Зубчатое колесо

Зубчатое колесо

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1!11688752

О П Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.06.77 (21) 2500610/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,09.79. Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания 30.09.79 (51) М. К .

F 16Н 55/18

Государственный комитет (53) УДК 621.833.7 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

О, В. Берестнев и С, А. Беляев (71) Заявитель

Институт проблем надежности и долговечности машин

АН Белорусской ССР (54) ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в зубчатых передачах различных механизмов и машин, особенно в тех, к динамике которых предъявляются повышенные требо- 5 вания.

Известны зубчатые колеса и звездочки для цепных передач, в которых для улучшения динамики передач и снижения их виброакустической активности зубья выпол- 10 иены вставными и установлены в гнезда венца через прокладки из материалов с большим коэффициентом внутреннего трения или сами изготовлены из таких материалов,(1). гб

Такие конструкции позволяют уменьшить дефицит высококачественных материалов для изготовления зубьев, однако довольно высокая сложность в изготовлении, а в ряде случаев незначительное улучшение динами- 20 ки препятствуют широкому использованию этих конструкций в механических передачах современных машин.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является зубчатое ко- 25 лесо, содержащее ступицу, установленные в ней вставные зубья и упругие элементы, взаимодействующие со ступицей и зубьями (2).

В этом колесе упругие элементы располагаются в пазах, образованных выемками, выполненными на каждой боковой поверхности зуба по его длине и на прилегающей к ней поверхности ступицы, причем зубья колеса могут быть выполнены из полимерного материала.

Такая конструкция позволяет повысить экономичность передачи за счет применения сменных вставных зубьев, однако не позволяет достичь желаемой эффективности в равномерности распределения нагрузки между зубьями в силу отсутствия силового взаимодействия между ними. В реальных передачах может иметь место большое расхождение в погрешностях шага зубьев, в результате один из зубьев, находящихся в зацеплении, полностью воспринимает передаваемую нагрузку, другие же оказываются разгруженными или воспринимают лишь незначительную долю этой нагрузки.

Кроме того, упругие несущие элементы могут являться каналами для передачи вибраций с зубьев на ступицу и наоборот, что уменьшает эффект снижения структурного шума механизма и отрицательно сказывается на его долговечности.

Целью изобретения является снижение удельной нагрузки на зубья.

Для этого в предлагаемом зубчатом колесе сопрягающиеся поверхности ступицы

688752 и зубьев имеют цилиндрическую форму, в зубьях и ступице выполнены кольцевые канавки, а упругие элементы выполнены в виде кольцевых пружин, размещенных в канавках.

Кроме того, между сопрягающимися поверхностями зубьев, ступицы и кольцевых пружин размещены слои виброизолирующего материала.

В таком выполнении зубчатое колесо обеспечивает многопарность зацепления, что повышает его нагрузочную способность.

На фиг. 1 изображено предлагаемое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с парным колесом; на фиг. 2 — разрез по

А — А на фиг. 1, Зубчатое колесо содержит ступицу 1, установленные в ней вставные зубья 2 и размещенные в кольцевых канавках 3 и 4 зубьев и ступицы кольцевые пружины о и 6.

Сопрягающиеся поверхности 7 и 8 соответственно зубьев и ступицы имеют цилиндрическую форму, Для исключения контакта зубьев колеса и кольцевых пружин со ступицей промежутки между поверхностями зубьев и ступицы заполняются слоями 9 виброизолирующего материала, а для исключения контакта кольцевых пружин со ступицей и с зубьями кольцевые канавки также заполняются слоями 10 виброизолирующего материала. После сборки колеса кольцевые пружины закрепляются в канавках от выпадания торцовыми накладками

11, что исключает смещение зубьев в осевом направлении и обеспечивает надежность соединения.

Зубчатая передача работает следующим образом.

При передаче крутящего момента зуб 2 колеса под действием окружного усилия

Р,„ (см. фиг. 1) стремится повернуться в своем гнезде на ступице в сторону действия этого усилия и изгибает пружины таким образом, что соседний зуб а поворачивается навстречу входящему с ним в зацепление зубу парного колеса 12, а выходящий из зацепления зуб b поворачивается в сторону, противоположную вращению колес, и продолжает оставаться в контакте с зубом парного колеса (этот процесс обозначен на фиг. 1 штриховыми линиями и показан стрелками), что обеспечивает многопарный контакт зубьев передачи, равномерное распределение нагрузки между зубьями и плавность хода зацепляющихся колес, а следовательно, способствует улучшению динамики передачи и повышению ее долговечности. Причем величиной диаметральных зазоров кольцевых канавок ступицы и каждой из пружин определяется силовое замыкание зубьев при перегрузках, при нормальных же режимах работы силовое замыкание зубьев колеса осуществляется за счет упругих свойств кинематически связывающих кольцевых пружин.

Формула изобретения

1. Зубчатое колесо, содержащее ступицу, установленные в ней вставные зубья и уп4

Слой в иброизолирующего материала, размещенный в гнездах ступицы для установки зубьев, способствует значительному ослаблению механических колебаний зубь5 ев, а следовательно, и передаче их на ступицу, обеспечивает возможность компенсации погрешностей изготовления зубчатых колес и монтажных перекосов передачи, а также выполняет функцию антифрикционI0 ного покрытия в шарнирном соединении зубьев со ступицей. Заполнение кольцевых проточек ступицы виброизолирующим материалом также способствует затуханию колебаний кольцевых пружин, размещен15 ных в них, а также уменьшению упругих деформаций пружин под действием работающих зубьев.

Конструкция зубчатого колеса имеет минимальное количество деталей, достаточно

20 технологична в изготовлении и сборке и может быть использована для изготовления крупномодульных зубчатых колес и звездочек цепных передач. Использование описываемой конструкции в качестве звездочек

25 цепных передач позволит обеспечить плавное зацепление ее зубьев с ведущей ветвью цепи и исключить «залипание» на звездочке ведомой ветви в силу перечисленных выше динамических возможностей данной кон30 струкции, что позволит применять такую передачу при повышенных скоростях, обеспечить высокую плавность и малошумность передачи. Динамический процесс, описанный применительно к зацеплению зубчатых

35 колес, аналогичен и для зацепления звездочки такой же конструкции с цепью, когда наиболее нагруженный зуб звездочки «перекладывает» часть нагрузки на соседние, с которыми он связан общими упругими

40 элементами, благодаря чему уменьшаются динамические нагрузки при входе в зацепление, повышается равномерность распределения нагрузки между ними и долговечность передачи.

45 Подбором параметров кольцевых пружин, их упругих свойств, а также величин диаметральных зазоров в кольцевых канавках можно обеспечить устойчивую работу пружин в пределах своей упругости в широком

50 диапазоне передаваемых нагрузок, так как при многопарном зацеплении, обеспеченном кинематической взаимосвязанностью зубьев, локальные нагрузки в зоне сопряжения с зубьями и прогибы пружин будут невелики. При кратковременных перегрузках, которые могут иметь место в работающей передаче, максимальный прогиб пружин ограничивается величиной диаметральных зазоров в кольцевых канавках ступицы, что

60 снижает вероятность их поломки и обеспечивает надежность соединения.

688752

7,D

Рг7г. 7

А-1

4 Ф

Составитель Л. Дьякова

Техред Н. Строганова

Редактор О. Юркова

Корректор 3. Тарасова

Заказ 2925/9 Изд. ¹ 574 Тирани 1139 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, .Чосква, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 ругие элементы, взаимодействующие со ступицей и зубьями, отличающееся тем, что, с целью снижения удельной нагрузки на зубья, сопрягающиеся поверхности ступицы и зубьев имеют цилиндрическую форму, в зубьях и ступице выполнены кольцевые канавки, а упругие элементы выполнены в виде кольцевых пружин, размещенных в канавках.

2. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что между сопрягающимися поверхностями зубьев, ступицы и кольцевых пружин размещены слои виброи ..олирующего материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бируля А. Л. и др. Экспериментальное исследование виброизоляции зубчатого колеса. — «Вестник машиностроения», № 3, 1974, с. 35 — 36.

10 2. Авторское свидетельство СССР № 246980, кл. F 16Н 55/30, 1967 (прототип).