46) 23.04.93. Бюл. N- 15 (71) Одесский политехнический институт (72) А,М, Красильников, В,М, Сидорин, Ю.А, Швед, С.Л,; Г.В,. Кострова, А. В, Коноплев и И, В. Михайлов (73) А,М, Красильников (56) Авторское свидетельство СССР
N 1353045, кл. F 16 Н 55/17, 1983. (54) ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО С ДЕМПФИРУЮЩИМ ОБОДОМ И ЗУБЬЯМИ (57) Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано во всех видах зубчатых зацеплений и передач машин, механизмов и устройств, Целью изобретения является повышение долговечноИзобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано во всех видах зубчатых зацеплений и передач машин, механизмов и устройств.
Целью изобретения является повышение долговечности и уменьшение шума.
Эта цель. достигается тем, что обод выполнен с шириной, выбранной равной ширине зубчатого венца и толщиной на торцах колеса, представляющей собой острые кромки и монотонно возрастающей по прямолинейным или криволинейным образующим в направлении к диску колеса, с торцов обода и зубьев выполнены глухие полости с образованием острых кромок на торцах зубьев, а поверхность головок зубьев выполнена с волнообразп 1м постоянным или
« .. Ы „1811570 АЗ сти и уменьшение шума. Эта цель достигается тем, что обод выполнен с шириной, выбранной равной ширине зубчатого венца, и толщиной на торцах колеса, представляющей собой острие кромки и монотонно возрастающей по прямолинейным или криволинейным образующим в направлении к диску колеса, с торцов обода и зубьев выполнены глухие полости с образованием острых кромок на торцах зубьев, а поверхность головок зубьев выполнена с волнообразным постоянным или переменным профилем, имеющим высоту волны в диапазоне 0,05.-..0,15 высоты зуба. Для достижения этой цели кромки на внутренней поверхности обода, образованные глухими полостями в зубьях, выполнены с фасками или скруглены. 11 ил. переменным профилем, имеющим высоту волны s диапазоне 0;05.„0,15 высоты зуба.
Для достижения этой цели коомки на внутренней поверхности обода, образованные глухими полостями в зубьях, выполнены с фасками или скруглены.
На фиг.1 изображен общий вид колеса в аксонометрии; на фиг.2 — совмещенный продольный разрез (по зубу и впадине) зубчатого колеса с демпфирующим ободом и демпфирующими зубьями, к которому крутящий момент М» (нагрузка) от вала подведен с двух сторон (по 0,5 М» с каждой стороны); на фиг.3 — зубчатое колесо на фиг.2, вид сбоку, на фиг.4 — зубчатое колесо на фиг.2, вид сверху; на фиг.5 — зубчатое колесо на фиг.2, разрез А-А; на фиг.б -- зубчатое колесо на фиг.3 разрез Б-Б; на Фиг.7—
18 I 1570 совмещенный продольный разрез (по зубу и впадине) зубчатого колеса с демпфирующим ободом и демпфирующими зубьями, к которому крутящий момент М, (нагрузка) от вала подведен с одной стороны; на фиг,8— зубчатое колесо на фиг.7, вид сбоку; на фиг,9-- зубчатое колесо на фиг.7, вид сверху; на фиг.10 — зубчатое колесо на фиг,7, разрез
А-А; на фиг.11 — зубчатое колесо на фиг.8, разрез Б-Б, Зубчатые колеса 1 (фиг,2.7) крепятся на валах 4 демпфирующими ступицами 5 прессовым соединением.
Предлагаемые разновидности конструкций зубчатых колес с демпфирующими ободьями и зубьями созданы на базе действующих конструкций абыч н ых (жестких) зубчатых колес, Однако это не ограничивает создание новых конструкций, отличных в меньшую сторону от габаритов существующих конструкций.
Фиг, 2,3,4,5,6 и 7,8,9,10,11 изображают два аналогичных цилиндрических прямозубых колеса с одними и теми же обозначениями элементов, но с той лишь разницей, что для получения эффекта контактной прочнасти при различных схемах нагружения колеса, длины 11 и Iz (фиг. 2,7) демпфирующих участков ободьев колес имеют разные соотношения.
При равновеликой двусторонней нагрузке (фиг.2) диск 6, толщиной с находится посередине обода 2 и колесо имеет поперечную плоскость симметрии. Во всех других случаях схемы нагружения, включая схему, изображенную на фиг.7, диск 6 смещен относительно середины обода и колесо не имеет указанной плоскости симметрии.
В дальнейшем описание изобретения ведется со ссылкой на фиг.2,3,4,5,6, однако описание будет справедливым и для фиг.
7,8,9,10,11, кроме особо отраженных положений.
В ободе 2 (фиг,2) пониженной переменной жесткости, в зоне расположения зубьев
3. выполнены глухие прорези-полости П, расширяющиеся как в сторону торцов. так и в сторону внутренней поверхности обода, Переменная толщина h обода имеет предельно малую величину на торцах, то есть, торцы являются острыми, образованными пересечением образующих — прямой i и кривой q — под углом а< 90О.
Зубчатое колесо работает следующим образом. Окружное усилие зубом и ободом передается начиная с их кромок, расположенных на стороне подвода нагрузки к колесу от вала второго колеса. находящегося в зацеплении.
Поскольку кромки зубьев и обода имеют предельно малую толщину, а, следовательно, большую податливость, то они не в состоянии принять на себя и передать сколько-нибудь значительную часть окружного усилия. Поэтому вступают в работу
"0 смежные с кромками участки зуба и обода, которые менее податливы, а, следовательно, принимают на себя и передают более значительную часть окружного усилия и так далее.
При этом эпюра окружного усилия на зубе имеет волнообразную форму, начиная от предельно малой величины на торцах с монотонным возрастанием до максимальной — в глубине контакта. Такое распределе20 ние контактных давлений повышает долговечность зубьев по части их усталостной прочности от изгибной нагрузки.
Пониженная переменная жесткость обода и зубьев повышает износостойкость рабочей поверхности зубьев, так как при этом уменьшается работа микросмещения контактирующих поверхностей зубьев. связанная с их деформацией при нагружении.
Кроме того, пониженная переменная
30 жесткость обода и зубьев повышает их демпфирующую способность, а следовательно, понижаются пики высоких напряжений в зубьях от неравномерности передаваемой нагрузки, Это также повышает долговеч35 ность зубьев.
Формула изобретения
1, Зубчатое колесо с демпфирующим ободом и зубьями, содержащее ступицу, диски ободс венцом, отл ича ю щеес я
40 тем, что, с целью повышения долговечности и уменьшения шума, обод выполнен с шириной, равной ширине зубчатого венца, и толщиной на торцах колеса, представляющей собой острые кромки и монотонно возраста45 ющей по прямолинейным или криволинейным образующим в направлении к диску колеса, с торцов обода и зубьев выполнены глухие полости с образованием острых кромок на торцах зубьев, а поверхность головок
50 зубьев выполнена с волнообразным или переменным профилем. имеющим высоту волны в диапазоне 0,05-0,15 высоты зуба.
2. Колесо по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что кромки на внутренней поверхности
55 обода. образованные глухими полостями в зубьях, выполнены с фасками или скруглены.
1811570
1811570
Составитель А, Красильников
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Шекмар
Редактор Т.Иванова
Заказ 1464 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113015. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
Производственно-иэдэтельcêèé комбинат "Патент". г, Ужгород. ул.Гагарина, 101
