Зубчатое колесо

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2592164:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу (1), тело в виде пары дисков (2) и (3) и зубчатый венец, выполненный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками. Диски (2) и (3) укреплены на обоих торцах ступицы и имеют наружный радиус, равный радиусу R₁ окружности вершин колеса. Каждый зуб выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца. Эта полоса изогнута по форме зуба с образованием своей внешней поверхностью поверхности зуба, идентичной расчетной для зуба данного колеса - вершины (4) зуба и рабочих участков (5) и (6) боковых поверхностей, расположенных между окружностью вершин радиусом R₁ и основной окружностью радиусом R₂. Отстающие по направлению вращения ω колеса боковые поверхности всех зубьев - ниже основной окружности колеса - ориентированы по радиусам (8) колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом (9). Достигается повышение качества смазывания. 2 ил.

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

Известно зубчатое колесо, состоящее из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца с зубьями, нарезанными по внешней окружности тела, - см., например: Березовский и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов / Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С. Петров; под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с., ил., стр. 60, рис. 4.1, а.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубчатый венец, состоящий из связанных между собой по своим основаниям зубьев, малоремонтопригоден: в случае выхода из строя (поломки) одного или нескольких зубьев зубчатого венца возникает необходимость замены колеса целиком. Кроме того, зубья зубчатого колеса передают и воспринимают нагрузки - при работе с парным колесом в передаче - только рабочими участками своих боковых поверхностей, а участки боковых поверхностей, расположенные между рабочими участками и окружностями впадин зубьев, в работе не участвуют; поэтому выполнение зубьев по их полной, расчетной, высоте - от окружности вершин зубьев до окружности их впадин - приводит к нерациональному расходованию материала, идущего на изготовление зубьев и колеса в целом.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего 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, причем зубья выполнены усеченными по своим основаниям с сохранением рабочих участков своих боковых поверхностей - см. патент на изобретение РФ №2544467, кл. F16H 55/12, опубл. 20.03.2015 г., бюл. №8.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья выполнены сплошными, что приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление с сохранением их прочностных характеристик.

Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружности вершин колеса, и зубчатый венец, выполненный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками; причем каждый зуб выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца; эта полоса, изогнутая по форме зуба с образованием своей внешней поверхностью поверхности зуба, идентичной расчетной для зуба данного колеса - рабочего участка одной боковой поверхности, вершины зуба и рабочего участка другой боковой поверхности - расположенных между основной окружностью колеса и окружностью вершин; отстающие по направлению вращения колеса боковые поверхности всех зубьев - ниже основной окружности - колеса - ориентированы по радиусам колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом, ширина которого равна ширине пластин, укрепленных между внутренними торцами дисков и соосных колесу; причем наружный радиус кольца не больше радиуса расчетной для колеса окружности впадин.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо (вид с торца) - фиг. 1 и то же колесо (вид сбоку в сечении, условно показаны два зуба зубчатого венца) - фиг. 2.

На чертежах показаны: ступица 1, тело в виде пары дисков 2 и 3, вершины 4 зубьев, рабочие участки 5 набегающих боковых поверхностей зубьев, рабочие участки 6 отстающих боковых поверхностей зубьев, нерабочие участки 7 отстающих боковых поверхностей зубьев, радиусы 8 колеса, кольцо 9, внутренние поверхности 10 и 11 боковых сторон зубьев; высота h зубьев; зазор Δ; радиус R₁ окружности вершин; радиус R₂ основной окружности; наружный радиус R₃ кольца (9), длина l рабочих участков 5 и 6 боковых поверхностей зубьев.

Зубчатое колесо содержит ступицу 1, тело в виде пары дисков 2 и 3, укрепленных на торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу R₁ окружности вершин 4 зубьев колеса, и зубчатый венец с зубьями, каждый из которых выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца колеса; каждая полоса изогнута по форме зуба, с образованием своей внешней поверхностью расчетной поверхности зуба колеса - рабочего участка 5 одной боковой поверхности, вершины 4 зуба и рабочего участка 6 другой боковой поверхности, - расположенных между окружностью вершин (радиусом R₁) и основной окружностью (радиусом R₂); отстающие по направлению вращения (ω) колеса боковые поверхности всех зубьев - ниже основной окружности колеса (участки 7) - ориентированы по радиусам 8 колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом 9, ширина которого равна ширине пластин, укрепленных своими торцами между внутренними торцами дисков 2 и 3 и соосных колесу; причем наружный радиус R₃ кольца 9 не больше радиуса расчетной для колеса окружности впадин.

При работе зубчатое колесо передает и воспринимает рабочие нагрузки рабочими участками 5 и 6 боковых поверхностей своих зубьев. Полости, образуемые внутренними поверхностями (10, 11) боковых сторон зубьев, вершины 4, дисков 2 и 3 и наружной поверхностью кольца 9, позволяют при работе колеса со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения в смазочную ванну захватывать из ванны смазочный материал (через зазор А между набегающей боковой стороной (5) и кольцом 9) и переносить захваченный смазочный материал при вращении со колеса в зону зацепления с парным колесом в передаче. В зоне зацепления вышеуказанные поверхности вместе с отстающими боковыми поверхностями (6) вращающегося колеса образуют локальные масляные ванны в зоне зацепления зубьев парных колес, что оптимизирует процесс смазывания сопряженных зубьев парных колес.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет меньшую материалоемкость - за счет снижения материалоемкости зубчатого венца колеса (т.е. зубья венца выполнены не сплошными, а из полосы). Кроме того, образование полостей поверхностями полых зубьев, кольца и дисков позволяет при работе колеса с картерным смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения захватывать из масляной ванны смазочный материал и переносить его в зону зацепления с парным зубчатым колесом передачи, что оптимизирует процесс изнашивания зубьев парных зубчатых колес.

Зубчатое колесо, содержащее ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружностей вершин колеса, и зубчатый венец, выполненный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками, отличающееся тем, что каждый зуб выполнен из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца; эта полоса изогнута по форме зуба с образованием своей внешней поверхностью поверхности зуба, идентичной расчетной для зуба данного колеса - вершины зуба и рабочих участков обеих боковых поверхностей, расположенных между окружностью вершин и основной окружностью; отстающие по направлению вращении колеса боковые поверхности всех зубьев ниже основной окружности колеса ориентированы по радиусам колеса и соединены по всей своей ширине с кольцом, ширина которого равна ширине зубчатого венца, укрепленного своими торцами между внутренними торцами дисков и соосного колесу; причем наружный радиус кольца не больше радиуса расчетной для колеса окружности впадин.

Похожие патенты:

Зубчатое колесо // 2592162

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

Зубчатое колесо // 2592161

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело со ступицей (1), выполненное в виде пары дисков (2) и (3), укрепленных на торцах ступицы и торцах зубчатого венца.

Зубчатое колесо // 2588697

Изобретение относится к зубчатым передачам с колесами внутреннего зацепления. Зубчатое колесо содержит ступицу (1), тело (2) в виде диска, венцовое колесо (3) и зубчатый венец (4) с зубьями (5).

Зубчатое колесо // 2588192

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в малонагруженных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело и зубчатый венец, выполненный в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев, наружный профиль которого соответствует расчетному профилю зубчатого венца зубчатого колеса.

Зубчатое колесо // 2585686

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в малонагруженных крупномодульных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела зубчатого колеса, примыкающего к зубчатому венцу.

Зубчатое колесо // 2585685

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на обоих торцах ступицы и имеющих наружный радиус, равный радиусу окружности вершин зубчатого колеса, и зубчатый венец, выполненный из отдельных не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками.

Зубчатое колесо // 2585681

Зубчатое колесо // 2585678

Зубчатое колесо // 2585436

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 // 2585435

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 зубьев, укрепленных своими торцами между внутренними торцами дисков.

Зубчатое колесо // 2592165

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит ступицу (1), тело в виде пары дисков (2) и (3), укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец. Венец выполнен в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубьев, укрепленного своими торцами между внутренними торцами дисков (2) и (3). Наружный профиль кольца по высоте h зубьев от окружности (радиусом R1) вершин (4) зубьев до основной окружности (радиусом R2) зубчатого венца - с рабочими участками боковых поверхностей 5 зубьев длиной l - идентичен расчетному профилю зубьев колеса. Участки боковых поверхностей зубьев, от основной окружности до окружности впадин (радиусом R3), выполнены в виде отрезков прямых, ориентированных по радиусам (6) колеса, а участки впадин (8) зубьев выполнены в виде отрезков прямых, соединяющих боковые поверхности (5) отдельных зубьев. Достигается упрощение конструкции. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2592175

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах. Зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца, выполненного в виде профильного кольца из полосы. Наружный профиль и наружный диаметр венца соответствуют профилю и диаметру окружности вершин, расчетным для зубчатого венца данного колеса. Профильное кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на втором торце профильного кольца укреплено плоское кольцо с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру профильного кольца, и с наружным диаметром, не меньшим, чем диаметр окружности вершин зубчатого венца. Наружный диаметр диска и плоского кольца больше, чем наружный диаметр профильного кольца. Толщина диска с наружного его торца, по всей его окружности, на участках с радиусом, превышающим радиус вершин зубчатого венца, уменьшена до величины, не превышающей величину толщины плоского кольца. Достигается повышение качества смазывания рабочих поверхностей зубьев. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2595047

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами большого диаметра с ударным режимом нагружения зубьев разновеликой амплитуды по окружностям колес. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев. Участки кольцевых накладок между соседними парами зубьев выполнены дугообразной формы, изогнутыми в плоскости вращения зубчатого колеса в направлении от его центра, а величины радиусов кривизны этих участков кольцевых накладок прямо пропорциональны величинам амплитуд ударного нагружения зубьев. Обеспечивается демпфирование ударных нагрузок, действующих на зубья колеса большого диаметра. 3 ил.

Зубчатое колесо // 2595049

Изобретение относится к зубчатым передачам с цилиндрическими колесами, имеющими широкие зубчатые венцы с непрямыми зубьями. Зубчатое колесо содержит ступицу, тело зубчатого колеса в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец. На зубчатом колесе с обоих торцов укреплена пара опорных колец с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру венцового колеса. Кольца имеют в сечении вид прямоугольных треугольников. Каждое опорное кольцо укреплено на внутренней поверхности венцового колеса и торце тела зубчатого колеса. К третьей поверхности каждого опорного кольца в районе области зацепления зубчатого колеса с парным колесом зубчатой передачи примыкают своими поверхностями катания опорные ролики, установленные с возможностью своего свободного вращения на осях, укрепленных неподвижно относительно вращающегося зубчатого колеса. Проекции осей на торцы тела зубчатого колеса расположены радиально относительно зубчатого колеса. Опорные ролики расположены симметрично относительно линии центров парных зубчатых колес. Расстояние между крайними опорными роликами больше, чем величина ширины зоны зацепления парных зубчатых колес. Достигается повышение прочности зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2595053

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых накладок с наружными диаметрами, равными диаметру окружности вершин зубьев, и с внутренним диаметром, меньшим диаметра окружности оснований зубьев. Наладки выполнены разновеликой толщины в радиальной плоскости колеса, и имеют максимальную толщину в области головок зубьев и минимальную в области ножек зубьев. Изменение толщины выполнено одноступенчато. Накладки укреплены на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Каждая накладка выполнена составной, состоящей из двух отдельных концентрических кольцевых накладок. Кольцевые накладки отличны друг от друга по величине вышеуказанных толщин и прилегают друг к другу по границе изменения их взаимной толщины. Накладка меньшей толщины по своему внешнему периметру укреплена также на внутреннем периметре второй накладки, для чего она снабжена кольцевым выступом, расположенным перпендикулярно ее наружному торцу. Обеспечивается экономия материала при изготовлении зубчатого колеса. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2595062

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в крупномодульных зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо состоит из тела, зубчатого венца с зубьями и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. На каждом участке перекрытия накладками впадин зубчатого венца как минимум в одной из пары накладок выполнено сквозное отверстие, расположенное с примыканием к окружности впадин зубчатого венца. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2595212

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к зубчатым передачам, смазываемым пластичными смазочными материалами. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и торцах тела. В боковых поверхностях зубьев, на участках примыкания этих поверхностей к торцевым накладкам, выполнены канавки. Канавки имеют ширину не меньшую, чем необходимый зазор между торцевыми накладками и торцами зубьев парного колеса передачи. Достигается повышение качества смазывания. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2597745

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в маслонагруженных крупномодульных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела зубчатого колеса, примыкающего к зубчатому венцу. Зубчатый венец состоит из отдельных, не закрепленных на теле зубчатого колеса зубьев. Каждый зуб состоит из пары пластин, изогнутых по профилю боковых рабочих поверхностей, расчетного для данного колеса зуба, и имеющих рабочую поверхность, равную по площади рабочим поверхностям расчетного зуба. Пластины по всей своей длине установлены в пазах, выполненных в кольцевых накладках, с образованием при этом профиля, соответствующего профилю рабочих поверхностей расчетного зуба. Торцы пластин снабжены фиксирующими выступами. В пазах кольцевых накладок выполнены ответные углубления, одна кольцевая накладка выполнена съемной, а на месте отсутствующих поверхностей вершин зубьев расположены перемычки, изготовленные заодно с пластинами, но толщиной меньшей, чем толщина пластин. Обеспечивается снижение материалоемкости и повышение ремонтопригодности. 4 ил.

Зубчатое колесо // 2598126

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с колесами внутреннего зацепления. Зубчатое колесо преимущественно внутреннего зацепления содержит ступицу, тело в виде диска, венцевое колесо и зубчатый венец с зубьями, которые ориентированы радиально в сторону ступицы, а между внутренними торцами зубчатого венца и телом выполнен технологический зазор. В технологическом зазоре установлена вставка в виде плоского кольца, толщина которого равна высоте зазора. Кольцо прилегает к внутренней поверхности венцевого колеса, а профиль поверхности кольца, которая обращена в сторону ступицы, идентичен профилю зубчатого венца колеса. Достигается улучшение экспуатационных характеристик колеса и повышение надежности его работы. 1 ил.

Зубчатое колесо // 2600283

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в тяжело нагруженных зубчатых передачах, подверженных ударным нагрузкам. Зубчатое колесо, преимущественно крупномодульное, содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев с примыканием к их вершинам. Участки накладок, расположенные между соседними зубьями, имеют кривизну внешнего профиля большую, чем кривизна окружности вершин зубчатого венца колеса. Кривизна внутреннего профиля накладок эквидистантна кривизне их внешнего профиля. Обеспечивается демпфирование ударных нагрузок, воздействующих на зубья колеса. 2 ил.