Зубчатое колесо

 

ф?.ТР )". %?. д " -"е о н

Союз Советских

Социалистических

Республик апис

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

627281

К АВТОРСКОМУ СВНДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15.03,77 (21) 2463061/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05.10.7 8. Бюллетень № 37 (4б) Дав опубликования описания от.ОЭ-78

° Кл.

6 Н 55/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

ДК 621.833.12 (088. 8) С. А. Беляев, О, B. Берестнев и А. С. Соболев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт проблем надежности и долговечности машин

АН Белорусской CCP (54) ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

Изобретен ге относится к машиностроению и предназначено L.1H использования в зуочатых передачах разпоооразных механизмов и машин, а именно в зубчатых передачах, к впброакустическим .характеристикам которых предъявляются повышенные требо- 5 вания, и тяжелонагруженных зубчатых передачах, в которых трудно обеспечить равномерное распределение нагрузки вдоль контактных линий на сопряженных зубьях.

Известны конструкции составных зубча-, тых колес, в которых для снижения впброакустической активности зуочатый венец соединяется со ступицей через промежуточный слой из упругоподатливого виброизолирующего материала посредством адгсзионного или фрикцltollHot скрепления элементов ко- 15 леса (1)

Сравнительно невысокие нагрузочная спо-, собность и надежность соединения венца со ступицей, лимитируемые адгезнонными и прочностными характеристиками материа.loB

20 промежуточного слоя, повышенная трудоемкость при изготовлении и сборке по сравнению с цельными зубчатыми колесами препятствуют широкому промышленному внедрению таких зубчатых колес в конструкции передач современных машин.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является зубчатое колесо, содержащее ступицу и венец образующие разъемное соединение, и демпфирующии упругоподатливый материал, размещенный между венцом и ступицей (2).

В этом колесе соединение венца со ступицей выполнено резьбовым.

Данная конструкция обладает хорошей виброизоляцией зубчатого венца от ступицы и имеет увеличенную площадь сцепления виброизолирующего материала с сопрягаемыми поверхностями резьбового соединения.

Однако надежность соединения также ограничивается прочностными характеристиками виброизолирующего материала, а сборка требует предварительного разогрева соединяемых деталей до температуры плавления этого материала для обеспечения адгезионного сцепления с венцом и ступицей. Замена изношенного венца новым в такой конструкции колеса связана с необходимостью разрушения слоя виброизолирующего материала и последующим его восстановлением. Кроме

627281 того, резьбовое соединение обладает известной неравномерностью распределения нагрузки по виткам резьбы, угол наклона которых должен выдерживаться в пределах угла самоторможения для повышения надежности. соединения от самоотвинчивания в процессе эксплуатации, а в случае разрушения витков резьбы их восстановление, например, повторной проточкой или накаткой не представляется возможным беэ существенного нарушения параметров реэьбового соединения.

Целыа изобретения является повышение нагрузочной способности и надежности сое динения.

Поставленная цель достигается тем, что колесо снабжено фиксирующими элементами, иа сопрягаемых поверхностях венца и ступицы выполнены винтовые канавки с правой нарезкой на одной половине венца и ступицы и с левой — на другой, а фиксирующие элементы размещены в этих канавках.

На чертеже показан осевой разрез зубчатого колеса.

Зубчатое колесо состоит из ступицы 1, зубчатого венца 2, размещенного между венцом 2 и ступицей 1 демпфирующего материала 3 и фиксирующих элементов 4. На. наружной поверхности ступицы 1 и на внутренней поверхности венца 2 нарезаны винтовые канавки 5, причем на одной половине венца 2 и ступицы 1 канавки 5 имеют правое направление, а на другой — левое. В канавках 5 размещены фиксирующие элементы 4, которые могут быть выполнены в виде цилиндрических спиралей правой и левой навивки. Спирали после сборки колеса закрепляются с целью предотвращения их выпадания в процессе работы любым известным способом.

Диаметр сопрягаемой поверхности ступицы несколько меньше диаметра сопрягаемой поверхности венца и поэтому .сборка такого колеса осуществляется надеванием венца на ступицу ц совмещением, винтовых канавок до образования.имн винтовых каналов встречного направления, в которые затем устанавливаются фиксирующие элементы. Причем симметричность винтовых канавок в плоскости разъема обеспечивается предварительной разметкой на торцах венца и ступицы заходов их нарезки, а количество витков канавок и их размеры рассчитываются исходя из условий нагруженности зубчатого колеса.

t$

Ю

Для облегчения процесса сборки колеса одна из спиралей может быть предварительно уложена в винтовую канавку соответствующего направления, например, венца закреплена на нем, затем в венец ввинчивается по выступающим над поверхностью венца виткам уложенной спирали ступица, а в образованный винтовыми канавками flpoтивоположного направления канал устанавливается второй фиксирующий элемент, в качестве которого может быть применен набор шариков.

В качестве демпфирующего материала можно использовать полимеры.

Слой демпфнрующего материала может быть размещен на одной или обеих сопрягаемых поверхностях соединяемых деталей, т.е. венца и ступицы, или, в целях экономии этого материала, нанесен на поверхность фиксирующих элементов.

Неразъемность соединения и взаимодействие венца со ступицей в процессе передачи полезной нагрузки обеспечиваются заклиниванием фиксирующих элементов в встречных винтовых каналах, а виброиэоляция венца от ступицы — слоем демпфирующего материала в соединении.

Описанная конструкция зубчатого колеса позволяет обеспечить более равномерное распределение нагрузки по виткам канавок за счет их разнонаправленности, увеличить шаг нарезки, н тем самым сок атить машинное время на йэготовленне с дннения, TBK как угол наклона винтовых резок, а следо- . вательно, угол самоторможения, не оказывает существенного влияния на надежность соединения, как это имеет место в резьбовом соединении, и назначать такие прочностные свойства фиксирующих элементов, при которых происходит их срезание в случае перегрузки соединения, тогда как целостность основных деталей колеса и их сопрягаемых поверхностей при этом не нарушается. Кроме того, в случае повреждения винтовых канавок в процессе эксплуатации их можно восстанавливать повторными проточками на многократно используемой при рембнте колеса детали, например ступице, увеличивая размеры канавок в пределах допустимого запаса прочности на срез в таком соединении материала этой детали н уменьшая размеры перемычек между ними, что исключено в резьбовом соединении.

Формула изобретения

Зубчатое колесо, содержащее ступицу и венец, образующие разъемное соединение, и демпфнрующий упругоподатливый материал, размещенный между венцом и ступицей, отличаюи4ееся тем, что, с. целью повышения нагруэочной способности колеса и надежности соединения, оно снабжено фиксирующими элементами, на сопрягаемых поверхностях венца и ступицы выполнены винтовые канавки с правой нарезкой на однои половине венца и ступицы и с левой — на другой, а фиксирующие элементы размещены в этих канавках.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Бируля А. Л. и др. Экспериментальное исследование виброиэоляции зубчатого колеса. «Вестник машиностроения», 1974, № 3.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 502166, кл. F !6 Н 55/14, 1973.