Зубчатое колесо

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2584775:

Мендрух Николай Викторович (RU)

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.

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

Известна конструкция зубчатого колеса, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу; причем наружный диаметр накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца колеса - см., например, патент на изобретение РФ №2488725, кл. F16H 55/12, опубл. 27.07.2013 г., Бюл. №21.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья его зубчатого венца имеют одинаковую ширину боковых (рабочих) поверхностей, участвующих в зацеплении с парным зубчатым колесом, по всей высоте зубьев. Это не учитывает того, что парность зацепления зубьев сопряженных зубчатых колес в передаче неодинакова по высоте зубьев: в районе полюса зацепления зубьев имеет место однопарное зацепление; на участках зубьев, прилегающих к их вершинам и основаниям, имеет место двухпарное зацепление. Прямо пропорциональна величине зацепления, соответственно, и величина нагружения соответствующих участков боковых поверхностей зубьев - в районе полюса зацепления величина нагружения зубьев вдвое больше, чем на участках боковых поверхностей, прилегающих к вершинам и основаниям зубьев. А ширина боковых (рабочих) поверхностей зубьев, выполненная одинаковой по всей высоте зубьев, этой разности в нагружении по высоте зубьев не учитывает и задана с учетом максимального нагружения зубьев (в районе их полюсов). Это приводит к перерасходу материала, идущего на изготовление зубчатого венца и колеса в целом.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2547201, кл. F16H 55/08, опубл. 10.04.2015 г., Бюл. №10. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, причем на участках головок зубьев ширина зубьев выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорциональна зависящей от кратности парности зацепления, причем граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора зубчатой передачи.

Недостаток прототипа состоит в том, что кратность парности зацепления зубьев учтена только для их головок (ширина зубьев на участках головок с двухпарным зацеплением уменьшена вдвое - кратно парности зацепления на этих участках); а для участков ножек с такой же парностью зацепления такого учета нет, и ножки по всей своей высоте выполнены с номинальной шириной, такой же, как для участков зубьев по их высоте с однопарным зацеплением. Выполнение ширины участков ножек с двухпарным зацеплением номинальной (полной) величины приводит к неоправданному расходу материала, идущего на изготовление этих ножек, что нерационально и способствует увеличению издержек на изготовление зубчатого венца и колеса в целом.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса, снижения издержек на его изготовление, и повышения прочности зубьев его зубчатого венца.

Для этого 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 которого на участках их головок выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления; а граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев; причем 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 величину половины осевого зазора передачи; наружные диаметры кольцевых накладок равны диаметрам окружностей, описываемых границами изменения ширины зубьев на участках их головок; а в своих центральных поперечных сечениях зубья имеют симметричную крестообразную форму.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено зубчатое колесо (вид сбоку в сечении, с проекцией на сечение характеристик боковых поверхностей - полюсной линии и границ участков с разной парностью зацепления).

На чертеже показаны: тело 1, зуб 2 зубчатого венца, торцевые кольцевые накладки 3 и 4; диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца, диаметр Д_вп окружности впадин зубчатого венца, ширина В зубчатого венца, наружный диаметр Д_н торцевых накладок, внутренний диаметр Д_вн торцевых кольцевых накладок, высота h зуба, полюсная линия р-р зуба, участок h_o высоты зуба с однопарным зацеплением, участки hд высоты зуба с двухпарным зацеплением, осевой зазор (с) зубчатой передачи, участок h₁ по высоте зуба с полной шириной (В) зуба; участки h₂ и h₃ с уменьшенной шириной (В/2) зуба.

Зубчатое колесо состоит из тела 1, зубчатого венца с диаметром окружности вершин Д_в и диаметром окружности впадин Д_вп, зубьев 2 высотой h и номинальной шириной В (равной ширине зубчатого венца) и пары торцевых кольцевых накладок 3 и 4, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела (1), прилегающих к зубчатому венцу. На участках головок и ножек зубьев с однопарным зацеплением (участки h_o) ширина зубьев - В; на участках головок и ножек зубьев с двухпарным зацеплением (участки h_д), со смещением в сторону вершин и оснований зубьев на величину с/2, равную половине осевого зазора с передачи, ширина зубьев равна половине ширины зубчатого венца и составляет величину В/2. В итоге на участках размером h₁ ширина зубьев равна В, а на участках h₂ и h₃ ширина зубьев равна В/2. Внутренние диаметры накладок 3 и 4 - Д_вн, они перекрывают части торцов тела 1. Наружные диаметры накладок (3 и 4) - Д_н - равны диаметру окружности, описываемой границей изменения ширины зубьев (с В на В/2) на участках головок зубьев (на расстоянии h₃+h₁ от оснований зубьев (от окружности впадин зубьев диаметром Д_вп).

При работе колеса в передаче каждый его зуб по своей высоте h имеет участок однопарного зацепления (участок h_o) и два участка двухпарного зацепления (участки h_д). При однопарном зацеплении на зуб действует полная нагрузка, воспринимаемая колесом в передаче, а при двухпарном - половина этой нагрузки. Этот фактор учитывается изменением ширины зубьев по их высоте. Смещение границы изменения ширины зубьев - в стороны вершин и оснований зубьев - на величину половины величины осевого зазора (с) передачи - учитывают возможные неточности сборки парных колес передачи и погрешности в их работе. Наличие торцевых кольцевых накладок 3 и 4 позволяет увеличить в целом жесткость зубьев зубчатого венца колеса, а также не позволяет снизить их прочность при уменьшении ширины ножек этих зубьев.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет меньшую материалоемкость - за счет уменьшения ширины ножек зубьев на участках их двухпарного зацепления, а наличие кольцевых накладок, связывающих между собой зубья колеса (по их торцам) и тело колеса, повышает изгибную прочность зубьев, и позволяет не уменьшать изгибную прочность зубьев и их жесткость при уменьшении ширины ножек зубьев.

Зубчатое колесо, содержащее 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, а граница изменения ширины зубьев зубчатого венца смещена в сторону вершин зубьев, отличающееся тем, что ширина зубьев на участках 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, в которой участвует зубчатое колесо, наружные диаметры кольцевых накладок равны диаметру окружности, описываемой границей изменений ширины зубьев на участках их головок, а в своих центральных поперечных сечениях зубья имеют симметричную крестообразную форму.

Похожие патенты:

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.

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.

Зубчатое колесо // 2547201

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.

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 // 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.

Зубчатое колесо // 2597747

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с консольными расположением колес на валах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, у которого головки зубьев выполнены переменной ширины, зависящей обратно пропорционально от кратности зацепления. Зубья выполнены несимметричными, имеющими в главной поперечной своей плоскости сечения вид перевернутой буквы «Г». Граница изменения ширины головок смещена в сторону вершин зубьев на величину половины осевого зазора передачи. Кольцевая накладка, укрепленная на торцах зубьев с высотой, равной полной высоте зубчатого венца, имеет наружный диаметр, равный диаметру окружности вершин зубчатого венца. Наружный диаметр второй кольцевой накладки равен диаметру окружности, описываемой границей изменения ширины головок зубьев. Колесо устанавливают на консольном валу с обращением в сторону вала торцов зубьев с высотой, равной полной высоте зубчатого венца. Обеспечивается улучшение прочности зубьев зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2598872

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, на участках головок которых ширина их боковых поверхностей выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от парности зацепления. Граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину половины осевого зазора передачи. Зубья выполнены несимметричными и имеют в своих центральных поперечных сечениях вид перевернутой буквы «Г», высота вертикальной составляющей которой равна полной высоте зубчатого венца. Части зубьев с полной высотой расположены со стороны вала, на котором установлено зубчатое колесо. Достигается оптимизация конструкции зубчатого колеса и повышение его прочности. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2600382

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжелонагруженных крупномодульных зубчатых передачах, работающих в режиме ударного нагружения и смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых кольцевых накладок с наружным диаметром, меньшим диаметра окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Участки зубчатого венца, не перекрытые силовыми кольцевыми накладками, перекрыты плоскими резиновыми кольцами с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца, и укрепленными на торцах зубьев и по наружному периметру силовых кольцевых накладок. Силовые кольцевые накладки снабжены кольцевыми выступами, расположенными по их наружному периметру и охватывающими резиновые кольца снаружи по их внутреннему периметру. Обеспечивается повышение надежности работы зубчатого колеса. 2 ил.