Вал-шестерня

 

Союз Советских

Социалистических

РеспубЛик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ABYOPCKOhhÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >979736 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.10.80 (21) 2995129/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.э

F 16 С 1/00 гасударственные кемитет

СССР

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 17.12.82 (53) УДК 621.825..2 (088.8) йв делам нзобретеннй и еткрмтий

P. Б. Иофис, Ю. П. Степаненко, А. В. Федотов, Ю. А. Хрустальков и В.,Л. Чудайкин (72) Авторы изобретения

Ростовский ордена Трудового Красного ЗнаменЫ. государственный университет и Усть-Катавский вагоностроительный завод им. С. М. Кирова (71) Заявители (54) ВА,Л-ШЕСТЕРНЯ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в коробках передач для транспортных средств.

Известен вал-шестерня конической или гипоидной передачи, содержащий зубчатый венец опорную шейку со стороны внутреннего торца зубчатого венца и опорную шейку со стороны внешнего торца венца (1).

Расстояние между опорами-подшипниками выбирается из расчета уменьшения длины вала, что позволяет уменьшить габариты редуктора.

Недостатком известной конструкции является ее невысокая погрузочная способность, поскольку опорная шейка подшипника со сторойы внутреннего торца выполнена с малым диаметром, так как при нарезании зубьев резцовая головка прорезает на шейке продольные спиральные канавки и при эксплуатации подшипник, сидящий на такой шейке, разбалтывается, разрушается, что ведет к поломкам передачи и редуктора. Малый диаметр этой шейки не позволяет установить подшипник с высокой работоспособностью, что снижает нагрузочную способность редуктора. Это заставляет увеличивать подшипниковые узлы со стороны внешнего торца вал-шестерни, что увел ич и в а ет габариты редуктор а.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и повышение погрузочной способности вала шестерни.

s Эта цель достигается за счет того, что в вале-шестерне конической или гипоидной передачи, содержащем зубчатый венец, опорную шейку со стороны внешнего торца венца и опорную шейку со стороны внутреннего торца венца, шейка со стороны внутреннего торца выполнена с продольными спиральными канавками с углом конусности впадин, равной углу конусности впадин венца, а шейка вала снабжена установленной на этой шейке пластмассовой втулкой, беззазорно сопряженной с поверхностью шейки, при этом диаметр пластмассовой втулки превышает диаметр шейки.

На фиг. 1 представлен вал шестерня гипоидной передачи, на фиг. 2 — разрез А — А фиг. 1.

Вал-шестерня конической или гипоидной передачи содержит венец 1 с зубьями, имеющими ненулевой уголь,конусности впадин и вал 2 с двусторонним расположением опорных шеек для подшипников 3 по от979736 ношению к венцу. На опорной шейке со стороны внутреннего торца выполнены продольные спиральные канавки 4, длина канавок составляет (0,2-1 5) dt, вдоль оси вал-шестерни, где dn номинальный диаметр опорной шейки. Канавки 4 заполнены пластмассой и имеют тот же конусный угол впадин

Ь1, что и впадины зубчатого венца, число их ! равно числу зубьев шестерни.

В каждом сечении опорной шейки диаметр ее превышает максимальный диаметр металлической части сечения d ä (фиг. 2, на которой тонкими линиями показано внутреннее кольцо подшипника 3) на 0,1 — 10 мм.

Расстояние а,„между осью вал-шестерни и осью 6 ведомого колеса 7 показано на фиг. 1.

Кольцо 5 напрессовано на основание и шейку вала-шестерни и служит для облегчения заливки полимера и ограничения его рабочих деформаций в сторону зубчатого венца. В случае, когда конструктивно допускается уменьшение диаметра, или 1 < с1„, кольцо 5 отсутствует.

При изготовлении вал-шестерни спиральные канавки 4 нарезают заодно с зубьями венца 1 тем же инструментом, т. е. канавки 4 являются продолжением впадин зубчатого венца, зубчатый венец удлинен и удлиненная часть венца по диаметру выступов dI, ÿBëÿåòñÿ цилиндрической. Внутреннее кольцо подшипника 4 после запрессовки на вал-шестерню, покрытую слоем пластмассы, заполняющим и канавки 2, надежно фиксировано на шейке, подшипник не разбалтывается и его внутреннее кольцо не изнашивается. Увеличенный диаметр шейки и применение подшипника повышенной работоспособности способствуют радиальной разгрузке других подшипников узла.

Диаметр опорной шейки превышает максимальный диаметр металлической части сечения на 0,1 — 10 мм и выбран из выражения: 1п =

r r-1с,—

1 (0,4 —:3,0) tgh + j

l где с1„ — диаметр опорной шейки;

Г .,Г. — внутренний радиус впадин веду%1! $12 щей и ведомой шестерни;

Ь вЂ” угол конуса впадин; t l а„— межосевое расстояние;

C — расстояние от опорного торца ведущей шестерни до оси — ведомой;

b, — ширина зубчатого венца вала— шестерни;

С -длина части опорной шейки, где нарезаны спиральные канавки, 0,2 — 1,5 dä

Верхняя граница диапазона дп и нижняя — (относится к меньшим значениям а, 6, и большим b; нижняя — наоборот.

Верхняя граница превышения диаметра опорной шейки — максимального диаметра

5 металлическои части сечения — относится к передачам большего габарита, нижняя— меньшего.

Формула изобретения

Вал-шестерня конической или гипоидной передачи, содержащий зубчатый венец, опорную шейку со стороны внутреннего торца зубчатого венца и опорную шейку со стороны внешнего торца венца, отличаюи4ийся тем, что, с целью уменьшения габа4 ритов и повышения нагрузочной способно40 сти, шейка со стороны внутреннего торца выполнена с продольными спиральными канавками с углом конусности впадин, равным углу конусности венца, а шейка вала снабжена установленной на этой шейке пла45 стмассовой втулкой, беззазорно сопряженной с поверхностью шейки, при этом диаметр пластмассовой втулки превышает диаметр шейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проектирование конических и гипоидных передач. Инструкционные материалы фирмы Гинесон (США), М., 1963, с. 94 (прототип).

Для обеспечения стабильности работы конструкции в течение срока эксплуатации и при широком диапазоне условий термосилового нагружения пластмасса должна иметь следующие характеристики.

1. При диапазонах температуры -50

100 С и частоты 1 — 100 Гц динамический модуль сдвига — не менее 5 10З кгс/см, тангенс угла механических потерь не более 0,1; объемный динамический модуль— не менее 20000 кгс/см ; тангенс угла механических потерь при объемном деформиро20 вании не более 0,01; относительное изменение плотности (в режиме свободного расширения) не более 0,03.

2. Термостабилизация, ограничивающая относительное изменение плотности при

100 С величиной 0,01 в течение 10 ч.

3. Поглощение масла в диапазоне температуры -50 — 100 С не более 0,01 по весу в течение 10 ч.

Нагрузочная способность вала-шестерни превышает погрузочную способность известной шестерни примерно на 20 /р.

979736

Составитель А. Тарновский

Редактор Т. Киселева Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 9317 21 Тираж 803 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4