Зубчатое колесо



Зубчатое колесо
Зубчатое колесо

 


Владельцы патента RU 2613935:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Изобретение относится к машиностроению. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пластин, изогнутых по наружному профилю зуба, расчетного для данного колеса, и пару кольцевых накладок. Внутри полости каждого зуба вдоль его высоты и перпендикулярно оси зуба расположены плоские перемычки. Площадь каждой перемычки равна площади поперечного сечения полости зуба на высоте расположения этой перемычки. Перемычки по своему периметру укреплены на внутренних поверхностях зуба и кольцевых накладок. В месте примыкания боковой набегающей поверхности к телу колеса в ней выполнена пара сквозных равновеликих прямоугольных отверстий, примыкающих к внутренним поверхностям кольцевых накладок и расположенных симметрично друг относительно друга. Аналогичные равновеликие пары отверстий выполнены в боковой набегающей поверхности и на уровне каждой перемычки с примыканием низов отверстий к верхним плоскостям перемычек. А высота всех отверстий меньше, чем высота полостей, образуемых перемычками в общей полости зуба. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело, зубчатый венец с зубьями - см., например, «Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 154, рис. 12.1, а.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при работе его со смазыванием методом погружения жидкий смазочный материал, захватываемый из масляной ванны зубьями колеса, в процессе проворачивания колеса в зону зацепления с парным колесом стекает с зубьев, и в зону зацепления поступает недостаточное количество смазочного материала, что интенсифицирует процесс изнашивания сопряженных зубьев обоих зубчатых колес.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2536286, кл. F 16 Н 55/10, F 16 Н 55/17, F 16 Н 57/04, опубл. 20.12.2014 г., Бюл. №35. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Обе боковые поверхности каждого зуба выполнены из пары прямоугольных пластин, изогнутых по наружному профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба. В пластине, образующей набегающую поверхность зуба, на участке примыкания ее к телу колеса, вдоль ширины зубчатого венца выполнены сквозные отверстия. Вторая пластина, образующая отстающую боковую поверхность зуба, снабжена Г-образным элементом шириной, равной ширине зубчатого венца; одна полка закреплена на этой пластине в районе окружности вершин зубьев зубчатого венца с образованием зазора между элементом и первой пластиной; другая его полка ориентирована в сторону окружности впадин зубчатого венца с образованием зазора относительно нее. При вращении колеса и погружении зубьев зубчатого венца в жидкий смазочный материал масляной ванны, когда зубья ориентированы своими вершинами вниз по вертикали, смазочный материал - через зазоры в области вершин зубьев, между набегающей боковой поверхностью и Г-образным элементом - затекает в полости зубьев. При дальнейшем проворачивании колеса и выходе зубьев из масляной ванны смазочный материал удерживается в полостях каждого зуба - между внутренней поверхностью пластины, образующей отстающую боковую поверхность, внутренними поверхностями кольцевых накладок и поверхностью Г-образного элемента. При дальнейшем проворачивании колеса и переориентации зубьев своими вершинами вверх по вертикали смазочный материал из этих полостей зубьев вытекает - через сквозные отверстия в набегающих боковых поверхностях на участке их примыкания к телу колеса - и попадает во впадины зубчатого венца, которые, совместно с внутренними поверхностями кольцевых накладок, образуют масляные ванны. Этим смазочным материалом смазываются боковые поверхности зубьев, а также зубья вышерасположенного парного зубчатого колеса - при их погружении в эти масляные ванны в зубчатом венце в процессе сопряжения с зубьями первого ниже расположенного зубчатого колеса. Такая конструкция зубчатого колеса повышает качество смазывания зубчатых колес передачи.

Недостаток прототипа состоит в том, что зуб выполнен из пары пластин. Кроме того, при нереверсивном режиме работы колеса только одна из двух боковых поверхностей каждого зуба является рабочей (т.е. участвующей в зацеплении с зубьями парного зубчатого колеса передачи), вторая же боковая поверхность каждого зуба в зацеплении не участвует. Т.е. выполнение этой второй (нерабочей) боковой поверхности аналогично первой (рабочей) боковой поверхности - нерационально, т.к. это приводит к неоправданному перерасходу материала, идущего на изготовление зубьев. Этот же недостаток имеет место и в реверсивных зубчатых передачах, когда при реверсе вторые боковые поверхности зубьев (будучи рабочими, в данном случае) испытывают погружения меньше, чем первые (рабочие) боковые поверхности, например в режиме холостого хода механизма, приводимого в движение данной зубчатой передачей.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса, снижения издержек на его изготовление и повышения качества смазывания этого колеса передачи в целом.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из пластин, изогнутых по наружному профилю зубьев с образованием в набегающих боковых поверхностях зубьев сквозных отверстий между набегающими поверхностями зубьев и телом колеса, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела колеса, прилегающих к зубчатому венцу. Причем каждый зуб выполнен из одной пластины. Внутри полости каждого зуба, вдоль его высоты и перпендикулярно оси зуба, расположены плоские перемычки; площадь каждой перемычки равна площади поперечного сечения полости зуба на высоте расположения этой перемычки. Перемычки по своему периметру укреплены на внутренних поверхностях зуба и кольцевых накладок. В месте примыкания боковой набегающей поверхности к телу колеса в ней выполнена пара сквозных равновеликих прямоугольных отверстий, примыкающих к внутренним поверхностям обоих кольцевых накладок и расположенных симметрично друг относительно друга. Аналогичные равновеликие пары отверстий выполнены в боковой набегающей поверхности и на уровне каждой перемычки с примыканием низов отверстий к верхним плоскостям перемычек. А высота отверстий меньше, чем высота полостей, образуемых перемычками в общей полости зуба.

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

На чертеже показаны: тело 1; пластины 2, образующие зубья; отстающая боковая поверхность 3; вершина 4; набегающая боковая поверхность 5; кольцевые накладки 6 и 7; наружный периметр 8 кольцевых накладок; внутренний периметр 9 кольцевых накладок; окружность 10 оснований зубчатого венца; перемычка 11; сквозные отверстия 12; козырьки 13; полости 14; ширина В зубчатого венца; высота h зуба; высота С отверстий 12; высота h1 полостей 14; участок шириной B1 боковой набегающей поверхности 5 без сквозных отверстий 12; участки шириной B2 боковой набегающей поверхности 5 со сквозными отверстиями 12; направления вращения ω1 и ω2 колеса.

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец шириной В с зубьями высотой h, каждый из которых образован пластиной 2, изогнутой по наружному профилю зуба, расчетного для данного колеса, с образованием (при направлении вращения ω1) отстающей боковой поверхности 3, вершины 4 и набегающей боковой поверхности 5, и пару кольцевых накладок 6 и 7, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела 1, прилегающих к зубчатому венцу. Диаметр наружного периметра 8 кольцевых накладок 6 и 7 равен диаметру окружности зубчатого венца; диаметр внутреннего периметра 9 кольцевых накладок 6 и 7 меньше диаметра окружности 10 оснований зубчатого венца. Внутри полости каждого зуба, вдоль его высоты h и перпендикулярно оси зуба, расположены плоские перемычки 11. Площадь каждой перемычки равна площади поперечного сечения полости зуба на высоте расположения этой перемычки. Перемычки по своему периметру укреплены на внутренних поверхностях зуба и кольцевых накладок 6 и 7. В месте примыкания боковой набегающей поверхности 5 к телу 1 колеса в ней выполнена пара сквозных равновеликих прямоугольных отверстий 12, примыкающих к внутренним поверхностям кольцевых накладок 6, 7 и расположенных симметрично друг относительно друга. Аналогичные равновеликие пары отверстий 12 выполнены в боковой набегающей поверхности 5 и на уровне каждой перемычки 11 с примыканием низов отверстий 12 к верхним плоскостям перемычек 11. А высота С всех отверстий 12 меньше, чем высота h1 полостей 14, образуемых перемычками 11 в общей полости зуба. Над отверстиями 12 образуются козырьки 13 - между верхом отверстий 12 и нижними плоскостями выше расположенных перемычек 11 и между верхом верхнего отверстия 12 и нижней поверхностью вершины 4. На набегающей боковой поверхности 5 каждого зуба (общей шириной В), при наличии сквозных отверстий 12, образуются - вдоль этой поверхности, по высоте h зуба - три участка: один - шириной B1 - без отверстий 12 и два участка - каждый шириной В2 - с отверстиями 12.

При работе колеса со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения зубчатый венец постоянно погружен в смазочный материал масляной ванны. При этом зубья колеса, погруженные в масляную ванну, ориентированы своими вершинами 4 вниз по вертикали. При этом жидкий смазочный материал затекает в полость зуба (в полости 14) через сквозные отверстия 12 в боковой набегающей поверхности 5 зуба, заполняя эти полости (14). При проворачивании ω1 колеса зубья переориентируются своими вершинами 4 вверх по вертикали, при этом смазочный материал из полостей 14 (через отверстия 12) вытекает во впадины между соседними зубьями, смазывая их боковые поверхности (отстающие 3 и набегающие 5). При этом впадины, заполняемые вытекающим из полостей зубьев смазочным материалом, выполняют функцию масляных ванн для зубьев парного выше расположенного зубчатого колеса, которые при погружении в эти масляные ванны - в процессе зацепления с первым (ниже расположенным зубчатым колесом) - смазываются этим смазочным материалом. При направлении вращения ω1 колеса и работе колеса в режиме ведомого в зацеплении с парным зубчатым колесом будут находиться боковые поверхности 3 зубьев колеса. При нереверсивном режиме работы зубчатой передачи (и вращении колеса ω1) набегающая боковая поверхность 5 выполняет две функции: она служит для предотвращения заклинивания зубьев парных колес при самоходе колес в обратную сторону (для данного колеса - в направлении ω2), в этом случае размер В1 участка этой поверхности может быть минимальным, а размеры участков В2 - максимальными, т.к. в данном случае поверхность 5 рабочих нагрузок не испытывает; при реверсивном режиме работы колеса, когда при его вращении ω2 зубья колеса испытывают нагружение меньшее, чем при работе с вращением ω1 (холостой ход передачи и т.п.), размер B1 в сравнении с размерами В2 (относительно размера В) задается расчетным путем, по соотношению нагрузок при вращениях в направлениях ω1 и ω2. Параметры отверстий 12 задаются с учетом оптимального заполнения полостей 14 смазочным материалом и их опорожнения.

По сравнению с прототипом, каждый отдельный зуб зубчатого колеса предлагаемой конструкции выполнен из одной пластины, а не из двух. За счет выполнения в набегающей боковой поверхности зубьев сквозных отверстий экономится материал, идущий на изготовление зубьев. Выполнение боковых поверхностей зубьев с оптимальным сочетанием их участков без сквозных отверстий и участков со сквозными отверстиями позволяет учитывать наличие или отсутствие реверсивного характера работы колеса, а также разность нагружения боковых поверхностей зубьев при реверсивном характере работы колеса. За счет наличия совокупности отверстий по всей высоте набегающих боковых поверхностей зубьев обеспечивается оптимальное заполнение полостей зубьев жидким смазочным материалом и опорожнение этих полостей; это улучшает качество смазывания данного зубчатого колеса, а также сопряженного с ним зубчатого колеса, т.е. передачи в целом.

Зубчатое колесо, преимущественно крупномодульное тихоходной зубчатой передачи, смазываемой жидким смазочным материалом методом погружения, содержащее тело, зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из пластин, изогнутых по наружному профилю зубьев с образованием между набегающей боковой поверхностью каждого зуба и телом зубчатого колеса сквозного отверстия, и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, примыкающих к зубчатому венцу, отличающееся тем, что каждый зуб выполнен из одной пластины, внутри полости каждого зуба вдоль его высоты и перпендикулярно оси зуба расположены плоские перемычки, площадь каждой перемычки равна площади поперечного сечения полости зуба на высоте расположения этой перемычки, перемычки по своему периметру укреплены на внутренних поверхностях зуба и кольцевых накладок, в месте примыкания боковой набегающей поверхности к телу зубчатого колеса в ней выполнена пара сквозных равновеликих прямоугольных отверстий, примыкающих к внутренним поверхностям обеих кольцевых накладок и расположенных симметрично друг относительно друга, аналогичные равновеликие пары отверстий выполнены в боковой набегающей поверхности и на уровне каждой перемычки с примыканием низов отверстий к верхним плоскостям перемычек, а высота всех отверстий меньше, чем высота полостей, образуемых перемычками в общей полости зуба.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тихоходных реверсивных зубчатых передачах с крупномодульными колесами, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, примыкающих к зубчатому венцу.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатая передача содержит герметичный корпус с размещенными в нем зубчатыми колесами, изготовленными из ферромагнитного материала, и порошкообразным магнитоактивным смазочным материалом, активируемым магнитным полем.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатое колесо, выполненное из ферромагнитного материала, содержит тело и зубчатый венец с зубьями.

Изобретение относится к передаточным механизмам и может быть использовано в рельсовых транспортных средствах. Система передаточного механизма рельсового транспортного средства по меньшей мере с одной парой косозубых цилиндрических зубчатых колес, включает в себя приводную шестерню и ведомое колесо в виде находящихся в зацеплении цилиндрических зубчатых колес, которые установлены в корпусе передаточного механизма через подшипники с цилиндрическими роликами.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами. Зубчатое колесо, преимущественно цилиндрическое плоской формы, содержащее ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины диска.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, зубчатые колеса которых смазываются пластичными смазочными материалами. Смазочное устройство содержит пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела колеса с зазорами с относительно торцов зубчатого венца с зубьями.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тихоходных зубчатых передачах с крупномодульными колесами, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела, и зубчатый венец с полыми зубьями, каждый зуб выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба и закрепленных между кольцевыми накладками и на теле колеса, с выполнением зазора между набегающей при вращении колеса пластиной и телом колеса. На внутренней стороне отстающей при вращении колеса пластины с примыканием к окружности вершин зубчатого венца укреплена перемычка шириной, равной ширине зубчатого венца, ориентированная в сторону тела колеса, выполненная эквидистантно внутренней стороне набегающей пластины и с зазорами относительно нее и относительно тела колеса. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатое колесо, выполненное из ферромагнитного материала, содержит тело и зубчатый венец с зубьями. На все поверхности колеса, не участвующие в процессе зацепления с парным зубчатым колесом передачи, нанесено покрытие из магнитопассивного материала, например пластмассы. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тихоходных зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из пластин, изогнутых по наружному профилю зубьев с образованием в их набегающих боковых поверхностях сквозных отверстий в месте примыкания этих поверхностей к телу колеса, и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, примыкающих к зубчатому венцу. Внутри каждого зуба с зазором относительно его набегающей боковой поверхности и эквидистантно ей расположена перемычка, укрепленная на внутренней стороне вершины зуба и внутренних поверхностях кольцевых накладок с образованием зазора между ней и телом колеса. Каждый зуб выполнен из одной пластины. А в области вершины зуба в кольцевых накладках выполнены сквозные отверстия на участках между внутренней стороной боковой набегающей поверхности и перемычкой. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, размещенных в закрытых корпусах-редукторах с картерным смазыванием методом погружения. Зубчатый редуктор содержит закрытый корпус с ребрами жесткости, расположенными внутри него, и масляной ванной с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи. Между нижерасположенным зубчатым колесом и днищем корпуса, параллельно этому днищу, расположен П-образный желоб, ориентированный в плоскости вращения нижерасположенного зубчатого колеса. Длина желоба меньше длины корпуса зубчатого редуктора, а сам желоб в плане перекрывает ребра жесткости корпуса и часть нижерасположенного зубчатого колеса, погруженного в масляную ванну. Между днищем желоба и нижерасположенным зубчатым колесом, а также между днищем желоба и днищем корпуса зубчатого редуктора выполнены зазоры. Верх стенок желоба расположен выше верхнего уровня смазочного материала масляной ванны. Между стенками желоба и торцами зубчатых колес передачи выполнены зазоры, а стенки желоба укреплены на ребрах жесткости корпуса зубчатого редуктора. Достигается повышение качества смазывания зубчатой передачи. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатая передача содержит герметичный корпус с размещенными в нем зубчатыми колесами, изготовленными из ферромагнитного материала, и порошкообразным магнитоактивным смазочным материалом, активируемым магнитным полем. На торцевых поверхностях каждого колеса укреплена пара накладок в виде дисков, изготовленных из магнитопассивного материала, например пластмассы. Наружные периметры накладок имеют форму окружности радиусом, равным радиусу окружности вершин зубчатого венца. В центрах накладок выполнены сквозные отверстия радиусом, не меньшим радиуса посадочного отверстия колеса. В накладках, в областях их примыкания ко дну впадин зубчатого венца, выполнены сквозные отверстия, низ которых совпадает с окружностью впадин зубчатого венца, а их боковые стороны совпадают в плане с боковыми поверхностями зубьев. Обеспечивается повышение качества процесса смазывания. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тихоходных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела и на теле колеса. Наружный диаметр накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, внутренний диаметр накладок меньше диаметра окружности оснований зубчатого венца. Каждый зуб выполнен из пары прямоугольных пластин шириной, равной ширине зубчатого венца, изогнутых по профилю расчетного для данного колеса зуба, с образованием двух боковых поверхностей зуба. Пластины укреплены между внутренними торцами кольцевых накладок. В месте примыкания боковой набегающей поверхности к телу колеса в ней выполнены сквозные отверстия. Внутри полости каждого зуба расположен Г-образный элемент с зазором относительно пластины, образующей набегающую боковую поверхность. Одна полка элемента перпендикулярна оси зуба и укреплена на пластине, образующей отстающую боковую поверхность. Вторая полка элемента ориентирована в сторону тела колеса и выполнена с зазором относительно него. Причем первая полка элемента закреплена на пластине, образующей отстающую боковую поверхность, с зазором относительно окружности вершин зубчатого венца. А вторая полка этого элемента по всей своей длине расположена с зазором относительно пластины, образующей набегающую боковую поверхность, и эквидистантна ей. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с картерным смазыванием методом погружения и расположением валов в вертикальной плоскости. Смазочное устройство содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, в который погружены нижерасположенные смазываемые зубчатые колеса. Каждое колесо со стороны своего выхода при вращении из масляной ванны снабжено парой скребков, симметрично прилегающих к обоим его торцам. Скребки укреплены неподвижно относительно вращающегося колеса выше верхнего уровня смазочного материала с перекрытием торцов колеса и окружности, описываемой точками соприкосновения торцов вращающегося колеса с верхним уровнем смазочного материала. А внешние концы скребков от окружности впадин зубчатого венца ориентированы радиально относительно колеса. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с картерным смазыванием методом погружения и расположением валов в вертикальной плоскости. Смазочное устройство содержит масляную ванну с жидким смазочным материалом, в который погружены нижерасположенные смазываемые зубчатые колеса. Каждое колесо, со стороны своего выхода при вращении из масляной ванны, снабжено парой скребков, симметрично прилегающих к обоим его торцам. Скребки укреплены неподвижно относительно вращающегося колеса, выше верхнего уровня смазочного материала, с перекрытием торцов колеса и окружности, описываемой точками соприкосновения торцов вращающегося колеса с верхним уровнем смазочного материала. Причем каждый скребок выполнен в виде прямолинейного прямоугольного отрезка полосы, прилегающего к колесу своим торцом под прямым углом. Cкребки расположены под острым углом к горизонтали, а их внешние концы превышают по вертикали их внутренние концы. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.
Наверх