Зубчатое колесо

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам. Зубчатое колесо содержит ступицу, диск, обод, состоящий из одной или двух частей, и разъемные с ним зубья. По окружности обода выполнен фигурный паз. В нем закреплены на определенном расстоянии друг от друга зубья, изготовленные из упругого листового материала. Зубья имеют закругленную или заостренную головку и корень, выполненный в форме фигурного паза обода колеса. В обод, состоящий из одной части, зубья и прокладки вводятся раздельно через радиальный паз, закрываемый фиксатором. В ободе, состоящем из двух частей, закрепляется гирлянда, состоящая из ленты с надетыми на нее зубьями и прокладками. Снижаются контактные напряжения и уменьшается шум при работе. 1 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано во всех отраслях хозяйственной деятельности для передачи крутящего момента между параллельными, пересекающимися и перекрещивающимися осями, с внутренним и внешним зацеплением.

В существующих и широко применяемых зубчатых колесах зацепление осуществляется путем касания по линии одной или нескольких пар жестких зубьев, выполненных неразъемно с зубчатым колесом, что вызывает большие контактные напряжения, требует высокой точности изготовления колес и создает сильный шум при работе передачи. Неразъемность зубьев существующих зубчатых колес сужает конструктивные возможности при их конструировании, так как предполагает выполнение колес и зубьев из одного материала.

Известны предложения по устранению этих недостатков. Например, в патенте [1] предлагается цельная пластмассовая шестерня, имеющая упругодеформируемые зубья для придания шестерне упругих свойств с целью снижения шума и вибраций. Шестерня содержит центральное тело и два венца зубьев, отходящих от тела. Венцы зубьев сдвинуты относительно друг друга в осевом и окружном направлении. Каждый зуб имеет головку и продольно вытянутую ножку. Ножка зуба расположена под небольшим острым углом к радиальной линии шестерни. Головки зубьев образуют полную единую зубчатую шестерню. Ножки зубьев каждого венца отстоят на некотором расстоянии друг от друга в окружном направлении. Расстояние между ножками превышает ширину каждой ножки в окружном направлении, обеспечивая снижение шума и вибрации без нарушения точности зубчатого зацепления. Предлагаемая в этом патенте шестерня имеет упругие зубья, что снижает шум и вибрации, но сохраняет большие контактные напряжения, требование высокой точности изготовления и предполагает выполнение зубьев и всей шестерни из одного материала, что снижает конструктивные возможности шестерни.

Известны предложения зубчатых колес с разъемными зубьями и их упругой заделкой. Например, предлагается зубчатое колесо [2], содержащее ступицу, установленные в ней вставные зубья и упругие элементы, размещенные в ступице и зубьях. Упругие элементы выполнены в виде валиков, один конец каждого из которых выполнен цилиндрическим и установлен в ступице с возможностью поворота, а другой конец - многогранным и зафиксирован в ней. В каждом зубе выполнено отверстие, часть которого по длине имеет форму многогранника, соответствующего форме конца валика, а другая часть - цилиндра. Это зубчатое колесо имеет разъемные, упруго установленные зубья, что расширяет конструктивные возможности колеса и снижает шум при работе передачи, но сохраняет требование высокой точности изготовления и большие контактные напряжения, а также усложняет конструкцию колеса.

Для устранения этих недостатков предлагается зубчатое колесо со съемными зубьями, выполненными из упругого листового материала, имеющими заостренную или закругленную головку и корень, выполненный в форме фигурного паза обода. Передача, выполненная с предлагаемыми колесами, и сами колеса не требуют высокой точности изготовления при сохранении точности зубчатого зацепления, так как все неточности изготовления и установки передачи компенсируются упругостью и массовостью зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, что снижает также контактные напряжения и шум работающей передачи.

На фиг. 1 дан общий вид предлагаемого зубчатого колеса с ободом, состоящим из одной части; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - общий вид предлагаемого зубчатого колеса с ободом, состоящим из двух частей; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - зуб; на фиг. 6 - прокладка; на фиг. 7 - фиксатор; на фиг. 8 - зуб с отверстием; на фиг. 9 - прокладка с отверстием; на фиг. 10 - гирлянда зубьев.

На фиг. 1 и 2 изображено зубчатое колесо, содержащее ступицу 1, диск 2, обод 3, зубья 4, прокладки 5 и фиксатор 6. По окружности обода 3 выполнен фигурный паз, например, в форме "ласточкина хвоста". Обод 3 имеет также радиальный паз 7.

На фиг. 3 и 4 изображено зубчатое колесо, содержащее ступицу 8, диск 9, обод, состоящий из двух частей 10 и 11, зубья 12, прокладки 13 и ленту 14. Зуб 4 изготовлен из упругого листового материала, имеет заостренную или закругленную головку 15 и корень 16, выполненный по форме фигурного паза обода колеса. Зуб 12 также изготовлен из упругого листового материала, имеет заостренную или закругленную головку 17 и корень 18, выполненный в форме фигурного паза обода колеса. На колесе, изображенном на фиг. 1 и 2, зубья 4, изображенные на фиг. 5, и прокладки 5, изображенные на фиг. 6, вводятся в фигурный паз обода через радиальный паз 7. После ввода всех зубьев и прокладок, радиальный паз 7 закрывается фиксатором 6, изображенным на фиг. 7. Таким образом зубья 4 закрепляются на этом колесе. Зуб 12, изображенный на фиг. 8 и прокладка 13, изображенная на фиг. 9, имеют отверстия соответственно 19 и 20, которыми они надеваются на ленту 14, образуя гирлянду, изображенную на фиг. 10. Гирлянда набирается по длине окружности обода 10, вставляется в его фигурный паз, выполненный, например, в форме "ласточкина хвоста", и закрепляется разъемной половиной обода 11. Таким образом, зубья 12 закрепляются на колесе, имеющем обод, состоящий из двух частей.

При работе передачи, с предлагаемыми колесами, зубья одного колеса входят в зазоры между зубьями другого колеса, изгибаются для взаимного прохождения и, таким же образом, выходят из зацепления. Нагрузку передает группа зубьев, расположенная около центра зацепления. В этом районе зубья плотно прилегают друг к другу, имеют небольшое относительное скольжение при малых контактных напряжениях, так как касание происходит по поверхности и большим количеством зубьев.

Формула изобретения

1. Зубчатое колесо, содержащее ступицу, диск, обод, состоящий из одной или двух частей, и разъемные с ним зубья, отличающееся тем, что по окружности обода выполнен фигурный паз, в котором закреплены на определенном расстоянии друг от друга зубья, изготовленные из упругого листового материала, имеющие закругленную или заостренную головку и корень, выполненный в форме фигурного паза обода колеса.

2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что фигурный паз выполнен в форме ласточкина хвоста.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10