Зубчатое колесо



Зубчатое колесо
Зубчатое колесо

 


Владельцы патента RU 2632361:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю рабочих участков боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела колеса, между которыми укреплены зубья зубчатого венца. Толщина пластин вдоль высоты зубьев выполнена переменной, увеличивающейся от минимума на линии начальной окружности зубчатого венца в стороны окружностей вершин и оснований зубчатого венца. Это увеличение прямо пропорционально увеличению скоростей скольжения на боковых поверхностях зубьев в этих направлениях; причем увеличение толщины выполнено вовнутрь полостей зубьев. Обеспечивается оптимизация конструкции зубьев и снижение издержек на его изготовление. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Иванов М.И. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил.», стр. 96, рис. 8.2.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья его зубчатого венца выполнены цельными, в то время как непосредственно для работы колеса в передаче, в зацеплении с парным зубчатым колесом, необходимы только боковые поверхности его зубьев, участвующие в зацеплении с этим парным зубчатым колесом. А выполнение зубьев цельными приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2550245, кл. F16Н 55/12, опубл. 10.05.2015 г., Бюл. №13. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю рабочих участков боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела, между которыми укреплены зубья колеса.

Недостаток прототипа состоит в том, что толщина пластин, образующих боковые поверхности зубьев, одинакова по всей высоте этих зубьев, что не учитывает неодинаковости изнашивания боковых поверхностей зубьев в процессе работы колеса на разных участках высоты зубьев. Эта неодинаковость определяется неодинаковостью скольжения (и трения) сопряженных зубьев парных зубчатых колес, которое равно нулю в области полюсов зубьев и возрастает в стороны вершин и оснований зубьев, достигая в этих областях максимальных значений. Увеличение скольжения и трения приводит к уменьшению толщины пластин, что способно привести к деформациям и поломкам пластин; поэтому для компенсации утоньшения пластин в процессе работы колеса приходится увеличивать толщину пластин. А увеличение этой толщины по всей высоте зубьев - нерационально, т.к. приводит к перерасходу материала, идущего на изготовление зубьев и увеличивает издержки на изготовление колеса в целом.

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

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю рабочих участков боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела, между которыми укреплены зубья зубчатого венца. Причем толщина пластин вдоль высоты зубьев выполнена переменной, увеличивающейся в обе стороны от минимума на линии начальной (полюсной) окружности зубчатого венца; это увеличение прямо пропорционально увеличению скоростей скольжения на боковых поверхностях зубьев в этих направлениях. А увеличение толщины выполнено вовнутрь полостей зубьев.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца (фиг. 1) и график изменения толщины пластин, образующих зубья колеса (фиг. 2).

На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса, пластины 2 и 3, кольцевые накладки 4 и 5, наружный периметр 6 кольцевых накладок, внутренний периметр 7 кольцевых накладок, окружность 8 оснований зубьев зубчатого венца, начальная (полюсная) окружность 9; расстояние H1 между окружностями 6 и 8; высота Н2 зубьев; величина l боковой поверхности зубьев; величина lр рабочего участка боковой поверхности зубьев; величина lн нерабочего участка боковой поверхности зубьев; величина толщины пластин (2 и 3) - С1, С2, С3; полюса Р зубьев колеса; скорость скольжения νs; опорные точки a, b, с боковой поверхности зубьев колеса.

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин 2 и 3, изогнутых по профилю рабочих участков боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок 4 и 5, укрепленных на торцах тела 1, между которыми укреплены пластины 2 и 3, образующие зубья колеса. Диаметр наружного периметра 6 кольцевых накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца; диаметр внутреннего периметра 7 кольцевых накладок меньше диаметра окружности 8 оснований зубчатого венца. Расстояние между окружностями 6 и 8 равно H1. Высота зубьев равна Н2, она меньше расстояния Н1 на высоту отсутствующих нерабочих участков боковых поверхностей зубьев. Величина рабочего участка боковых поверхностей зубьев равна lр, величина нерабочих из участков равна lн, общая величина боковых (расчетных) поверхностей зубьев - l. По линии начальной (полюсной) окружности 9 толщина пластин 2 и 3 - минимальна и равна С1. Толщина пластин 2 и 3 увеличивается в обе стороны от окружности 9 (от полюсов Р) в стороны окружностей вершин (6) и оснований (8) зубчатого венца, достигая, соответственно, значений С2 и С3 (точки a и b). Пластины 2 и 3 могут быть продолжены до тела 1 и закреплены на нем (точки с), при этом толщина пластин 2 и 3 на участках примыкания к телу 1 равна толщине в точках b (равна величине С3). Изменение толщины пластин 2 и 3 прямо пропорционально изменению скоростей скольжения νs в этих направлениях (см. фиг. 2).

При работе колеса в передаче, боковые поверхности зубьев (наружные поверхности пластин 2 и 3) подвержены износу, причем изнашивание участков этих поверхностей вдоль высоты зубьев не одинаково - оно изменяется с изменением скоростей скольжения взаимно сопряженных зубьев парных зубчатых колес: на полюсах зубьев скольжение равно нулю, оно увеличивается в направлениях вершин оснований зубьев. Толщина пластин 2 и 3 в области полюсов Р зубьев (величиной C1) задана минимальной, из условия обеспечения прочности пластин при работе колеса в передаче. Эта толщина, увеличивающаяся в стороны окружностей - вершин и оснований зубчатого венца (до значений С2 и С3), учитывает изнашивание (утоньшение) пластин в процессе работы колеса.

По сравнению с прототипом, у предлагаемой конструкции зубчатого колеса толщина пластин, образующих боковые (рабочие) поверхности зубьев, выполнена с учетом износа этих поверхностей при работе колеса в передаче, что позволяет оптимизировать конструкцию зубьев колеса и снизить издержки на его изготовление, особенно - для колеса с крупномодульными зубьями.

Зубчатое колесо, преимущественно крупномодульное, содержащее тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю рабочих участков боковых поверхностей зуба, расчетного для данного зубчатого колеса, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела зубчатого колеса, между которыми укреплены зубья зубчатого венца, отличающееся тем, что толщина пластин вдоль высоты зубьев выполнена переменной, увеличивающейся от минимума на линии начальной окружности зубчатого венца в стороны окружностей вершин и оснований зубчатого венца, это увеличение прямо пропорционально увеличению скоростей скольжения на боковых поверхностях зубьев в этих направлениях, причем увеличение толщины выполнено вовнутрь полостей зубьев.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием. Зубчатое колесо содержит ступицу с посадочным отверстием, зубчатый венец и тело в виде диска, в котором между ступицей и зубчатым венцом выполнены углубления.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к планетарным передачам. Планетарная передача для вычитания и сложения угловых скоростей двух двигателей содержит валы (1) и (2), шестерни (3), (4) и (5), водило (6).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к зубчатым колесам. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде спиц и обод с зубчатым венцом.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с ударными режимами нагружения зубьев, смазываемых пластичными смазочными материалами.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами. Цилиндрическое зубчатое колесо плоской формы содержит ступицу (1), тело (2) в виде диска, обод (3) и зубчатый венец (4).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции зубчатых колес, смазываемых жидкими смазочными материалами. Цилиндрическое зубчатое колесо содержит выступающую в одну сторону ступицу (1), тело (2) в виде диска, обод (3) и зубчатый венец (4), ширина В которого больше толщины диска.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в редукторах общего машиностроения, в тяговых передачах локомотивов. Колесо передачи зацеплением содержит венец и ступицу с радиальным зазором, соединенные диском с упругими элементами, образованными цилиндрическими проточками глубиной, превышающей половину толщины диска.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах с колесами большого диаметра. Зубчатое колесо содержит ступицу 1, тело в виде двух рядов спиц - 2 и 3, обод 4 и зубчатый венец 5.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах с колесами большого диаметра. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде спиц, обод и зубчатый венец, по наружной поверхности ступицы и внутренней поверхности обода расположены ребра жесткости, соединяющие концы спиц между собой.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах с колесами большого диаметра. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде двух рядов спиц, обод и зубчатый венец.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела. Наружный диаметр накладок равен диаметру окружности зубчатого венца; диаметр внутреннего периметра накладок меньше диаметра окружности оснований зубчатого венца. Пластины каждого зуба укреплены между накладками и по окружности тела. Пластины по всей своей длине выполнены гофрированными, с круглыми гофрами, параллельные складки которых ориентированы вдоль высоты зубьев параллельно плоскости вращения колеса. Обеспечивается повышение износостойкости зубьев зубчатого колеса. 3 ил.

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, каждый из которых выполнен из одной прямоугольной пластины, изогнутой по профилю зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах тела. Зубья зубчатого венца укреплены между накладками и на теле колеса. В опережающих при вращении колеса, боковых поверхностях зубьев выполнены зазоры относительно тела колеса. В участках пластин, образующих отстающие боковые поверхности зубьев, в области вершин зубьев и с примыканием к этим вершинам, выполнены сквозные отверстия, расположенные вдоль ширины этих участков, Внутри полости каждого зуба, с эквидистантным примыканием к участку пластины, образующей отстающую боковую поверхность зуба, укреплена вставка в виде клина, ширина которого равна ширине зуба. Основание клина эквидистантно примыкает к телу колеса. Вершина клина примыкает к сквозным отверстиям в области вершины зуба. Грань клина, обращенная вовнутрь полости зуба, выполнена плоской. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела и между которыми укреплены зубья зубчатого венца. У каждого зуба в каждой пластине выполнена пара вырезов шириной, равной половине ширины зуба, и расположенных симметрично относительно кольцевых накладок. Один вырез в каждой пластине примыкает к телу колеса и высота его равна сумме высоты нерабочего участка боковой поверхности и высоты рабочего участка боковой поверхности со стороны тела, работающего в режиме двухпарного зацепления. Второй вырез примыкает к вершине зуба и его высота равна высоте рабочего участка со стороны вершины зуба, работающего в режиме двухпарного зацепления. Внутри полости каждого зуба расположена вставка, имеющая сечение в плоскости вращения колеса Л-образный вид, перекрывающая вырезы в пластинах и закрепленная своими полками на внутренних поверхностях пластин. Полка, укрепленная на отстающей пластине, примыкает к телу колеса, а полка, укрепленная на опережающей пластине, выполнена с зазором относительно тела. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары пластин, идентичных по профилю и размерам рабочим участкам боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах тела, и между которыми укреплены пластины, образующие зубья. Внутри полости каждого зуба, с прилеганием к телу колеса, расположен, с креплением в этой полости и полным ее заполнением, полый вкладыш, поверхности которого образуют замкнутый объем. В участке поверхности вкладыша, прилегающем к отсутствующему нерабочему участку боковой поверхности зуба, являющейся опережающей по ходу вращения колеса, выполнен сквозной вырез, размер которого равен размеру этого отсутствующего участка. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями и пару кольцевых накладок. У каждого зуба в пластине, являющейся опережающей по ходу вращения колеса, в области ее примыкания к телу и в области ее примыкания к окружности зубчатого венца выполнена пара вырезов, ширина которых равна половине ширины зубчатого венца, вырезы расположены симметрично относительно кольцевых накладок. Высота первого выреза равна сумме высоты нерабочего участка боковой поверхности и высоты рабочего участка боковой поверхности со стороны тела колеса, работающего в режиме двухпарного зацепления. Высота второго выреза равна высоте рабочего участка боковой поверхности со стороны вершины зуба, работающего в режиме двухпарного зацепления. Внутри полости каждого зуба расположен Г-образный элемент, одна полка которого шириной, равной ширине зуба, закреплена в области вершины зуба и перекрывает зазор между пластинами по окружности зубчатого венца. Вторая пластина элемента ориентирована в сторону тела колеса, эквидистантна внутренней поверхности опережающей пластины, закреплена на ней с перекрытием выреза в пластине в области вершины зуба и образованием зазора относительно тела колеса, соизмеримого по высоте с высотой выреза в пластине со стороны тела колеса. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, зубья зубчатых колес которых подвержены нагружениям разной величины при вращении колес в прямом и обратном направлениях вращения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец, состоящий из полых зубьев, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела, между которыми и на окружности тела колеса укреплены зубья зубчатого венца. Cоотношение между толщинами обеих пластин каждого зуба прямо пропорционально соотношению испытываемых этими пластинами нагрузок при работе колеса. Обеспечивается оптимизация конструкции зубьев зубчатого колеса, а также снижение издержек на его изготовление. 1 ил.

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, каждый из которых выполнен из одной прямоугольной пластины, изогнутой по профилю зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок, наружный диаметр которых равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах тела. Зубья зубчатого венца укреплены между накладками и на теле колеса. В опережающих при вращении колеса, боковых поверхностях зубьев выполнены зазоры относительно тела колеса, а отстающие боковые поверхности зубьев выполнены перфорированными. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 3 ил.

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 из которых выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба и закрепленных между кольцевыми накладками и на теле колеса. В набегающей боковой поверхности каждого зуба вырезан нерабочий участок этой поверхности и выполнена пара вырезов на месте рабочих участков этой поверхности, работающих в режиме двухпарного зацепления, ширина этой пары вырезов равна половине ширины зуба, и эти вырезы расположены симметрично относительно кольцевых накладок. На внутренней стороне отстающей пластины и внутренних торцах кольцевых накладок, без зазоров относительно них, и ниже окружности вершин зубчатого венца, укреплена перегородка шириной, равной ширине зубчатого венца. Перегородка выполнена эквидистантно внутренней поверхности набегающей пластины, с зазором относительно нее, и с зазором относительно тела колеса. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление. 2 ил.

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 тела колеса, между которыми укреплены пластины, образующие зубья зубчатого венца. Между верхними концами пластин, на месте отсутствующих вершин зубьев, и между нижними концами отстающих при вращении колеса пластин и телом колеса, на месте отсутствующих нерабочих участков боковых поверхностей, расположены заглушки. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 3 ил.
Наверх