Зубчатое колесо



Зубчатое колесо
Зубчатое колесо

 


Владельцы патента RU 2632382:

Мендрух Николай Викторович (RU)

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.
Наверх