Зубчатая передача

Авторы патента:

F16H55/14 - конструкции, обеспечивающие эластичность или гашение вибраций (F16H 55/06 имеет преимущество; эластичные соединения колес и колесных ободьев с валом F16D 3/50,F16D 3/80)

Изобретение относится к машиностроению. Во впадинах между зубьев одного из зубчатых колес зубчатой передачи выполнены радиальные прорези, состоящие из двух частей. Часть, примыкающая к впадине, выполнена шириной и глубиной l₁ по среднему радиусу R с осью, лежащей на цилиндрической поверхности, проходящей через середину глубины l₁. Другая широкая часть выполнена шириной h и глубиной l. Ширина, глубина и радиус прорезей связаны определенными соотношениями. Зубчатый венец упомянутого колеса связан со ступицей гибкими шатунами с цилиндрическими ползунами, помещенными в широкую часть прорези. Упругими эластичными связями упомянутый зубчатый венец связан с валом. Ступица жестко закреплена на валу. Упругие эластичные связи могут быть выполнены из резины или в виде пружин. Технический результат - повышение надежности зубчатой передачи при переменном нагружении путем автоматического регулирования жесткости зубьев. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению.

Известна зубчатая передача, содержащая зубчатые колеса, в одном из которых во впадинах между зубьями выполнены углубления в виде прорезей глубиной, равной (2-3)m, и шириной (0,1-0,2)m, заполненных эластичным материалом [1].

Недостатком такой передачи является малая надежность передачи из-за большой динамической нагрузки и низкой демпфирующей способности материала в прорези.

Наиболее близкой, принятой за прототип, является зубчатая передача, содержащая зубчатые колеса, одно из которых выполнено с радиальными прорезями, состоящими из двух частей, при этом часть, примыкающая к впадине, выполнена цилиндрической [2].

Недостатком такой передачи является невозможность автоматического регулирования жесткости зубьев в зависимости от передаваемой нагрузки.

Задачей изобретения является повышение надежности зубчатой передачи при переменном нагружении путем автоматического регулирования жесткости зубьев.

Для решения поставленной задачи предложена зубчатая передача, состоящая из зубчатых колес, в одном из которых во впадинах между зубьев выполнены радиальные прорези, состоящие из двух частей, часть, примыкающая к впадине, выполнена шириной

и глубиной l₁ по среднему радиусу R с осью, лежащей на цилиндрической поверхности, проходящей через середину глубины l₁, другая широкая часть прорези выполнена шириной h₁ и глубиной l, причем ширина, глубина и радиус прорезей выбраны из следующих соотношений:

R=(1,5-2)m, l₁=(0,5-1,0)m, где

- ширина прорези первого участка, h₁ - ширина прорези второго участка, R - средний радиус прорези первого участка, l₁ - глубина прорези первого участка, l - глубина прорези второго участка,
h - высота зуба колеса,
m - шаг зубьев колеса,
z₂ - число зубьев колеса,
H₁ - минимальное расстояние между соседними прорезями,
rf₂ - радиус окружности ножек колеса,
[

_и] - допускаемое напряжение изгиба материала колеса,
Е - модуль упругости материала колеса, а зубчатое колесо состоит из ступицы, жестко закрепленной на валу, и зубчатого венца, связанного, с одной стороны, со ступицей гибкими шатунами с цилиндрическими ползунами, помещенными в другую широкую часть прорези, выполненной шириной h₁ и глубиной l, и упругими эластичными связями с валом, с другой стороны.

Предлагаемая конструкция зубчатой передачи позволяет повысить надежность зубчатой передачи за счет регулирования динамической нагрузки в зависимости от величины передаваемого силового потока.

На фиг.1 показан общий вид колеса; на фиг.2 - варианты конструкции упругой эластичной связи зубчатого венца с валом; на фиг.3 - конструкция колеса, вид сбоку.

В зубчатой передаче в колесе 1 во впадинах между зубьями выполнены радиальные прорези, состоящие из двух частей. Часть 2, примыкающая к впадине между зубьями, выполнена шириной

и длиной l₁ по среднему радиусу R с осью, лежащей на цилиндрической поверхности, проходящей через середину глубины l₁. Другая, широкая часть прорези 3, выполнена шириной h₁ и глубиной l, где размещается цилиндрический ползун 4, связанный гибким шатуном 5 со ступицей 6, которая в свою очередь жестко закреплена на валу 9. Зубчатый венец зубчатого колеса 1 связан с валом 9 при помощи упругих эластичных связей 7, например, посредством шпоночного соединения. Упругая эластичная связь 7 выполнена из резины либо в виде пружин. Зубчатая передача работает следующим образом.

При входе зуба зубчатого колеса 8 в зацепление с соответствующим зубом колеса 1 происходит динамическое взаимодействие зубьев. Динамическая нагрузка в зацеплении зависит от жесткости зуба, которая в начальный момент определяется длиной L зуба, и деформации зацепления.

При малой нагрузке угловое смещение ступицы 6 относительно зубчатого венца отсутствует и цилиндрические ползуны 4 находятся в крайнем, ближнем к оси колеса, положении. За счет глубины радиальных прорезей (l+l₁) высота стандартного зуба L₁ увеличивается до высоты зуба L=L₁+(l+l₁). При этом динамическая нагрузка в передаче падает, частота колебаний зуба также уменьшается и сопересопряжение зубьев по своей характеристике близко к статическому.

С увеличением силового потока, за счет упругих эластичных связей 7, происходит угловое смещение вала 9 относительно венца зубчатого колеса 1, при этом цилиндрические ползуны 4 под действием гибких шатунов 5 смещаются к первой части прорези 2, примыкающей к впадине между зубьями и выполненной шириной

и глубиной l₁ по среднему радиусу R, при этом высота зуба L уменьшается до высоты зуба (L₁+l₁), и тем самым автоматически увеличивается жесткость зацепления, адекватно ограничивая общую деформацию зубчатого венца.

При снятии нагрузки цилиндрические ползуны 4 под воздействием упругих эластичных связей 7 между зубчатым венцом зубчатого колеса 1 и валом 9 смещаются в исходное положение к центру зубчатого колеса.

Благодаря данной конструкции зубчатого колеса достигается функциональная зависимость жесткости зуба от величины передаваемого силового потока.

Источники информации
1. А.с. 1237844, кл. F 16 Н 55/14, 1984.

2. А.с. 1733777, кл. F 16 Н 55/14, 1989.

Формула изобретения

Зубчатая передача, состоящая из зубчатых колес, в одном из которых во впадинах между зубьев выполнены радиальные прорези, состоящие из двух частей, часть, примыкающая к впадине, выполнена шириной

и глубиной l₁ по среднему радиусу R с осью, лежащей на цилиндрической поверхности, проходящей через середину глубины l₁, другая часть выполнена шириной h₁ и глубиной l, причем ширина, длина и радиус прорезей выбраны из следующих соотношений:

где

- ширина прорези первого участка;

h₁ - ширина прорези второго участка;

R - средний радиус прорези первого участка;

l₁ - глубина прорези первого участка;

l - глубина прорези второго участка;

h - высота зуба колеса;

m - шаг зубьев колеса;

z₂ - число зубьев колеса;

H₁ - минимальное расстояние между соседними прорезями;

rf₂ - радиус окружности ножек колеса;

[

_и] - допускаемое напряжение изгиба материала колеса;

Е - модуль упругости материала колеса,

отличающаяся тем, что зубчатое колесо с радиальными прорезями состоит из ступицы и зубчатого венца, связанного с одной стороны со ступицей гибкими шатунами с цилиндрическими ползунами, помещенными в другую широкую часть прорези, выполненную шириной h₁ и глубиной l, и упругими эластичными связями с валом - с другой стороны, причем ступица жестко закреплена на валу, а упругие эластичные связи могут быть выполнены из резины либо в виде пружин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению

Зубчатая передача // 2128305

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в передачах преимущественно с цилиндрическими, коническими зубчатыми колесами, выполненными из металла, неметаллических материалов (пластмассы, полимеры) их сочетания (армирование), в металлополимерных зубчатых передачах

Колесо передачи зацеплением // 2082053

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в приводах вращательного движения

Зубчатый венец с внешними зубьями и способ его формообразования // 2029189

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении зубчатых изделий (рейка, венец с внешними зубьями) с пустотелыми зубьями пластическим деформированием

Зубчатое колесо // 2029188

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в различных устройствах, например в цепных передачах

Зубчатое колесо // 2010145

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах

Самоустанавливающееся зубчатое колесо // 1825930

Зубчатое колесо пониженной виброактивности // 1809213

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах с высокой точности и плавностью хода

Зубчатое колесо // 1795208

Прямозубая цилиндрическая передача // 1788364

Изобретение относится к машиностроению , к зубчатым передачам с уменьшенной виброактивностью

Составное зубчатое колесо // 2231705

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных зубчатых передачах разнообразных машин

Подвижная деталь, предназначенная для введения в контакт с другим подвижным или неподвижным элементом // 2275667

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на создание подвижной детали, предназначенной для введения в контакт с другим подвижным или неподвижным элементом, которая обладает определенной упругостью в ее центре, что обеспечивает ее смещение без изменения межцентрового расстояния

Упругое зубчатое колесо // 2309312

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяговых передачах локомотивов и редукторах общего машиностроения

Упругое зубчатое колесо (варианты) // 2341712

Изобретение относится к машиностроению и касается конструкции составного зубчатого колеса привода машин

Ходовое колесо, предназначенное для введения во взаимодействие с другим ходовым колесом или неподвижным элементом // 2363028

Амортизатор колеса мотоцикла // 2424149

Изобретение относится к амортизатору колеса, в частности к амортизатору колеса мотоцикла

Зубчатое колесо // 2486392

Изобретение относится к средствам и способам снижения вибрации, шума и колебаний зубчатых передач различного оборудования, машин, агрегатов, механизмов, насосов, турбокомпрессоров, редукторов, мультипликаторов, многоступенчатых коробок передач, колес рельсового транспорта

Зубчатое колесо // 2584762

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими зубчатыми колесами, имеющими непрямые зубья. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец. Со стороны торца зубчатого колеса, к которому направлена осевая сила, действующая на зубчатый венец при зацеплении вращающегося зубчатого колеса с парным колесом работающей под нагрузкой передачи, расположена пара упорных роликов, примыкающих своими поверхностями катания к этому торцу венцового колеса. Ролики установлены с возможностью своего свободного вращения на осях, расположенных радиально и неподвижно относительно вращающегося зубчатого колеса. Ролики разнесены относительно друг друга в плоскости вращения зубчатого колеса, симметрично относительно линии центров парных колес передачи. Угол между осью вращения каждого ролика и линией центров колес передачи не меньше, чем угол зацепления этих колес. Достигается повышение прочности зубчатого колеса за счет уменьшения воздействия осевой силы на зубчатое колесо. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2588195

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими колесами. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец. Со стороны обоих торцов зубчатого колеса, в районе его зацепления с парным колесом, расположены дугообразные опорные элементы, укрепленные неподвижно относительно вращающегося зубчатого колеса и прилегающие эквидистантно к его поверхностям посредством антифрикционных прокладок, укрепленных на опорных элементах, со стороны торца зубчатого колеса, откуда направлена осевая сила, создающая при работе зубчатого колеса в передаче. Опорный элемент прилегает к внутренней поверхности венцового колеса, со стороны торца зубчатого колеса, куда направлена упомянутая осевая сила. Опорный элемент прилегает к внутренней поверхности венцового колеса и к торцу венцового колеса и имеет в сечении Г-образную форму. Поверхности опорных элементов, прилегающие к поверхностям зубчатого колеса, расположены симметрично относительно линии центров парных зубчатых колес. Поверхности опорных элементов по своим размерам поперек линии центров парных зубчатых колес больше, чем ширина зоны зацепления этих парных зубчатых колес. Достигается повышение прочности зубчатого колеса за счет уменьшения воздействия осевой силы на зубчатое колесо. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2588696

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в зубчатых передачах с колесами большого диаметра и с широкими зубчатыми венцами. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска и венцовое колесо с зубчатым венцом, причем ширина венцового колеса и зубчатого венца больше толщины диска тела. В области зоны зацепления зубчатого колеса с парным зубчатым колесом зубчатой передачи со стороны внутренней поверхности венцового колеса с обоих торцов диска тела расположены опорные ролики. Ролики установлены с возможностью свободного вращения в плоскости вращения зубчатого колеса на осях, неподвижных относительно вращающегося зубчатого колеса и с контактированием своими поверхностями катания с внутренней поверхностью венцового колеса. Обеспечивается повышение прочности зубчатого колеса без увеличения его материалоемкости. 2 ил.