Зубчатое колесо



Зубчатое колесо
Зубчатое колесо

 


Владельцы патента RU 2585685:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружности вершин зубчатого колеса, и зубчатый венец, выполненный из отдельных не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками. Каждый зуб выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца. Полоса изогнута по форме зуба с образованием своей внешней поверхностью поверхности зуба, идентичной расчетной для зуба данного зубчатого колеса: вершины зуба и рабочих участков обеих боковых поверхностей, расположенных между окружностью вершин и основной окружностью. Отстающие по направлению вращения зубчатого колеса боковые поверхности всех зубьев ниже основной окружности зубчатого колеса ориентированы по радиусам зубчатого колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом, ширина которого равна ширине зубчатого венца, укрепленным своими торцами между внутренними торцами дисков и соосным зубчатому колесу. Наружный радиус кольца выполнен не больше радиуса расчетной для зубчатого колеса окружности впадин. В кольце, между соседними зубьями, выполнено сквозное отверстие, соединенное патрубком со сквозным отверстием в ступице. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса. 2 ил.

 

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

Известно зубчатое колесо, состоящее из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца с зубьями, нарезанными по внешней окружности тела - см., например, «Березовский и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов / Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С.Петров; Под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с, ил.», стр. 60, рис. 4.1, а.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубчатый венец, состоящий из связанных между собой по своим основаниям зубьев, малоремонтопригоден: в случае выхода из строя (поломки) одного или нескольких зубьев зубчатого венца возникает необходимость замены колеса целиком. Кроме того, зубья зубчатого колеса передают и воспринимают нагрузки - при работе с парным колесом в передаче - только рабочими участками своих боковых поверхностей, а участки боковых поверхностей, расположенные между рабочими участками и окружностями впадин зубьев, в работе не участвуют; поэтому выполнение зубьев по их полной, расчетной, высоте - от окружности вершин зубьев до окружности их впадин - приводит к нерациональному расходованию материала, идущего на изготовление зубьев и колеса в целом.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего 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, причем зубья выполнены усеченными по своим основаниям с сохранением рабочих участков своих боковых поверхностей - см. патент на изобретение РФ №2544467, кл. F16H 55/12, опубл. 20.03.2015 г., Бюл. №8.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья выполнены сплошными, что приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление с сохранением их прочностных характеристик.

Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружности вершин колеса, и зубчатый венец, выполненный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками; причем каждый зуб выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца; эта полоса, изогнутая по форме зуба с образованием своей внешней поверхностью поверхности зуба, идентичной расчетной для зуба данного колеса - рабочего участка одной боковой поверхности, вершины зуба и рабочего участка другой боковой поверхности - расположенных между основной окружностью колеса и окружностью вершин; отстающие по направлению вращения колеса боковые поверхности всех зубьев - ниже основной окружности - колеса - ориентированы по радиусам колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом, ширина которого равна ширине пластин, укрепленным между внутренними торцами дисков и соосным колесу; наружный радиус кольца не больше радиуса расчетной для колеса окружности впадин; в кольце, между соседними зубьями, выполнено сквозное отверстие, соединенное патрубком, расположенным по радиусу колеса, со сквозным отверстием в ступице.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатое колесо (вид с торца) - фиг. 1 и то же колесо (вид сбоку в сечении, условно показаны два зуба зубчатого венца) - фиг. 2.

На чертеже показаны: ступица 1, тело в виде пары дисков 2 и 3, вершины 4 зубьев, рабочие участки 5 набегающих боковых поверхностей зубьев, рабочие участки 6 отстающих боковых поверхностей зубьев, нерабочие участки 7 отстающих боковых поверхностей зубьев, радиусы 8 колеса, кольцо 9, внутренние поверхности 10 и 11 боковых сторон зубьев; высота h зубьев; зазор Δ; радиус R1 окружности вершин; радиус R2 основной окружности; наружный радиус R3 кольца (9), длина l рабочих участков 5 и 6 боковых поверхностей зубьев, отверстие 12 в кольце (9), патрубок 13, отверстие 14 в ступице (1), направление вращения ω колеса.

Зубчатое колесо содержит ступицу 1, тело в виде пары дисков 2 и 3, укрепленных на торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу R1 окружности вершин 4 зубьев колеса, и зубчатый венец с зубьями, каждый из которых выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца колеса; каждая полоса изогнута по форме зуба с образованием своей внешней поверхностью расчетной поверхности зуба колеса - рабочего участка 5 одной боковой поверхности, вершины 4 зуба и рабочего участка 6 другой боковой поверхности - расположенных между окружностью вершин (радиусом R1) и основной окружностью (радиусом R2); отстающие по направлению вращения (ω) колеса боковые поверхности всех зубьев - ниже основной окружности колеса (участки 7) - ориентированы по радиусам 8 колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом 9, ширина которого равна ширине пластин, укрепленных своими торцами между внутренними торцами дисков 2 и 3, и соосным колесу; наружный радиус R3 кольца 9 не больше радиуса расчетной для колеса окружности впадин; в кольце 9, между соседними зубьями, выполнено сквозное отверстие 12, соединенное патрубком 13 со сквозным отверстием 14 в ступице.

При работе зубчатое колесо передает и воспринимает рабочие нагрузки рабочими участками 5 и 6 боковых поверхностей своих зубьев. Полости, образуемые внутренними поверхностями (10, 11) боковых сторон зубьев, вершины 4, дисков 2 и 3 и наружной поверхностью кольца 9, позволяют при работе колеса со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения в смазочную ванну захватывать из ванны смазочный материал (через зазор Δ между набегающей боковой стороной (5) и кольцом 9) и переносить захваченный смазочный материал при вращении ω колеса в зону зацепления с парным колесом в передаче. В зоне зацепления вышеуказанные поверхности вместе с отстающими боковыми поверхностями (6) вращающегося колеса образуют локальные масляные ванны в зоне зацепления зубьев парных колес, что оптимизирует процесс смазывания сопряженных зубьев парных колес. Наличие сквозного канала (патрубка 13) между сквозным отверстием 12 в кольце 9 и сквозным отверстием 14 в ступице 1 позволяет жидкому смазочному материалу перетекать из зоны зубчатого венца, где располагается жидкий смазочный материал, захваченный из масляной ванны вращающимися (ω) зубьями колеса, в зону трения внутренней поверхности ступицы 1 колеса и неподвижной оси, на которой установлено вращающееся зубчатое колесо (или зону трения внутренней поверхности ступицы 1 и подшипника скольжения, укрепленного на неподвижной оси); это снижает изнашивание внутренней поверхности ступицы и поверхности оси (или - поверхности подшипника скольжения).

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет меньшую материалоемкость - за счет снижения материалоемкости зубчатого венца колеса (т.е. зубья венца выполнены не сплошными, а из полосы). Кроме того, образование полостей поверхностями полых зубьев, кольца и дисков, позволяет при работе колеса с картерным смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения захватывать из масляной ванны смазочный материал и переносить его в зону зацепления с парным зубчатым колесом передачи, что оптимизирует процесс изнашивания зубьев парных зубчатых колес. Наличие сквозного канала (патрубка), соединяющего область между зубьями зубчатого венца и внутреннюю поверхность ступицы, позволяет осуществлять смазывание внутренней поверхности ступицы, что оптимизирует процесс ее изнашивания и увеличивает срок службы колеса.

Зубчатое колесо, содержащее ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружности вершин зубчатого колеса, и зубчатый венец, выполненный из отдельных не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками, отличающееся тем, что каждый зуб выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца, полоса изогнута по форме зуба с образованием своей внешней поверхностью поверхности зуба, идентичной расчетной для зуба данного зубчатого колеса: вершины зуба и рабочих участков обеих боковых поверхностей, расположенных между окружностью вершин и основной окружностью, отстающие по направлению вращении зубчатого колеса боковые поверхности всех зубьев ниже основной окружности зубчатого колеса ориентированы по радиусам зубчатого колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом, ширина которого равна ширине зубчатого венца, укрепленным своими торцами между внутренними торцами дисков и соосным зубчатому колесу, наружный радиус кольца выполнен не больше радиуса расчетной для зубчатого колеса окружности впадин, причем в кольце между соседними зубьями выполнено сквозное отверстие, соединенное патрубком со сквозным отверстием в ступице.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в маслонагруженных крупномодульных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела зубчатого колеса, примыкающего к зубчатому венцу.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в малонагруженных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело и зубчатый венец, выполненный в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев, наружный профиль которого соответствует расчетному профилю зубчатого венца зубчатого колеса.

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.

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 зубьев, укрепленных своими торцами между внутренними торцами дисков.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в малонагруженных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде профильного кольца, соединенного со ступицей спицами, и зубчатого венца, выполненного в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца, выполненного в виде профильного кольца из полосы, наружный профиль и наружный диаметр которого соответствуют профилю и диаметру окружности вершин, расчетным для зубчатого венца данного колеса.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружности вершин колеса, и зубчатый венец, выполненный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружности вершин зубьев колеса, и зубчатого венца, состоящего из отдельных, не связанных между собой зубьев.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело со ступицей, выполненное в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы и торцах зубчатого венца, выполненного в виде отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, содержащих блоки зубчатых колес. Блок зубчатых колес, преимущественно смазываемый пластичным смазочным материалом, содержит несколько зубчатых венцов с телами разного диаметра, расположенными на одной общей ступице, между которыми выполнены одна рабочая и несколько технологических канавок.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в малонагруженных крупномодульных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела зубчатого колеса, примыкающего к зубчатому венцу. Зубчатый венец состоит из отдельных не закрепленных на теле зубчатого колеса зубьев. Каждый зуб состоит из пары пластин, изогнутых по профилю боковых рабочих поверхностей расчетного для данного зубчатого колеса зуба и имеющих рабочие поверхности, равные по площади рабочим поверхностям расчетного зуба. Пластины по всей своей длине установлены в пазах, выполненных в кольцевых накладках с образованием при этом профиля, соответствующего профилю рабочих поверхностей расчетного зуба. Торцы пластин снабжены фиксирующими выступами, а в пазах кольцевых накладок выполнены ответные углубления. Одна кольцевая накладка выполнена съемной, а зазоры между верхними концами пар пластин на месте отсутствующих поверхностей вершин зубьев перекрыты заглушками, укрепленными на внутренних поверхностях концов пластин. Обеспечивается повышение ремонтопригодности зубчатого колеса. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в малонагруженных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело и зубчатый венец, выполненный в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев, наружный профиль которого соответствует расчетному профилю зубчатого венца зубчатого колеса. Профильное кольцо одним своим торцом укреплено на торце тела. Тело выполнено в виде плоского кольца, соединенного со ступицей спицами, наружный диаметр плоского кольца равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, а внутренний диаметр плоского кольца равен внутреннему диаметру профильного кольца. Спицы укреплены на торце плоского кольца, обратном торцу крепления профильного кольца, а наружный диаметр спиц равен наружному диаметру плоского кольца. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к зубчатым передачам с колесами внутреннего зацепления. Зубчатое колесо содержит ступицу (1), тело (2) в виде диска, венцовое колесо (3) и зубчатый венец (4) с зубьями (5). Между торцом венца (4) и торцом тела (2) расположен технологический зазор (а) на всю высоту зубьев венца. В зазоре (а) установлена технологическая вставка (6), с высотой, равной высоте технологического зазора (а) с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру Д1 венцового колеса (3), и с внутренним диаметром, равным диаметру Д2 окружности вершин зубчатого венца (4). Внутренний профиль кольцевой вставки (6) идентичен профилю зубчатого венца (4) колеса. Между ступицей (1) и окружностью Д3, описываемой в плане на теле (2) колеса точками вершин зубьев парной шестерни (7) диаметром Дш, с минимальным зазором Δ относительно этой окружности, на теле (2) колеса, перпендикулярно ему и соосно оси вращения колеса, укреплено тонкое кольцо (8) шириной (в1). Верхняя часть (9) кольца (8) (шириной в2) отогнута под тупым углом в сторону ступицы 1 колеса. Достигается повышение эксплуатационных характеристик устройства. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело со ступицей (1), выполненное в виде пары дисков (2) и (3), укрепленных на торцах ступицы и торцах зубчатого венца. Венец выполнен в виде отдельных зубьев (4), не связанных между собой. Зубья усечены по своим основаниям (5) с сохранением рабочих участков (6) своих боковых поверхностей. Между основаниями зубьев и осью колеса, соосно ему, с зазором относительно оснований, равным величине осевого зазора колеса, расположено кольцо (7) шириной, равной ширине зубьев. Кольцо укреплено своими торцами между внутренними торцами дисков. Между основаниями зубьев и кольцом расположены вставки, имеющие в плане размеры, равные размеру проекции оснований на кольце, и перекрывающие зазоры между основаниями зубьев и кольцом по всей этой проекции. Достигается повышение эксплуатационных характеристик. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца, выполненного в виде профильного кольца из полосы. Наружный профиль и наружный диаметр профильного кольца соответствуют профилю и диаметру окружности вершин, расчетным для зубчатого венца данного колеса. Профильное кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на другом торце укреплено плоское кольцо с внутренним и наружным диаметрами, равными соответствующим диаметрам профильного кольца. Ширина профильного кольца больше, чем сумма расчетной ширины зубчатого венца для данного колеса и пары технологических зазоров между внутренними торцами диска и плоского кольца с торцами зубчатого венца парного колеса передачи. Достигается повышение качества смазывания. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу (1), тело в виде пары дисков (2) и (3) и зубчатый венец, выполненный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками. Диски (2) и (3) укреплены на обоих торцах ступицы и имеют наружный радиус, равный радиусу R1 окружности вершин колеса. Каждый зуб выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца. Эта полоса изогнута по форме зуба с образованием своей внешней поверхностью поверхности зуба, идентичной расчетной для зуба данного колеса - вершины (4) зуба и рабочих участков (5) и (6) боковых поверхностей, расположенных между окружностью вершин радиусом R1 и основной окружностью радиусом R2. Отстающие по направлению вращения ω колеса боковые поверхности всех зубьев - ниже основной окружности колеса - ориентированы по радиусам (8) колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом (9). Достигается повышение качества смазывания. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу (1), тело в виде пары дисков (2) и (3), укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец. Венец выполнен в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев, укрепленного своими торцами между внутренними торцами дисков (2) и (3). Наружный профиль кольца по высоте h зубьев от окружности (радиусом R1) вершин (4) зубьев до основной окружности (радиусом R2) зубчатого венца - с рабочими участками боковых поверхностей 5 зубьев длиной l - идентичен расчетному профилю зубьев колеса. Участки боковых поверхностей зубьев, от основной окружности до окружности впадин (радиусом R3), выполнены в виде отрезков прямых, ориентированных по радиусам (6) колеса, а участки впадин (8) зубьев выполнены в виде отрезков прямых, соединяющих боковые поверхности (5) отдельных зубьев. Достигается упрощение конструкции. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца, выполненного в виде профильного кольца из полосы. Наружный профиль и наружный диаметр венца соответствуют профилю и диаметру окружности вершин, расчетным для зубчатого венца данного колеса. Профильное кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на втором торце профильного кольца укреплено плоское кольцо с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру профильного кольца, и с наружным диаметром, не меньшим, чем диаметр окружности вершин зубчатого венца. Наружный диаметр диска и плоского кольца больше, чем наружный диаметр профильного кольца. Толщина диска с наружного его торца, по всей его окружности, на участках с радиусом, превышающим радиус вершин зубчатого венца, уменьшена до величины, не превышающей величину толщины плоского кольца. Достигается повышение качества смазывания рабочих поверхностей зубьев. 2 ил.
Наверх