Зубчатое колесо

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2547201:

Мендрух Елена Николаевна (RU)
Мендрух Николай Викторович (RU)
Терзиева Наталья Сергеевна (RU)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно крупномодульных. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями. На участках головок зубьев ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину радиального зазора зубчатой передачи. Обеспечивается снижение материалоемкости. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил.», стр.44.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что конструкция зубьев его зубчатого венца не учитывает величину парности зацепления с сопряженным зубчатым колесом в передаче. При вращении колеса линия контакта зубьев перемещается в поле зацепления, у которого одна сторона равна ширине зубчатого венца, а вторая равна длине активной линии зацепления - на боковых поверхностях зубьев. На участке поля зацепления, расположенного в зоне колеса зацепления - на линии полюса зацепления и прилегающих к ней зонах (со стороны вершины и со стороны корня зуба) имеет место однопарное зацепление. На остальных участках поля зацепления - в сторону вершины корня зуба - имеет место двухпарное зацепление. При однопарном зацеплении зуб воспринимает (передает) нагрузку в два раза больше, чем при двухпарном. Контактная прочность зубьев рассчитывается исходя из величины нагрузок, воспринимаемых (передаваемых) зубьями. Исходя из величины контактной прочности зубьев рассчитывается ширина зубьев. Из этого следует, что величина парности зацепления влияет на необходимую ширину зубьев, и для обеспечения требуемой контактной прочности зубьев ширина зубьев (ширина их боковых поверхностей - ширина поля зацепления) в зонах, прилегающих к полюсу зацепления - на участках однопарного зацепления - должна быть вдвое больше, чем на остальных участках поля зацепления, т.е. ширина парности зацепления: выполнение ширины зубьев в зависимости от парности зацепления способно оптимизировать конструкцию зубьев зубчатого колеса, снизить потребное количество материала, идущего на их изготовление, и снизить издержки на изготовление колеса в целом. Выполнение зубьев равной ширины - по всей их высоте - приводит к перерасходу материала, идущего на изготовление зубьев, и повышению издержек на изготовление колеса в целом.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело и зубчатый венец с зубьями - см. «Производство зубчатых колес: Справочник / С.Н. Калашников, А.С. Калашников, Г.И. Коган и др.; Под общ. ред. Б.А. Тайца. - 3-е изд., перераб. и допол. - М.: Машиностроение, 1990. - 464 с.: ил.», стр.33.

Недостатки прототипа те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижения издержек на его изготовление.

Для этого зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, причем на участках головок зубьев ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности зацепления, причем граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину радиального зазора зубчатой передачи.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зуб зубчатого колеса - вид с его торца (фиг.1) и тот же зуб - вид в сечении сбоку (фиг.2).

На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса, зуб 2 зубчатого венца, окружность 3 впадин зубчатого венца, начальная окружность 4, высота h зуба, высота головки (h_г) зуба, высота ножки (h_н) зуба, высота корня (h_к) зуба, полюс P зуба, линия полюса (P-P) зуба, величина нагрузки при однопарном зацеплении (F_п), величина нагрузки при двухпарном зацеплении (F_п/2), участок однопарного зацепления (2-3, длиной l₃), участки двухпарного зацепления (1-2 и 3-4, длиной соответственно l₁ и l₂), ширина зуба (B) при однопарном зацеплении, ширина зуба (B/2) при двухпарном зацеплении, величина радиального зазора (C) зубчатой передачи, величина участка головки зуба (H) с двухпарным зацеплением и шириной B/2.

Ширина боковых (рабочих) поверхностей зубьев - вдоль их высоты (h) - выполнена неодинаковой, на участках головок зубьев (h_г), с двухпарным зацеплением - на участках 3-4, со смещением в сторону вершин зубьев на величину радиального зазора (C) передачи, ширина зубьев выполнена вдвое меньше, чем по остальной величине зубьев (двухпарность зацепления на ножках зубьев не учитывается, и ширина боковых поверхностей зубьев в этих зонах равна ширине B при однопарном зацеплении и действии на зуб нагрузки F_п - из соображения прочности зубьев в зоне их ножек).

При работе колеса зубья по своей высоте имеют участки однопарного и двухпарного зацепления. При однопарном зацеплении на зуб действует полная нагрузка (F_п), а при двухпарном зацеплении - половина полной нагрузки (F_п/2), этот фактор и учитывается изменением ширины боковых поверхностей зубьев. Смещение границы изменения ширины рабочих поверхностей зубьев на величину радиального зазора передачи (C) учитывает возможные неточности сборки колес в передаче и погрешности в их работе.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет меньшую материалоемкость за счет уменьшения материала, идущего на изготовление зубьев зубчатого венца (особенно у крупномодульных широких колес). Это снижает издержки на изготовление зубчатого венца колеса и зубчатого колеса в целом.

Зубчатое колесо, преимущественно крупномодульной зубчатой передачи, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями, отличающееся тем, что на участках головок зубьев ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления, причем граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину радиального зазора зубчатой передачи.

Похожие патенты:

Зубчатое колесо // 2545361

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, колеса которых имеют зубья, выполненные с подрезанием.

Зубчатое колесо // 2534495

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в нереверсивных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, имеющими боковую рабочую и боковую нерабочую поверхности.

Червячная цилиндрическая передача с трехпарным зацеплением // 2529076

Изобретение относится к станкостроению, транспортному и дорожно-строительному машиностроению и может быть использовано в трансмиссии с червячными передачами. Червячная цилиндрическая передача имеет нестандартные параметры исходного и производящего контура, которые позволяют обеспечивать трехпарный контакт витков червяка и зубьев червячного колеса в реальном зацеплении.

Узел крепления для кресла транспортного средства // 2516843

(57) Изобретения относятся к узлу крепления для кресла автомобиля. Кресло транспортного средства имеет сиденье и спинку, наклон которой регулируется с помощью одного узла крепления (10).

Цилиндрическая зубчатая передача и способ изготовления колес передачи // 2510472

Изобретение относится к зубчатым передачам и способам их изготовления. Цилиндрическая зубчатая передача внешнего зацепления состоит из двух цилиндрических колес (1, 2) с параллельными осями и с зубьями, имеющими эвольвентные профили в сечениях, перпендикулярных оси вращения колеса, одинаковую окружную толщину по всей длине зуба и продольные линии в виде дуг окружностей одного диаметра, центры которых расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и смещенной в продольном направлении относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения колеса и проходящей через середину зубчатого венца.

Зубчатая передача (варианты) // 2502903

Изобретение относится к машиностроению. Зубчатая передача состоит из двух зубчатых прямозубых колес (1, 2) с параллельными осями вращения.

Зубчатое колесо // 2502004

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в зубчатых колесах с непостоянным пятном контакта вдоль ширины зубьев.

Зубчатое колесо // 2494296

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в нереверсивных малонагруженных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело (2) и зубчатый венец с зубьями (3), имеющими боковую рабочую (5) и боковую нерабочую (9) поверхности.

Зубчатое колесо // 2491458

Дифференциалы с лобовыми шестернями и встроенным передающим момент кольцом // 2487283

Изобретение относится к зубчатым передачам с геликоидальными лобовыми шестернями и может быть использовано в дифференциале. .

Зубчатое колесо // 2550249

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, преимущественно в крупномодульных. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями. На участках головок зубьев ширина их боковых поверхностей выполнена переменной, зависящей от кратности парности зацепления. Эта зависимость обратна пропорциональна. Изменение ширины боковых поверхностей изменяется от максимума в районе полюсов зацепления до минимума у вершин зубьев монотонно. Поверхности торцов зубьев, примыкающих к участкам боковых поверхностей с изменяющейся шириной, представляют собой плоскости. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2580370

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками и усеченных по своим основаниям с сохранением обоих рабочих участков своих боковых поверхностей. Зубья выполнены из отрезков полосы шириной, равной ширине зубчатого венца, и изогнутых по форме зубьев, с образованием своими внешними поверхностями поверхностей, идентичных расчетным для зубьев колеса. Обеспечивается оптимизация конструкции зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2584775

Изобретение относится к машиностроению, в частности 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 участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, ширина зубьев которого на участках их головок и ножек выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Границы изменения ширины зубьев смещены в стороны вершин и оснований зубьев на половину величины осевого зазора передачи. Наружные диаметры кольцевых накладок равны диаметрам окружностей, описываемых границами изменения ширины зубьев на участках их головок. В своих центральных поперечных сечениях зубья имеют симметричную крестообразную форму. Достигается повышение прочности зубьев зубчатого венца. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2586740

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, ширина боковых поверхностей которых на участках их головок с двухпарным зацеплением, смещенных в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора передачи, равна половине ширины боковых поверхностей ножек. Зубчатое колесо также содержит пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Наружные диаметры внешних торцов накладок не меньше, чем диаметр окружности вершин зубьев. Наружные диаметры внутренних торцов накладок меньше, чем наружные диаметры их внешних торцов. Обеспечивается повышение качества смазывания. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2586744

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. На участках ножек зубьев ширина зубьев выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Граница изменения ширины смещена в сторону оснований зубьев на величину радиального зазора для зубчатой передачи. Обеспечивается снижение издержек на изготовление зубчатого колеса и повышение прочности зубьев зубчатого венца. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2588280

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, ширина боковых поверхностей которых на участках их головок с двухпарным зацеплением, смещенных в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора передачи, равна половине ширины боковых поверхностей ножек, и пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Наружные диаметры накладок выполнены не меньше, чем диаметр окружности вершин зубьев, а толщина накладок между их внешней окружностью и окружностью, описываемой границей изменения ширины боковых поверхностей зубьев, меньше, чем толщина участков накладок с меньшим наружным диаметром. Уменьшение выполнено со стороны внутренних торцов накладок. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2595050

Изобретение относится к зубчатым колесам. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, ширина зубьев зубчатого венца на участках их головок выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления, граница изменения ширины зубьев смещена в сторону вершин зубьев. Ширина зубьев на участках их ножек выполнена аналогично, причем границы изменения ширины зубьев на участках их головок и ножек смещены в стороны вершин и оснований зубьев на половину величины осевого зазора зубчатой передачи. Зубья в своих центральных поперечных сечениях имеют относительно центральной плоскости вращения зубчатого венца несимметричную форму. Одни половины всех зубьев, расположенные со стороны одного торца зубчатого венца, имеют полную высоту ножек и головок с участками двупарных и однопарного зацеплений. Вторые половины всех зубьев, расположенные со стороны другого торца зубчатого венца, имеют только участки с однопарным зацеплением, увеличенные по высоте зубьев в стороны их вершин и оснований на величину вышеуказанного смещения. Достигается повышение прочности зубьев зубчатого колеса. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2595056

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Зубья выполнены симметричными, имеющими в своем главном поперечном сечении вид перевернутой буквы «П». Ширина головок зубьев выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления. Граница изменения ширины головок смещена в сторону вершин зубьев на половину величины осевого зазора передачи. Обеспечивается улучшение прочности зубьев зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2595215

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к зубчатым передачам, преимущественно крупномодульным. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок. Накладки закреплены на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Ширина боковых поверхностей зубьев на головках зубьев, на участках их двухпарного зацепления, со смещением в сторону вершин на величину осевого зазора передачи, выполнена шириной, равной половине ширины боковых поверхностей ножек зубьев. Наружный диаметр торцевых кольцевых накладок выполнен равным диаметру окружностей, описываемых торцами зубьев на границе изменения ширины их боковых поверхностей. Достигается повышение жесткости. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2595216

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к зубчатым передачам, смазываемым методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок. Ширина боковых поверхностей зубьев на участках их головок с двухпарным зацеплением, смещенных в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора передачи, равна половине ширины боковых поверхностей ножек. Пара торцевых кольцевых накладок укреплена на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Наружный диаметр торцевых кольцевых накладок не меньше, чем диаметр окружности вершин зубьев. Достигается повышение качества смазывания. 1 ил.