Зубчатое колесо

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, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, зубья зубчатых колес которых подвержены нагружениям разной величины при вращении колес в каждом из двух направлений.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Боков В.Н. Детали машин. М., Высшая школа, 1960 г.», с. 342, рис. 28.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что зубья его зубчатого венца выполнены цельными, в то время как непосредственно для работы колеса в передаче необходимы только боковые поверхности его зубьев, участвующие в зацеплении с парным зубчатым колесом. А выполнение зубьев цельными приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление. Кроме того, при изнашивании зубьев их ремонт весьма затруднен.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2532451, кл. F16H 55/10, F16H 55/17, опубл. 10.11.2014 г., Бюл. №31. Сущность его состоит в том, что 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 по окружности тела укреплены зубья зубчатого венца.

Недостаток прототипа состоит в том, что конструкция зубчатого колеса, в частности - конструкция зубьев его зубчатого венца, не учитывает возможную разницу в режимах нагружения каждой из двух боковых поверхностей каждого зуба при различных режимах нагружения зубьев (и их боковых поверхностей) при вращении колеса в одну и в другую (противоположную) сторону (при реверсивном режиме работы колеса), когда при вращении колеса в одну сторону это колесо передает (или воспринимает) большую нагрузку (рабочий ход колеса), а при вращении в другую сторону это колесо передает (или воспринимает) меньшую нагрузку (холостой ход колеса). Также, при нереверсивной работе колеса рабочие нагрузки колесо передает (или воспринимает) только одной боковой поверхностью каждого отдельного зуба; вторая боковая поверхность каждого зуба в зацеплении не участвует, она может только предотвращать заклинивание парных зубчатых колес при самоходе колеса в обратную сторону. Одним из параметров пластин, образующих полые зубья у прототипа, которые обеспечивают прочность, жесткость и износостойкость этих пластин, является толщина этих пластин. А выполнение обеих пластин, образующих каждый отдельный зуб, одинаковой толщины - в случае неравного нагружения пластин каждого зуба - приводит к нерациональному расходованию материала, идущего на изготовление этих зубьев, что увеличивает издержки на изготовление зубьев и колеса в целом.

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

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец, состоящий из полых зубьев, каждый из которых состоит 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 по окружности тела укреплены зубья зубчатого венца. Причем соотношение между толщинами обеих пластин каждого зуба прямо пропорционально соотношению испытываемых этими пластинами нагрузок при работе колеса.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца.

На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса, пластины 2 и 3, кольцевые накладки 4 и 5, наружный периметр (окружность вершин зубчатого венца) 6 кольцевых накладок, внутренний периметр 7 кольцевых накладок, окружность 8 оснований зубчатого венца; толщины C1 и C2 пластин (2 и 3); направления вращения ω1 и ω2 зубчатого колеса.

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец, состоящий из полых зубьев, каждый из которых состоит из пары прямоугольных пластин 2 и 3, изогнутых по профилю боковых поверхностей зуба, расчетного для данного колеса, и пары кольцевых накладок 4 и 5, укрепленных на торцах тела 1. 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. Пластины 2 и 3 укреплены на внутренних торцах кольцевых накладок 4, 5 и на наружном периметре (окружности) тела 1. Толщины пластин 2 и 3, образующих обе боковые поверхности каждого зуба, выполнены отличными друг от друга, прямо пропорционально зависящими от воспринимаемых ими при работе колеса нагрузок. Так, например, при вращении колеса ω1 и его работе в качестве ведомого колеса, при нереверсивном режиме работы передачи (колеса), нагруженной для каждого зуба является пластина 2, образующая отстающую боковую поверхность этого зуба; вторая пластина - 3 (образующая набегающую боковую поверхность зуба) в работе колеса не участвует и нагружению не подвергается; она может служить только для предотвращения заклинивания парных зубчатых колес при самоходе колеса - в обратную сторону. В случае реверсивной работы передачи (колеса), когда при вращении колеса в одну сторону каждый зуб подвержен номинальному (рабочему) нагружению, а при вращении колеса в другую сторону (холостой ход колеса или его работа в режиме меньшего нагружения) каждый зуб подвержен меньшему нагружению, то, соответственно, в первом случае пластина, участвующая в зацеплении с зубьями парного колеса, испытывает нагружение, большее чем во втором случае. Так, например, при вращении колеса ω1 работе его в качестве ведомого и в режиме номинального (большего) нагружения его зубьев, более нагруженной, чем при реверсе ω2 колеса и работе его в режиме холостого хода (или в режиме меньшего его нагружения), большее нагружение испытывает пластина 2, чем пластина 3. Соответственно, для обеспечения прочности, жесткости и износостойкости пластина 2 должна иметь большую толщину, чем пластина 3. Поэтому толщины пластин 2 и 3 (толщины C1 и C2) задаются прямо пропорционально нагрузкам, которым эти пластины подвержены при работе колеса в передаче. Это обеспечивает равнопрочность обеих пластин, составляющих каждый отдельный зуб.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет оптимизировать конструкцию его зубьев, увязав ее с режимами нагружения этих зубьев. За счет оптимизации толщины пластин, образующих зубья колеса, снижаются расходы на изготовление этих зубьев и зубчатого колеса в целом.

Зубчатое колесо, содержащее тело, зубчатый венец, состоящий из полых зубьев, каждый из которых состоит из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей зуба, расчетного для данного зубчатого колеса, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела, между которыми и по окружности тела укреплены зубья зубчатого венца, отличающееся тем, что соотношение между толщинами обеих прямоугольных пластин каждого зуба прямо пропорционально соотношению испытываемых этими пластинами нагрузок при работе зубчатого колеса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями и пару кольцевых накладок.

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

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми 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 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.

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.

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.

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 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.

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Единый механизм передачи крутящего момента агрегатам двухвального, двухконтурного авиационного ТРД, имеющего газодинамически связанные между собой соосные валы РВД и РНД, включает соединенные с РВД с возможностью передачи агрегатам крутящего момента от турбины высокого давления ЦКП и кинематически соединенные с ней редукторы приводов КДА и КСА. Редукторы приводов КСА сообщены по крутящему моменту с ЦКП через многоступенчатый редуктор КДА и через гибкий вал с концевыми шарнирами и сильфонами. ЦКП содержит главную шестеренную пару конических ведущего и ведомого зубчатых колес, которые имеют зубчатые венцы. Главная шестеренная пара зубчатых колес ЦКП выполнена с передаточным числом i1,гп=(1,12÷1,43) [б/р]. Ведущее колесо главной шестеренной пары размещено на валу, установленном в шарико- и роликовом подшипниках. Ведомое колесо выполнено с валом, установленным в роликовом подшипнике и в шарикоподшипнике, который установлен в крышке корпуса ЦКП. Зубья конических венцов ведущего и ведомого колес выполнены переменной высоты, уменьшающейся в сторону осевой вершины условного конуса вершин зубьев. Угол αо.д.к наклона образующей условного делительного конуса зубчатого венца к оси вала колеса определен в диапазоне αо.д.к1=(0,7÷1,1) [рад] для ведущего колеса и αо.д.к2=(0,55÷0,83) [рад] для ведомого колеса. Угол спирали βш, выраженный в той же проекции как угол между касательной к линии зуба к средней точке последней и радиусом той же точки, проведенным от оси вала колеса, вариантно определен в диапазоне значений βш=(0,21÷0,32) [рад]. Достигается повышение КПД и ресурса двигателя. 7 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок и зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пары прямоугольных пластин. В набегающей пластине выполнен вырез, примыкающий к телу колеса. Ширина выреза равна половине ширины пластины, а высота равна сумме высоты нерабочего участка боковой поверхности зуба и участка поверхности, работающего в режиме двухпарного зацепления и расположенного со стороны тела колеса. Вырез аналогичной ширины выполнен в этой пластине и со стороны вершины зуба, на месте участка боковой поверхности, работающего в режиме двухпарного зацепления. Все вырезы расположены симметрично относительно обеих кольцевых накладок. На внутренней стороне отстающей пластины и на обеих внутренних поверхностях кольцевых накладок, с зазором относительно окружности вершин зубчатого венца, укреплена плоская перегородка, эквидистантная набегающей пластине и выполненная с зазором относительно этой пластины и с зазором относительно тела колеса. В отстающей пластине, в области вершины зуба, выполнен вырез с шириной и расположением относительно кольцевых накладок, аналогичными вырезам в набегающей пластине. Низ этого выреза по высоте совпадает с верхом плоской перегородки. А в набегающей пластине, в области вершины зуба, выполнена усиливающая перемычка в виде части невырезанной набегающей пластины. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, изготовленные из ферромагнитного материала, и пару кольцевых накладок, изготовленных из диамагнитного материала, укрепленных на торцах зубьев. По окружности тела, в областях оснований впадин зубчатого венца, по всей толщине В тела выполнены радиально ориентированные вырезы, глубина е которых одинакова по всей толщине В тела. Поверхности дна вырезов, их боковые поверхности и боковые поверхности зубьев взаимно плавно сопряжены между собой. Обеспечивается повышение надежности работы зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело в виде диска со ступицей и зубчатый венец с зубьями. Между ступицей и зубчатым венцом упорядоченно выполнены сквозные цилиндрические отверстия, расположенные по окружности, соосной с осью зубчатого колеса. Каждое цилиндрическое отверстие с обоих торцов тела перекрыто парой плоских накладок в виде дисков, укрепленных соосно оси цилиндрического отверстия на поверхностях торцов тела, а диаметр плоских накладок больше диаметра цилиндрического отверстия. Обеспечивается снижение расхода материала при изготовлении зубчатого колеса и повышение надежности его работы. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных зубчатых передачах, в частности в передачах центрального и углового приводов авиационных двигателей. Зубчатое колесо содержит обод с коническим зубчатым венцом и кольцевым пазом прямоугольного сечения, выполненным на внутренней поверхности обода, ступицу, жестко связанную через несущую диафрагму с ободом, и металлический кольцевой демпфирующий элемент, установленный в кольцевом пазу обода с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью обода. Кольцевой демпфирующий элемент выполнен с прямоугольным поперечным сечением и поперечным разрезом и свободно установлен в кольцевом пазу. Диаметр наружной поверхности кольцевого демпфирующего элемента равен диаметру цилиндрической поверхности паза. Ось внутренней цилиндрической поверхности кольцевого демпфирующего элемента параллельно смещена относительно оси его наружной поверхности в сторону поперечного разреза. Обеспечивается упрощение технологии производства и сборки зубчатого колеса с кольцевым демпфирующим элементом. 5 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.

Наверх