Зубчатое колесо

Авторы патента:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Терзиева Наталья Сергеевна (RU)

Мендрух Денис Николаевич (RU)

F16H55/12 - с диском или ободом, собранным из разъемных частей

Владельцы патента RU 2529941:

Мендрух Денис Николаевич (RU)
Мендрух Николай Викторович (RU)
Терзиева Наталья Сергеевна (RU)

Изобретение относится к зубчатым передачам и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых колесах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок. Накладки выполнены разновеликой толщины в радиальной плоскости колеса: в области головок зубьев толщина накладок максимальна, а в области ножек зубьев и тела колеса - минимальна, причем изменение толщины выполнено одноступенчато. В результате снижается материалоемкость зубчатого колеса без ухудшения его работы. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых колесах.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с. ил., стр.96.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при работе колеса в режимах тяжелого нагружения его зубья испытывают большие изгибающие моменты при зацеплении с сопряженным колесом; эти повышенные нагрузки создают большие напряжения в области оснований зубьев, способствующие образованию трещин, которые могут привести к излому зубьев и выходу колеса из строя.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту США №3861231, кл. 74-410, 1976 г. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на теле и торцах зубьев. Накладки жестко соединяют торцы зубьев между собой (и сами зубья - с телом колеса), тем самым накладки повышают жесткость зубьев и обеспечивают им необходимую изгибную прочность.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что толщина торцевых накладок одинакова по их ширине, в то время как нагрузки, воспринимаемые и передаваемые ими, неодинаковы по ширине накладок. Зубья представляют собой аналог балок, защемленных с одного конца (в данном случае - в теле колеса), поэтому величина изгибающих моментов, действующих на зубья, возрастает по высоте зубьев в сторону их вершин и в районе вершин - она максимальна, а в районе оснований зубьев - равна нулю. Поэтому нагрузки, воспринимаемые и передаваемые накладками, максимальны в области вершин зубьев, и равны нулю в районе оснований зубьев. Поэтому выполнять накладки равнопрочными (а следовательно, и одинаковой толщины) по всей ширине накладок - одинаковой толщины в районе вершин зубьев и в районе оснований зубьев нецелесообразно и приводит только к перерасходу материала, идущего на изготовление этих накладок.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса.

Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на теле и торцах зубьев, причем накладки выполнены разновеликой толщины в радиальной плоскости колеса - в области головок зубьев толщина накладок максимальна, а в области ножек зубьев и тела колеса минимальна, причем изменение толщины выполнено одноступенчато.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено зубчатое колесо (вид в разрезе) - вид сбоку колеса.

На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса; зубчатый венец с зубьями 2; торцевые кольцевые накладки 3 и 4; участок 4 накладок увеличенной толщины (толщина h₁); участок 5 накладок уменьшенной толщины (толщина h₂); головка 7 зуба; ножка 8 зуба; область впадин 9 зубьев; общая ширина 1 накладок.

Работает данное зубчатое колесо следующим образом. Торцевые накладки 3 и 4, связывая между собой зубья 2 зубчатого венца, обеспечивают им необходимую жесткость и изгибную прочность. Причем для этого обеспечения достаточно связать между собой зубья в области их головок (7), при этом зуб будет представлять собой балку, защемленную с двух сторон. Накладки выполнены разной толщины (h₁ и h₂). Участки 5 (большей толщины - h₁) расположены в области головок 7 зубьев и служат для придания зубьям необходимой жесткости; участки 6 (меньшей толщины - h₂) расположены в области ножек 8 зубьев и служат для создания смазочных карманов в области впадин (9) зубчатого венца, эти участки не являются силовыми, поэтому их толщина уменьшена.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить материалоемкость торцевых накладок (за счет выполнения ненагруженных участков 6 меньшей толщины, чем нагруженные участки 5). При этом снижается и материалоемкость колеса в целом - без ухудшения работы торцевых накладок. Функции торцевых накладок при этом выполняются полностью - участки 5 придают жесткость зубьям, а участки 6 создают смазочные карманы в области впадин зубьев, что особенно необходимо при смазывании зубчатого колеса пластичными смазочными материалами.

Зубчатое колесо, преимущественно крупномодульное тяжелонагруженное, содержащее тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на теле колеса и торцах зубьев, отличающийся тем, что накладки выполнены разновеликой толщины в радиальной плоскости колеса; в области головок зубьев толщина накладок максимальна, а в области ножек зубьев и тела колеса минимальна, причем изменение толщины выполнено одноступенчато.

Похожие патенты:

Зубчатое колесо // 2527647

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в нереверсивных зубчатых колесах. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями.

Зубчатое колесо // 2527645

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в реверсивных зубчатых передачах с неодинаковыми величинами передаваемого вращательного момента при прямом и обратном вращениях.

Способ изготовления зубчатого колеса // 2525360

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано для изготовления колес зубчатых передач. Способ изготовления зубчатого колеса включает раздельное изготовление тела (1) и венцового колеса, состоящего из обода (2) с расположенным на нем зубчатым венцом с зубьями (3), и последующую их сборку.

Зубчатое колесо // 2525323

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в зубчатых колесах, работающих с ударными нагрузками. Зубчатое колесо, содержит тело (1), зубчатый венец с зубьями (2) и пару кольцевых торцевых накладок, укрепленных на теле и перекрывающих торцы зубьев.

Зубчатое колесо // 2503863

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в зубчатых колесах, работающих с ударными нагрузками. Зубчатое колесо содержит тело (1), зубчатый венец с зубьями (2) и пару кольцевых торцевых накладок, укрепленных на теле и перекрывающих торцы зубьев.

Зубчатое колесо // 2481518

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам. .

Зубчатая передача конструкции л.н. буркова // 2330198

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано при создании новых конструкций зубчатых передач. .

Система подвески мотоцикла, а также звездочка для такой системы // 2310116

Изобретение относится к системе подвески мотоцикла, а также к звездочке для такой системы. .

Способ сборки составного зубчатого колеса // 2220343

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

Приводной блок зубчатой передачи // 2029187

Изобретение относится к силовым передачам, в частности к приводным блокам зубчатых передач. .

Зубчатое колесо // 2532681

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием. Зубчатое колесо содержит ступицу 1 с осевым смазочным каналом 3, установленную на валу 2, и зубчатый венец 4 с зубьями 5. В основании 6 каждой впадины венца выполнено сквозное радиальное сверление 7, соединенное с каналом вала. Каждое сверление пересечено вторым, несквозным сверлением 8 аналогичного диаметра, выполненным в области основания впадины вдоль ее ширины с торца 9 ступицы, перпендикулярно этому торцу. Это сверление снабжено с торца заглушкой 10 и соединено с основанием впадины рядом проточек 11, параллельных сквозному сверлению 7, которое со стороны впадины снабжено вкладышем 12, имеющим сквозное отверстие 13 с диаметром, равным диаметру проточек 11. В результате обеспечивается оптимальный режим смазывания зубчатого колеса. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2534167

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых колесах механических передач, зубья которых подвержены ударным нагружениям в одном направлении вращения колеса. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на теле колеса и перекрывающих торцы зубьев. Зубчатый венец выполнен из отдельных, не связанных между собой зубьев. Каждый зуб установлен на оси, укрепленной между накладками, с возможностью поворота на ней в плоскости вращения колеса. Между основанием зуба и телом колеса выполнен зазор. Основание зуба снабжено выступом прямоугольного сечения, углубленным в тело колеса. В теле колеса выполнено ответное углубление с обеспечением перемещения в нем выступа при повороте зуба. Плоскость выступа, расположенная противоположно относительно боковой стороны зуба, подверженной ударному нагружению, прилегает к ответной плоскости углубления, а между противоположной плоскостью выступа и ответной плоскостью углубления расположен упругий элемент. В результате повышается ударная прочность зубьев зубчатых колес. 3 ил.

Зубчатое колесо // 2534515

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, подверженных ударным нагрузкам. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец и пару кольцевых накладок, укрепленных на теле колеса и перекрывающих торцы зубьев. Зубчатый венец выполнен из отдельных, не связанных друг с другом зубьев. Каждый зуб установлен на оси, укрепленной между накладками, с возможностью поворота на ней в обе стороны в плоскости вращения колеса. Между основанием зуба и телом колеса выполнен зазор. Основание зуба по всей его ширине снабжено выступом прямоугольного сечения. Выступ углублен в тело колеса, для чего в последнем выполнено ответное углубление с зазорами относительно поверхности углубленного выступа. На теле колеса на участке проекции основания зуба на теле выполнена плоская площадка, а с каждой боковой стороны зуба между его основанием и телом и боковой стороной выступа и телом установлена Г-образная упругая вставка. В результате повышается ударная прочность зубьев зубчатых колес. 2 ил.

Способ изготовления зубчатого колеса // 2535606

Изобретение относится к машиностроению. Способ изготовления зубчатого колеса включает изготовление тела 1 с посадочным отверстием 4 на вал и зубчатого венца, причем изготавливают тело в виде диска шириной Н, равной ширине зубчатого венца, и диаметром 2, равным диаметру окружности впадин зубчатого венца. По окружности тела между его торцами 5 выполняют радиально ориентированные пазы 6 с поперечным сечением в виде равнобокой трапеции, причем радиальные плоскости симметрии пазов располагают по плоскостям симметрии зубьев зубчатого венца изготавливаемого зубчатого колеса. Тело с выполненными пазами укладывают торцом на горизонтальное плоское основание 12 и фиксируют с прижатием на нем тела. По окружности тела, с примыканием к ней без зазора, устанавливают с фиксацией на основании заранее изготовленную литьевую форму 14, в которой со стороны тела выполнены выемки 15, ответные по отношению к зубьям 9 зубчатого венца. Высоту формы выполняют равной ширине Н зубчатого венца, а плоскости симметрии выемок совмещают с плоскостями симметрии пазов в теле колеса. Полости, образованные пазами в теле, выемками в форме и горизонтальным плоским основанием, заполняют расплавленным материалом. После заполнения всех полостей и затвердевания расплава литьевую форму удаляют и снимают изготовленное зубчатое колесо с основания. В результате снижаются издержки при изготовлении зубчатых колес и увеличивается их ремонтопригодность. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Зубчатое колесо // 2535609

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием, преимущественно низкоскоростных нереверсивных. Зубчатое колесо содержит ступицу 1, установленную на валу 2 с осевым смазочным каналом 3, и зубчатый венец 4 с зубьями 5. В основании 6 каждой впадины венца выполнено сквозное радиальное сверление 7, соединенное с каналом вала. Отверстие сверления со стороны впадины снабжено смазкораспределительным каналом 8 с профилем, аналогичным профилю основания впадины, соединенным со сверлением посредством переходного выступа 9 и укрепленным вдоль ширины впадины, например, наклеиванием, с зазором Δ относительно окружности вершин зубьев сопряженного колеса. Смазкораспределительный канал заглушен (10) с обоих торцов и имеет выходные отверстия 11, ориентированные в сторону рабочей поверхности зуба. В результате обеспечивается равномерность смазывания рабочих поверхностей зубьев по всей их ширине. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2535758

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и прилегающих к ним участках тела колеса. Каждый зуб состоит из пары пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба, закрепленных в торцевых накладках и образующих на пару профиль, идентичный профилю боковых поверхностей расчетного зуба, а полость между пластинами полностью заполнена, например, пластмассой методом заливки. В результате снижаются издержки на изготовление зубчатых колес с сохранением их прочностных характеристик. 2 ил.

Способ изготовления зубчатого колеса // 2536152

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изготовления зубчатых передач механизмов и машин. Способ изготовления зубчатого колеса включает изготовление тела (1) зубчатого колеса в виде диска. По центру (3) тела (1) выполняют посадочное отверстие (4) для вала передачи. По окружности между торцами (5) тела (1) выполняют радиально ориентированные пазы (6) с поперечным сечением в виде равнобокой трапеции с основанием (8), ориентированным в сторону центра (3) тела. Тело (1) укладывают торцом (5) на основании (13) и фиксируют. На основании (13) устанавливают заранее изготовленную литьевую форму (14) с выемками (15). В каждом пазу (6) и совмещенной с ним выемке (15) устанавливают перфорированную пластину (16). Полости, образованные пазами (6) и выемками (15), заполняют расплавленным материалом (металлом или пластмассой). После заполнения всех полостей и затвердевания расплава получают готовые зубья (9) зубчатого венца. Литьевую форму (14) удаляют и снимают изготовленное зубчатое колесо с основания (13). Изобретение направлено на снижение издержек при изготовлении зубчатых колес и повышение их ремонтопригодности. 3 ил.

Зубчатое колесо // 2536432

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием. Зубчатое колесо содержит ступицу 1, установленную на валу 2 с осевым смазочным каналом 3, и зубчатый венец 4 с зубьями 5. В основании 6 каждой впадины венца выполнено сквозное радиальное сверление 7, соединенное с каналом вала. Отверстие сверления со стороны впадины снабжено смазкораспределительным каналом 8 с профилем, аналогичным профилю основания впадины, соединенным со сверлением посредством переходного выступа 9 и укрепленным вдоль ширины впадины, например, наклеиванием, с зазором Δ относительно окружности вершин зубьев сопряженного колеса. Смазкораспределительный канал заглушен с обоих торцов и имеет выходные отверстия, ориентированные по оси симметрии впадины. В результате обеспечивается равномерное смазывание всей рабочей поверхности зуба. 2 ил.

Способ изготовления зубчатого колеса // 2537048

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано для изготовления зубчатых колес зубчатых передач механизмов и машин. Способ изготовления зубчатого колеса включает раздельное изготовление тела колеса и зубчатого венца с зубьями с последующей их сборкой. При сборке изготовленные зубья 4 с выступами 11 устанавливают по окружности 2 тела 1 на выполненные площадки 9, с совмещением плоскостей их симметрии 3 зубьев 4 с плоскостями симметрии пазов 5. Установленные зубья 4 прижимают со стороны их вершин 13 к телу 1 и заполняют все полости пазов 5 расплавом 15, например пластмассой. Затем зубья 4 выдерживают под нагрузкой до затвердевания расплава. После затвердевания расплава 16 в пазах 5 прижатие зубьев 4 к телу 1 прекращают, и процесс изготовления зубчатого колеса считается завершенным. В результате снижаются издержки при изготовлении зубчатых колес, повышается их ремонтопригодность. 3 ил.

Зубчатое колесо // 2544467

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, состоящее из ступицы с посадочным отверстием и пары дисков, укрепленных на торцах ступицы и торцах зубчатого венца. Зубчатый венец выполнен в виде отдельных зубьев, не связанных между собой, укрепленных своими торцами между этими дисками. Зубья выполнены усеченными по своим основаниям с сохранением рабочих участков своих боковых поверхностей. Обеспечивается снижение издержек на изготовление зубчатых колес с сохранением их прочностных характеристик и повышение их ремонтопригодности. 2 ил.