Зубчатое колесо



Зубчатое колесо
Зубчатое колесо

 


Владельцы патента RU 2550249:

Мендрух Елена Николаевна (RU)
Мендрух Николай Викторович (RU)
Терзиева Наталья Сергеевна (RU)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно в крупномодульных. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями. На участках головок зубьев ширина их боковых поверхностей выполнена переменной, зависящей от кратности парности зацепления. Эта зависимость обратна пропорциональна. Изменение ширины боковых поверхностей изменяется от максимума в районе полюсов зацепления до минимума у вершин зубьев монотонно. Поверхности торцов зубьев, примыкающих к участкам боковых поверхностей с изменяющейся шириной, представляют собой плоскости. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями (Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил., с.44).

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что конструкция зубьев его зубчатого венца не учитывает величину парности зацепления с сопряженным зубчатым колесом в передаче. При вращении колеса линия контакта зубьев перемещается в поле зацепления, у которого одна сторона равна ширине зубчатого венца, а вторая равна длине активной линии зацепления - на боковых поверхностях зубьев. На участке поля зацепления, расположенного в зоне колеса зацепления - на линии полюса зацепления и прилегающих к ней зонах (со стороны вершины и со стороны корня зуба) имеет место однопарное зацепление. На остальных участках поля зацепления - в сторону вершины корня зуба - имеет место двухпарное зацепление. При однопарном зацеплении зуб воспринимает (передает) нагрузку в два раза больше, чем при двухпарном. Контактная прочность зубьев рассчитывается, исходя из величины нагрузок, воспринимаемых (передаваемых) зубьями. Исходя из величины контактной прочности зубьев, рассчитывается ширина зубьев. Из этого следует, что величина парности зацепления влияет на необходимую ширину зубьев, и для обеспечения требуемой контактной прочности зубьев ширина зубьев (ширина их боковых поверхностей - ширина поля зацепления) в зонах, прилегающих к полюсу зацепления - на участках однопарного зацепления, должна быть вдвое больше, чем на остальных участках поля зацепления. Т.е. ширина парности зацепления: выполнение ширины зубьев в зависимости от парности зацепления способно оптимизировать конструкцию зубьев зубчатого колеса, снизить потребное количество материала, идущего на их изготовление, и снизить издержки на изготовление колеса в целом. Выполнение зубьев равной ширины по всей их высоте приводит к перерасходу материала, идущего на изготовление зубьев, и повышению издержек на изготовление колеса в целом.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело и зубчатый венец с зубьями (Производство зубчатых колес: Справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. ред. Б.А. Тайца. - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 с., ил., с.33).

Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижения издержек на его изготовление.

Для этого зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, причем на участках головок зубьев ширина их боковых поверхностей выполняется переменной, зависящей от кратности парности зацепления, и эта зависимость обратно пропорциональна, причем изменение ширины боковых поверхностей изменяется от максимума в районе полюсов зацепления до минимума у вершин зубьев монотонно, при этом поверхности торцов зубьев, примыкающих к участкам боковых поверхностей с изменяющейся шириной, представляют собой плоскости.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зуб зубчатого колеса с совмещенной диаграммой нагружения - вид с его торца (фиг.1) и тот же зуб - вид в сечении сбоку (фиг.2).

На чертеже показаны: тело 1 колеса, зуб 2, начальная окружность 3 колеса, начальная окружность 4, полюс зацепления Р, окружность впадин 4 зубчатого венца, высота h зуба, высота hг головки зуба, высота hн ножки зуба, участок однопарного зацепления (b-с, длиной l2), участки двухпарного зацепления (а-b, длиной l1, и c-d, длиной l3), сила нагружения зуба при однопарном зацеплении (Fп), сила при двухпарном зацеплении (Fп/2), максимальная ширина зуба (В), минимальная ширина зуба (В/2).

Ширина боковых (рабочих) поверхностей зубьев: в зоне их головок (hг) и на участках двухпарного зацепления (участки c-d) выполнена монотонно уменьшающейся от максимальной ширины В (в зоне однопарного зацепления) до минимальной (В/2), у вершин зубьев - в соответствии с изменением парности зацепления (удвоением парности) и соответствующего снижения вдвое действующих на зуб нагрузок. Ширина боковых поверхностей на участках ножек (hн) зубьев задается максимальной (В) для обеспечения прочности зубьев на изгиб.

При работе зубьев колеса в передаче они испытывают различные режимы нагружения - в зависимости от парности зацепления, которое изменяется вдоль высоты зубьев: на участках а-b и c-d имеет место однопарное зацепление, на участке b-с имеет место двухпарное зацепление. При этом нагрузка на зубья на участках а-b и c-d вдвое меньше, чем на участке b-с. Вследствие этого для обеспечения одинаковой контактной прочности зубьев по всей их высоте ширина зубьев при однопарном зацеплении должна быть вдвое больше, чем при двухпарном зацеплении. Это обеспечивается данной конструкцией зубьев колеса (выполнение ширины зубьев в зонах их ножек (hн) максимальной - величиной В - до окружности впадин 4 зубчатого венца задается из условий прочности зубьев на изгиб).

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить материалоемкость зубьев (особенно при крупномодульных и широких зубьях) и снизить издержки при изготовлении зубчатого колеса в целом.

Зубчатое колесо преимущественно крупномодульное, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями, отличающееся тем, что на участках головок зубьев ширина их боковых поверхностей выполнена переменной, зависящей от кратности парности зацепления и эта зависимость обратна пропорциональна, причем изменение ширины боковых поверхностей изменяется от максимума в районе полюсов зацепления до минимума у вершин зубьев монотонно, при этом поверхности торцов зубьев, примыкающих к участкам боковых поверхностей с изменяющейся шириной, представляют собой плоскости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно крупномодульных. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, колеса которых имеют зубья, выполненные с подрезанием.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в нереверсивных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими боковую рабочую и боковую нерабочую поверхности.

Изобретение относится к станкостроению, транспортному и дорожно-строительному машиностроению и может быть использовано в трансмиссии с червячными передачами. Червячная цилиндрическая передача имеет нестандартные параметры исходного и производящего контура, которые позволяют обеспечивать трехпарный контакт витков червяка и зубьев червячного колеса в реальном зацеплении.

(57) Изобретения относятся к узлу крепления для кресла автомобиля. Кресло транспортного средства имеет сиденье и спинку, наклон которой регулируется с помощью одного узла крепления (10).

Изобретение относится к зубчатым передачам и способам их изготовления. Цилиндрическая зубчатая передача внешнего зацепления состоит из двух цилиндрических колес (1, 2) с параллельными осями и с зубьями, имеющими эвольвентные профили в сечениях, перпендикулярных оси вращения колеса, одинаковую окружную толщину по всей длине зуба и продольные линии в виде дуг окружностей одного диаметра, центры которых расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и смещенной в продольном направлении относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и проходящей через середину зубчатого венца.

Изобретение относится к машиностроению. Зубчатая передача состоит из двух зубчатых прямозубых колес (1, 2) с параллельными осями вращения.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в зубчатых колесах с непостоянным пятном контакта вдоль ширины зубьев.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в нереверсивных малонагруженных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело (2) и зубчатый венец с зубьями (3), имеющими боковую рабочую (5) и боковую нерабочую (9) поверхности.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками и усеченных по своим основаниям с сохранением обоих рабочих участков своих боковых поверхностей. Зубья выполнены из отрезков полосы шириной, равной ширине зубчатого венца, и изогнутых по форме зубьев, с образованием своими внешними поверхностями поверхностей, идентичных расчетным для зубьев колеса. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, ширина зубьев которого на участках их головок и ножек выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Границы изменения ширины зубьев смещены в стороны вершин и оснований зубьев на половину величины осевого зазора передачи. Наружные диаметры кольцевых накладок равны диаметрам окружностей, описываемых границами изменения ширины зубьев на участках их головок. В своих центральных поперечных сечениях зубья имеют симметричную крестообразную форму. Достигается повышение прочности зубьев зубчатого венца. 1 ил.

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, ширина боковых поверхностей которых на участках их головок с двухпарным зацеплением, смещенных в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора передачи, равна половине ширины боковых поверхностей ножек. Зубчатое колесо также содержит пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Наружные диаметры внешних торцов накладок не меньше, чем диаметр окружности вершин зубьев. Наружные диаметры внутренних торцов накладок меньше, чем наружные диаметры их внешних торцов. Обеспечивается повышение качества смазывания. 1 ил.

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. На участках ножек зубьев ширина зубьев выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Граница изменения ширины смещена в сторону оснований зубьев на величину радиального зазора для зубчатой передачи. Обеспечивается снижение издержек на изготовление зубчатого колеса и повышение прочности зубьев зубчатого венца. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, ширина боковых поверхностей которых на участках их головок с двухпарным зацеплением, смещенных в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора передачи, равна половине ширины боковых поверхностей ножек, и пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Наружные диаметры накладок выполнены не меньше, чем диаметр окружности вершин зубьев, а толщина накладок между их внешней окружностью и окружностью, описываемой границей изменения ширины боковых поверхностей зубьев, меньше, чем толщина участков накладок с меньшим наружным диаметром. Уменьшение выполнено со стороны внутренних торцов накладок. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 1 ил.
Наверх