Зубчатое колесо



Зубчатое колесо
Зубчатое колесо

 


Владельцы патента RU 2580407:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно - крупномодульных. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела колеса, прилегающей к зубчатому венцу. Ширина боковых поверхностей зубьев вдоль их высоты выполнена переменной, зависящей от кратности парности зацепления зубьев колеса, и обратно пропорциональной этой кратности. Ширина корня зуба равна ширине его ножки в области основной окружности. 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, - см., например, Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил., стр. 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 большую, 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, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела, прилегающей к зубчатому венцу, - см. АС СССР №1578406, кл. F16H 55/12, опубл. 15.07.1990 г., бюл. №26.

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, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела, прилегающей к зубчатому венцу, причем ширина боковых поверхностей зубьев вдоль их высоты выполнена переменной, зависящей от кратности парности зацепления зубьев колеса и обратно пропорциональной этой кратности, а ширина корня зуба равна ширине его ножки в области основной окружности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса (вид с торца колеса) - фиг. 1 и тот же фрагмент (вид сбоку колеса) - фиг. 2.

На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса, зуб 2, торцевые накладки 3 и 4, внутренний диаметр 5 накладок, наружный диаметр 6 накладок, окружность 7 впадин зубчатого венца, окружность 8 вершин зубчатого венца, начальная окружность 9 зубчатого колеса, основная окружность 10 зубчатого колеса, ось симметрии 11 зуба (вид с торца зуба), ось симметрии 12 зуба (вид сбоку зуба); полюс зацепления P зуба, ширина B зубчатого венца, высота h зуба, высота hв вершины зуба, высота hн ножки зуба, высота hк корня зуба, высота hр рабочей боковой поверхности зуба, участок l1 боковой рабочей поверхности зуба с однопарным зацеплением, участки l2 и l3 боковой рабочей поверхности зуба с двухпарным зацеплением.

Ширина каждого зуба 2 зубчатого венца колеса выполнена переменной вдоль высоты зуба и зависящей от парности зацепления зубьев колеса: на участке l1 боковой рабочей поверхности зуба (на участке однопарного зацепления) ширина зуба (B) максимальна, равна ширине зубчатого венца и определена, исходя из расчетной контактной прочности зубьев при однопарном зацеплении. На участках l2 и l3 боковой рабочей поверхности зуба, где имеет место двухпарное зацепление, ширина зубьев вдвое меньше (B/2) расчетной ширины зубьев при однопарном зацеплении, т.к. величина контактных нагрузок на этих участках вдвое меньше, чем на участке l1. Ширина корня зуба (на участке hк высоты h зуба) равна ширине зуба на основной окружности (10).

При работе данного зубчатого колеса имеют место два режима нагружения боковых (рабочих) поверхностей его зубьев - двухпарное и однопарное. Однопарное зацепление имеет место в области полюса зацепления, а двухпарное - в области вершин и оснований зубьев. В соответствии с этим (с учетом действующих на зубья нагрузок) ширина зубьев выполнена переменной по высоте зубьев - ширина зубьев в области двухпарного зацепления выполнена вдвое меньшей, чем при однопарной. Эта зависимость позволяет обеспечить равную контактную и изгибную прочность зубьев по всей их высоте.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет меньшую материалоемкость зубчатого венца и колеса в целом. Эта разница увеличивается при увеличении модуля колеса и высоты его зубьев. Снижение материалоемкости колеса уменьшает и издержки на его изготовление. При этом прочность зубчатого венца на изгиб его зубьев не уменьшается.

Зубчатое колесо, преимущественно крупномодульное, содержащее тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела, прилегающей к зубчатому венцу, отличающееся тем, что ширина боковых поверхностей зубьев вдоль их высоты выполнена переменной, зависящей от кратности парности зацепления зубьев зубчатого колеса, и обратно пропорциональной этой кратности, а ширина корня зуба равна ширине его ножки в области основной окружности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области механики, а именно к сварному полому зубчатому кольцу. Кольцо выполнено с открытой наружной и открытой внутренней периферией.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит обод с зубчатым венцом, ступицу, несущую диафрагму, жестко связанную с ободом и ступицей, и демпфирующий элемент, выполненный в виде лепесткового пластинчатого диска, установленного между ступицей и ободом и закрепленного внутренней частью на наружной поверхности ступицы, а наружной частью лепестков взаимодействующего с внутренней поверхностью обода.
Изобретение относится к машиностроению, а именно - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, зубчатые колеса которых при работе подвержены взаимному перекашиванию.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым передачам. Зубчатая передача состоит из по меньшей мере двух сцепленных между собой цилиндрических зубчатых колес (1, 2) с косозубыми венцами (3, 4) и шириной зубьев (b).

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно крупномодульных. Способ повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес включает повышение твердости рабочих поверхностей зубьев.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в тихоходных крупномодульных зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2, смазкоудерживающие карманы в виде полок 3 с бортиками 4, расположенные у торцов 5 зубьев вдоль всей длины их боковых поверхностей на одном уровне с ними с минимальным зазором Δ относительно торцов зубьев этого колеса и зубьев 10 сопряженного в передаче парного колеса.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано для зубчатых колес, работающих с перекосом валов. Для повышения контактной прочности зубьев зубчатых колес рабочие поверхности зубьев подвергают упрочнению путем повышения их твердости.

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 машиностроению, а именно 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 прилегающих к ним участках тела колеса.

Изобретение относится к способу изготовления зубчатых колес, преимущественно с парой усиливающих кольцевых накладок. Способ включает раздельное изготовление тела колеса с зубчатым венцом и пары кольцевых накладок, с последующим жестким креплением последних на торцах зубьев зубчатого венца. При изготовлении кольцевых накладок, в них выполняют сквозные отверстия, продольные оси симметрии которых совпадают с торцевыми осями симметрии зубьев колеса. Форма отверстий задается аналогичной форме торцевых поверхностей зубьев. Тело колеса с зубчатым венцом устанавливают горизонтально. Совмещают с зубьями колеса с зубчатым венцом одну из кольцевых накладок. Прижимают накладку к торцам зубьев колеса. Заполняют отверстия в накладках металлическим порошком. Обрабатывают зоны отверстий в накладках индуктором, доводя порошок до расплавленного состояния, затем индуктор удаляют и, после затвердевания расплава, тело колеса с зубчатым венцом и укрепленной на венце кольцевой накладкой переворачивают на 180° и повторяют такие же операции со второй стороной зубчатого венца колеса и второй кольцевой накладкой. Достигается повышение надежности зубчатого колеса за счет установки накладок. 3 ил.

Изобретение относится к способу изготовления зубчатых колес, преимущественно с парой усиливающих кольцевых накладок. Способ включает раздельное изготовление тела колеса с зубчатым венцом и пары кольцевых накладок, с последующим жестким креплением последних на торцах зубьев зубчатого венца. При изготовлении кольцевых накладок в них выполняют сквозные отверстия, продольные оси симметрии которых совпадают с торцевыми осями симметрии зубьев колеса. Тело колеса с зубчатым венцом устанавливают горизонтально. Совмещают с зубьями колеса с зубчатым венцом одну из кольцевых накладок. Прижимают накладку к торцам зубьев колеса. Заполняют отверстия в накладках металлическим порошком. Обрабатывают зоны отверстий в накладках индуктором, доводя порошок до расплавленного состояния, затем индуктор удаляют и, после затвердевания расплава, тело колеса с зубчатым венцом и укрепленной на венце кольцевой накладкой переворачивают на 180° и повторяют такие же операции со второй стороной зубчатого венца колеса и второй кольцевой накладкой. Достигается повышение надежности зубчатого колеса за счет установки накладок. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием. Зубчатое колесо содержит ступицу 1 с посадочным отверстием 2, зубчатый венец 3 и тело 4 в виде диска, в котором между ступицей и зубчатым венцом выполнены упорядоченные цилиндрические отверстия 5, расположенные по окружности, соосной с осью колеса. Каждое отверстие с обоих торцов тела перекрыто парой пробок 6 П-образного сечения в радиальной плоскости зубчатого колеса. Достигается уменьшение разбрызгивания смазки. 3 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.
Наверх