Зубчатое колесо

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2598872:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, на участках головок которых ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от парности зацепления. Граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину половины осевого зазора передачи. Зубья выполнены несимметричными и имеют в своих центральных поперечных сечениях вид перевернутой буквы «Г», высота вертикальной составляющей которой равна полной высоте зубчатого венца. Части зубьев с полной высотой расположены со стороны вала, на котором установлено зубчатое колесо. Достигается оптимизация конструкции зубчатого колеса и повышение его прочности. 1 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 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 по патенту на изобретение РФ №2547201, кл. F16H 55/08, опубл. 10.04.2015 г., Бюл. №10. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, на участках головок, которых ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления, а граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора передачи.

Недостатки прототипа состоят в том, что в случае несимметричного нагружения зубьев колеса (например, при консольном расположении колеса на валу), на разные участки головок зубьев будет воздействовать нагрузка, неравномерные по ширине этих головок (они тем больше, чем больше эти участки удалены от вала, на котором установлено зубчатое колесо. Это будет приводить к перенапряжению головок воспринимаемыми ими нагрузками и способствовать изнашиванию и поломкам зубьев колеса.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и повышения его прочности.

Для этого зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, на участках головок которых ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления, а граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев; причем зубья выполнены несимметричными, в своих центральных поперечных сечениях и имеющими вид перевернутой буквы «Г», высота вертикальной составляющей которой равна полной высоте зубчатого венца; части зубьев с полной высотой расположены со стороны вала, на котором установлено зубчатое колесо; а граница изменения ширины зубьев смещена в сторону вершин зубьев на величину половины осевого зазора передачи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент зубчатого колеса - вид сбоку в сечении, с проекцией на сечение характеристик боковых поверхностей зуба.

На чертеже показаны: тело 1 колеса, зуб 2, ширина B зубчатого венца, осевой зазор с передачи; высота h зуба, полюсная линия p-p зуба, участки 1-2 и 3-4 с двухпарным зацеплением, участок 2-3 с однопарным зацеплением, участок высоты h₁ зуба с полной шириной (B), участок h₂ высоты зуба с половинной шириной (B/2).

Зубчатое колесо состоит из тела 1 и зубчатого венца с зубьями 2, имеющего высоту h и ширину В. Зубья выполнены несимметричными, имеющими в своих центральных поперечных сечениях вид перевернутой буквы «Г», высота вертикальной составляющей которой равна полной высоте зубчатого венца (h). Части зубьев с полной высотой (h) расположены со стороны вала, на котором установлено зубчатое колесо (не показано). Ширина головок зубьев выполнена переменной ширины, обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления - на участках между полюсной линией p-p и границей изменения кратности зацепления (линия точки 3), со смещением на величину c/2 в сторону вершин зубьев, ширина зубьев равна полной ширине зубчатого венца B; на участках головок, расположенных выше (высотой h₂), ширина головок равна B/2. На остальных участках зубьев высотой h₁ (по полной высоте h зубьев) ширина зубьев равна ширине зубчатого венца - В.

При работе колеса в передаче, его зубья участвуют на разных этапах взаимодействия с зубьями парного колеса в двухпарном зацеплении - участки 1-2 и 3-4 и в однопарном зацеплении - участок 2-3. Выполнение головок зубьев (по высоте h 2 общей высоты h зубьев) шириной B/2, равной половине ширины зубчатого венца, учитывает этот фактор. А выполнение зубьев несимметричной формы (смещение головок в сторону вала, на котором установлено колесо) учитывает влияние перекашивающих нагрузок, действующих на зубья.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса - за счет смещения зауженной части головок зубьев в сторону вала, на котором установлено зубчатое колесо - позволяет уменьшить влияние несимметричного нагружения зубьев при консольном расположении колеса на валу. Этим повышается прочность колеса и его долговечность.

Зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями, на участках головок которых ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления, а граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев, отличающееся тем, что зубья выполнены несимметричными, имеющими в своих центральных поперечных сечениях вид перевернутой буквы «Г», высота вертикальной составляющей которой равна полной высоте зубчатого венца; части зубьев с полной высотой расположены со стороны вала, на котором установлено колесо; а граница изменения ширины зубьев смещена в сторону вершин зубьев на величину половины осевого зазора передачи.

Похожие патенты:

Зубчатое колесо // 2597747

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с консольными расположением колес на валах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, у которого головки зубьев выполнены переменной ширины, зависящей обратно пропорционально от кратности зацепления.

Зубчатое колесо // 2595216

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к зубчатым передачам, смазываемым методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок.

Зубчатое колесо // 2595215

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к зубчатым передачам, преимущественно крупномодульным. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок.

Зубчатое колесо // 2595056

Зубчатое колесо // 2595050

Изобретение относится к зубчатым колесам. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, ширина зубьев зубчатого венца на участках их головок выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления, граница изменения ширины зубьев смещена в сторону вершин зубьев.

Зубчатое колесо // 2588280

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.

Зубчатое колесо // 2586744

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.

Зубчатое колесо // 2586740

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 // 2584775

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.

Зубчатое колесо // 2580370

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.

Зубчатое колесо // 2600382

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжелонагруженных крупномодульных зубчатых передачах, работающих в режиме ударного нагружения и смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых кольцевых накладок с наружным диаметром, меньшим диаметра окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Участки зубчатого венца, не перекрытые силовыми кольцевыми накладками, перекрыты плоскими резиновыми кольцами с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца, и укрепленными на торцах зубьев и по наружному периметру силовых кольцевых накладок. Силовые кольцевые накладки снабжены кольцевыми выступами, расположенными по их наружному периметру и охватывающими резиновые кольца снаружи по их внутреннему периметру. Обеспечивается повышение надежности работы зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2600393

Изобретение относится к машиностроению 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. Граница изменения ширины зубьев смещена в сторону вершин и оснований зубьев на величину половины осевого зазора передачи. Зубья в поперечном своем сечении выполнены симметричными в форме буквы Н, боковые вертикальные составляющие которой примыкают к торцевым накладкам и имеют ширину, равную четверти ширины зубчатого венца. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2600394

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, на участках головок которых ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину, равную половине величины осевого зазора передачи. На торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, укреплена пара кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности, описываемой границей изменения ширины боковых поверхностей на участках головок зубьев. На наружных торцах каждой кольцевой накладки, перпендикулярно ей, укреплено цилиндрическое кольцо, имеющее наружный диаметр, равный наружному диаметру кольцевой накладки. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2600395

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, на участках головок которых ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину, равную половине величины осевого зазора передачи. На торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, укреплена пара кольцевых накладок, наружный диаметр которых больше, чем диаметр окружности, описываемой границей изменения ширины боковых поверхностей головок. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса. 1 ил.

Планетарный механизм и соответствующий способ производства // 2600414

Изобретение относится к планетарному механизму и способу производства такого планетарного механизма. Планетарный механизм (6) для летательного аппарата (1), способного к полету в неподвижной точке, содержит солнечную шестерню (7), которая поворачивается вокруг первой оси (A) и содержит множество первых зубьев (11); неподвижное коронное зубчатое колесо (8), содержащее множество вторых зубьев (12); и по меньшей мере две планетарные шестерни (9a, 9b, 9c, 9d, 9e), каждая из которых содержит множество третьих зубьев (13). Каждая планетарная шестерня (9a, 9b, 9c, 9d, 9e) зацепляется с коронным зубчатым колесом (8) и солнечной шестерней (7) и поворачивается вокруг соответствующих вторых осей (B), которые, в свою очередь, способны оборачиваться вокруг первой оси (A). По меньшей мере два из третьих зубьев (13) зацепляются одновременно с соответствующими вторыми зубьями (12) и дополнительные два из третьих зубьев (13) зацепляются одновременно с соответствующими первыми зубьями (11). Третьи зубья (13) содержат первую сторону (16a) и вторую сторону (16b), которые, соответственно, имеют первый угол (α1) профиля и второй угол (α2) профиля, которые отличны друг от друга. Количество (ZP) третьих зубьев (13) каждой планетарной шестерни (9a, 9b, 9c, 9d, 9e) отлично от абсолютного значения полуразности ((ZC-ZS)/2) между количеством (ZS) первых зубьев (11) солнечной шестерни (7) и количеством (ZS) вторых зубьев (12) коронного зубчатого колеса (8). В результате передача движения на вал ротора реализуется простым и бесшумным образом. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Комплект зубчатых колес, прежде всего для летательного аппарата с несущим винтом // 2613117

Изобретение относится к зубчатым передачам, прежде всего для летательного аппарата с несущим винтом. Комплект зубчатых колес состоит из двух зубчатых колес, которые имеют в нормальном сечении два разных к началу зацепления угла зацепления. Кроме того, предлагается содержащий комплект зубчатых колес согласно изобретению передаточный механизм летательного аппарата с несущим винтом, который расположен в направлении силового потока между приводом и главным винтом. Также предлагается трансмиссия с приводом, а также расположенным в направлении силового потока между приводом и главным винтом преобразующим передаточным механизмом, который содержит комплект зубчатых колес согласно изобретению. Кроме того, предлагается летательный аппарат с несущим винтом, который содержит этот комплект зубчатых колес. Обеспечивается увеличение срока службы зубчатых колес. 3 ил.

Зубчатая передача // 2638375

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых твердыми смазочными материалами в порошкообразной дисперсной фазе. Зубчатая передача содержит сопряженные парные зубчатые колеса, каждое из которых состоит из тела и зубчатого венца с зубьями. На вершине каждого зуба каждого зубчатого колеса, вдоль ее ширины, с примыканием к грани между вершиной и набегающей боковой поверхностью зуба и с вписыванием в теоретическое продолжение расчетной набегающей боковой поверхности зуба, расположен ряд зубцов пирамидальной формы, высота которых меньше величины осевого зазора зубчатой передачи. Обеспечивается повышение надежности работы зубчатой передачи. 3 ил.

Зубчатая передача // 2639381

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в реверсивных зубчатых передачах, смазываемых твердыми смазочными материалами в порошкообразной дисперсной фазе. Зубчатая передача содержит сопряженные парные зубчатые колеса, каждое из которых состоит из тела и зубчатого венца с зубьями. На вершине каждого зуба каждого колеса, вдоль толщины зуба, с примыканием к граням между вершиной и боковыми поверхностями зуба и с вписыванием в теоретические продолжения расчетных боковых поверхностей зуба, расположены гребни, имеющие в своем поперечном сечении вид треугольника. Вершины гребней эквидистантны окружности вершин зубчатого венца; а высота гребней меньше величины осевого зазора зубчатой передачи. Обеспечивается повышение надежности зубчатой передачи. 3 ил.