Зубчатое колесо

Авторы патента:

F16H57/04 - конструктивные особенности, относящиеся к смазке или охлаждению

Владельцы патента RU 2611677:

Мендрух Николай Викторович (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, примыкающих к зубчатому венцу. Каждый зуб выполнен из одной пластины. Сквозное отверстие выполнено симметрично относительно боковой поверхности. Ширина отверстия равна половине ширины боковой поверхности, а высота этого отверстия равна сумме высоты нерабочего участка боковой поверхности и высоты участка боковой поверхности, работающего в режиме двух парного зацепления. Аналогичное отверстие выполнено со стороны вершины зуба с примыканием к ней. Ширина этого отверстия равна ширине первого отверстия. Высота этого отверстия равна высоте участка боковой поверхности, работающего в режиме двухпарного зацепления, за минусом толщины участка полосы, образующей вершину зуба. Оба отверстия изнутри перекрыты накладками. Отверстие со стороны вершины зуба перекрыто полностью, а отверстие со стороны ножки зуба перекрыто с зазором между накладкой и телом колеса. Обеспечивается повышение качества смазывания и упрощение конструкции зубчатого колеса. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в тихоходных зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения.

Известно зубчатое колесо, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках тела колеса, прилегающих к зубчатому венцу - см. патент США №3861231, кл. 74-410, 1976 г.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья выполняются монолитными, что требует для их изготовления достаточно большого количества дефицитного материала, в то время как для непосредственно самой работы зубьев требуются только их боковые поверхности, посредством которых зубья сопрягаются в передаче с зубьями парного зубчатого колеса. Кроме того, жидкий смазочный материал, захваченный боковыми (трущимися) поверхностями зубьев, нуждающимися в смазывании, из масляной ванны при смазывании зубчатой передачи методом погружения в процессе поворота колеса и перемещения зубьев из масляной ванны в зону зацепления с зубьями парного зубчатого колеса - стекает с этих поверхностей; и в зону зацепления поступает недостаточное количество смазочного материала, что интенсифицирует процесс изнашивания сопряженных зубьев парных зубчатых колес.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2536286, кл. F16Н 55/10, F16Н 55/17, F16Н 57/04, опубл. 20.12.2014 г., Бюл. №35. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках тела, прилегающих к зубчатому венцу. Каждый зуб выполнен полым, состоящим из пары пластин, изогнутых по профилю зуба, расчетного для данного колеса. Пластина, являющаяся стекающей по ходу вращения колеса, снабжена Г-образным элементом шириной, равной ширине зубчатого венца; одна полка элемента закреплена на этой пластине в районе окружности вершин зубчатого венца с образованием зазора между элементом и второй пластиной; другая его полка ориентирована в сторону окружности впадин зубьев зубчатого венца, с образованием зазора относительно нее; в другой пластине на участке примыкания ее к телу колеса вдоль ширины зубчатого венца выполнены сквозные отверстия.

Недостаток прототипа состоит в сложности изготовления его зубьев, т.к. каждый состоит из двух половин, а также в нерациональном расходовании материала, идущего на изготовление боковых поверхностей зубьев, т.к. часть этих поверхностей работает в режиме двухпарного зацепления, когда нагрузка на эти поверхности равна половине максимальной, действующей на боковые поверхности.

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

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из пластин, изогнутых по наружному профилю зубьев с образованием в их набегающих поверхностях сквозных отверстий в местах примыкания этих поверхностей к телу колеса, и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Причем каждый зуб выполнен из одной полосы. Сквозное отверстие выполнено симметрично относительно боковой поверхности. Ширина отверстия равна половине ширины боковой поверхности. Высота отверстия равна сумме высоты нерабочего участка боковой поверхности и высоты участка боковой поверхности, работающего в режиме двухпарного зацепления. Аналогичное сквозное отверстие выполнено в этой боковой поверхности со стороны вершины зуба с примыканием к ней; ширина этого отверстия равна ширине первого отверстия, а высота его равна высоте участка боковой поверхности со стороны вершины зуба, работающего в режиме двухпарного зацепления, за минусом толщины участка полосы, образующей вершину зуба. Сквозные отверстия изнутри перекрыты накладками. Отверстие со стороны вершины зуба перекрыто полостью, а отверстие со стороны тела колеса - с зазором относительно этого тела.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца в разрезе (фиг. 1) и фрагмент этого зубчатого колеса - вид сбоку в разрезе (фиг. 2).

На чертеже показаны: тело 1; зубья (пластины) 2; набегающая боковая поверхность 3; вершины 4; отстающая боковая поверхность 5; кольцевые накладки 6 и 7; наружный периметр 8 накладок; внутренний периметр 9 накладок; окружность оснований 10 зубчатого венца; сквозные отверстия 11 и 12; накладки 13 и 14; полость 15; ширина B зубчатого венца; высота h зуба (2); толщина C пластины, образующей вершину 4 зуба (2); зазор Δ между накладкой 14 и телом 1 колеса; ширина B/2 отверстий (11 и 12); высота h₀₁ и h₀₂ отверстий (11 и 12); высота h_н нерабочего участка боковой поверхности; высота h₁ участка боковой поверхности, работающего в режиме однопарного зацепления; высоты h₂ и h₃ участков боковой поверхности, работающих в режиме двухпарного зацепления; направление вращения ω колеса.

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец шириной B, каждый зуб 2 которого высотой h выполнен из пластины толщиной C, изогнутой по наружному профилю расчетного для данного колеса зуба с образованием его набегающей боковой поверхности 3, вершины 4 и отстающей боковой поверхности 5. На торцах зубьев 2 и участках торцов тела 1, прилегающих к зубчатому венцу, укреплена пара кольцевых накладок 6 и 7. Окружность наружного периметра 8 накладок имеет диаметр, равный диаметру окружности вершин зубчатого венца; окружность внутреннего периметра 9 накладок имеет диаметр, меньший диаметра окружности оснований 10 зубчатого венца. На участках набегающей боковой поверхности 3 каждого зуба 2, работающих в режиме двухпарного зацепления - участке высотой h₂ в области ножки зуба и участке высотой h₃ в области головки зуба - выполнены сквозные отверстия 11 и 12 соответственно. Отверстия 11 и 12 расположены на поверхности 3 симметрично относительно нее, по ее центру. Ширина обоих отверстий равна половине ширины B поверхности 3 и равна B/2. Высота нижнего отверстия (11) равна сумме высоты нерабочего участка боковой поверхности h_н и высоте участка боковой поверхности высотой h₂, работающего в режиме двухпарного зацепления. Высота верхнего (12) отверстия равна высоте h₃ участка боковой поверхности, работающего в режиме двухпарного зацепления, минус толщина C полосы, образующей вершину 4 зуба. Изнутри отверстия 11 и 12 перекрыты накладками 13 и 14. Накладка 13 перекрывает отверстие 12 полностью. А накладка 14 перекрывает отверстие 11 с зазором Δ между ней и телом 1 колеса. Внутренние поверхности боковых поверхностей 3 и 5, вершины 4, накладок 13 и 14 и кольцевых накладок 6 и 7 образуют в каждом зубе полость 15.

При работе колеса со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения его зубчатый венец постоянно погружен в жидкий смазочный материал. При вращении (ω) колеса все зубья 2 колеса поочередно погружаются в масляную ванну с жидким смазочным материалом, при этом зубья ориентированы своими вершинами 4 вниз по вертикали. При этом происходит заполнение полостей 15 зубьев 2 смазочным материалом через зазор Δ между накладкой 14 и телом 1 колеса. При проворачивании (ω) колеса, выходе зубьев 2 из масляной ванны, зубья 2 переориентируются своими вершинами 4 вверх. При этом набранный полостями 15 зубьев 2 жидкий смазочный материал через зазоры Δ и сквозные отверстия 11 выливается из полостей 15 и поступает во впадины зубчатого венца между соседними зубьями 2, смазывая боковые (трущиеся) поверхности зубьев. При этом смазочный материал удерживается во впадинах зубчатого венца в объемах, образованных боковыми поверхностями соседних зубьев 2 и внутренними поверхностями кольцевых накладок 6 и 7; эти объемы выполняют также функцию масляных ванн, в которые погружаются и зубья парного зубчатого колеса, смазываясь при этом. Размер зазора Δ задается из параметров зубьев 2 и режимов работы колеса с учетом обеспечения оптимального заполнения полостей 15 зубьев смазочным материалом из масляной ванны и опорожнения этих полостей при проворачивании колеса и переориентации зубьев вершинами вверх.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет упростить его конструкцию, т.к. каждый отдельный зуб зубчатого венца выполнен из одной пластины. Кроме того, помимо обеспечения качественного смазывания зубьев данного колеса и зубьев парного сопряженного колеса, обеспечивается экономия смазочного материала, идущего на изготовление зубьев, т.к. в боковых поверхностях зубьев (набегающих поверхностях) выполнены вырезы (11 и 12), позволяющие снизить расход материала, идущего на изготовление боковых (набегающих) поверхностей 3 зубьев 2. Накладки 13 и 14 при работе колеса и нагружении его зубьев 2 (и боковых поверхностей 3) не испытывают нагружения; поэтому они изготавливаются минимальной толщины (в отличие от толщины поверхностей 3); кроме того, они могут быть изготовлены из менее дефицитного материала (в отличие от материала пластин, образующих сами зубья 2), например из пластмассы.

Зубчатое колесо, преимущественно крупномодульное, тихоходной зубчатой передачи, смазываемой жидким смазочным материалом методом погружения, содержащее тело, зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из пластин, изогнутых по наружному профилю зубьев с образованием в их набегающих боковых поверхностях сквозных отверстий в местах примыкания этих поверхностей к телу зубчатого колеса, и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, примыкающих к зубчатому венцу, отличающееся тем, что каждый зуб выполнен из одной пластины, первое сквозное отверстие выполнено симметрично относительно набегающей боковой поверхности зуба, ширина первого сквозного отверстия равна половине ширины набегающей боковой поверхности зуба, высота первого сквозного отверстия равна сумме высоты нерабочего участка набегающей боковой поверхности зуба и высоты участка набегающей боковой поверхности зуба, работающего в режиме двухпарного зацепления, аналогичное второе сквозное отверстие выполнено со стороны вершины зуба с примыканием к ней, ширина второго сквозного отверстия равна ширине первого сквозного отверстия, высота второго отверстия равна высоте участка набегающей боковой поверхности зуба, работающего в режиме двухпарного зацепления, за минусом толщины участка полосы, образующей вершину зуба, оба сквозных отверстия изнутри перекрыты кольцевыми накладками, второе сквозное отверстие со стороны вершины зуба перекрыто полностью, а первое сквозное отверстие со стороны ножки зуба перекрыто с зазором между кольцевой накладкой и телом зубчатого колеса.

Похожие патенты:

Зубчатая передача // 2611264

Зубчатое колесо // 2611242

Система передаточного механизма рельсового транспортного средства // 2610910

Изобретение относится к передаточным механизмам и может быть использовано в рельсовых транспортных средствах. Система передаточного механизма рельсового транспортного средства по меньшей мере с одной парой косозубых цилиндрических зубчатых колес, включает в себя приводную шестерню и ведомое колесо в виде находящихся в зацеплении цилиндрических зубчатых колес, которые установлены в корпусе передаточного механизма через подшипники с цилиндрическими роликами.

Зубчатое колесо // 2610727

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами. Зубчатое колесо, преимущественно цилиндрическое плоской формы, содержащее ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины диска.

Зубчатое колесо // 2610726

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения.

Смазочное устройство зубчатого колеса // 2609828

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, зубчатые колеса которых смазываются пластичными смазочными материалами. Смазочное устройство содержит пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела колеса с зазорами с относительно торцов зубчатого венца с зубьями.

Масляная ванна // 2609616

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с картерным смазыванием методом погружения. Масляная ванна содержит корпус с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи и дополнительная смазочная шестерня, вращающиеся с разными скоростями и/или в противоположных направлениях.

Зубчатое колесо // 2609615

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием жидкими смазочными материалами методом погружения.

Масляная ванна // 2609614

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с картерным смазыванием методом погружения. Масляная ванна содержит корпус с жидким смазочным материалом, в который погружаются нижерасположенные зубчатые колеса разных ступеней зубчатой передачи или другие ее элементы, вращающиеся с разными скоростями и/или в противоположных направлениях.

Смазочное устройство зубчатого колеса // 2609589

Зубчатое колесо // 2611678

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Каждый зуб выполнен из пары пластин, изогнутых по профилю зуба, расчетного для данного колеса, с образованием рабочих участков боковых поверхностей зубьев и зазоров между ними и телом колеса на месте отсутствующих нерабочих участков боковых поверхностей зубьев. Между пластинами симметрично им расположен П-образный элемент с зазорами и эквидистантно относительно них, с зазором относительно окружности вершин зубчатого венца и с зазорами относительно тела зубчатого колеса. Между горизонтальной частью элемента и телом колеса по оси симметрии зуба расположена перемычка, ширина которой равна ширине зуба, закрепленная между кольцевыми накладками. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2611681

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тихоходных реверсивных зубчатых передачах с крупномодульными колесами, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела, и зубчатый венец, каждый зуб которого выполнен из прямоугольной пластины, изогнутой по профилю зуба, расчетного для данного колеса; пластина укреплена между кольцевыми накладками и на теле колеса. Каждый второй зуб зубчатого венца выполнен с обеими боковыми поверхностями, имеющими высоту, равную высоте зубчатого венца, и закрепленными своими нижними концами на теле колеса. В остальных зубьях зубчатого венца между одной из двух боковых поверхностей каждого такого зуба и телом колеса выполнен зазор относительно тела колеса, шириной, равной ширине зубчатого венца. Это выполнение сделано с чередованием расположения зазоров в набегающих и отстающих боковых поверхностях этих зубьев относительно каждого одного из двух направления вращения колеса. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 3 ил.

Зубчатое колесо // 2611686

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями. На дне впадин зубчатого венца, с прилеганием к окружности оснований зубчатого венца и к боковым поверхностям соседних зубьев, укреплены вставки из магнитопассивного материала, например пластмассы. Размер вставок поперек зубчатого венца равен ширине зубчатого венца, а высота вставок меньше величины осевого зазора. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2613935

Изобретение относится к машиностроению. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, каждый из которых выполнен из пластин, изогнутых по наружному профилю зуба, расчетного для данного колеса, и пару кольцевых накладок. Внутри полости каждого зуба вдоль его высоты и перпендикулярно оси зуба расположены плоские перемычки. Площадь каждой перемычки равна площади поперечного сечения полости зуба на высоте расположения этой перемычки. Перемычки по своему периметру укреплены на внутренних поверхностях зуба и кольцевых накладок. В месте примыкания боковой набегающей поверхности к телу колеса в ней выполнена пара сквозных равновеликих прямоугольных отверстий, примыкающих к внутренним поверхностям кольцевых накладок и расположенных симметрично друг относительно друга. Аналогичные равновеликие пары отверстий выполнены в боковой набегающей поверхности и на уровне каждой перемычки с примыканием низов отверстий к верхним плоскостям перемычек. А высота всех отверстий меньше, чем высота полостей, образуемых перемычками в общей полости зуба. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2613939

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тихоходных зубчатых передачах с крупномодульными колесами, смазываемых жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела, и зубчатый венец с полыми зубьями, каждый зуб выполнен из пары прямоугольных пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба и закрепленных между кольцевыми накладками и на теле колеса, с выполнением зазора между набегающей при вращении колеса пластиной и телом колеса. На внутренней стороне отстающей при вращении колеса пластины с примыканием к окружности вершин зубчатого венца укреплена перемычка шириной, равной ширине зубчатого венца, ориентированная в сторону тела колеса, выполненная эквидистантно внутренней стороне набегающей пластины и с зазорами относительно нее и относительно тела колеса. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2613951

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатое колесо, выполненное из ферромагнитного материала, содержит тело и зубчатый венец с зубьями. На все поверхности колеса, не участвующие в процессе зацепления с парным зубчатым колесом передачи, нанесено покрытие из магнитопассивного материала, например пластмассы. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2613958

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тихоходных зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями, выполненными из пластин, изогнутых по наружному профилю зубьев с образованием в их набегающих боковых поверхностях сквозных отверстий в месте примыкания этих поверхностей к телу колеса, и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, примыкающих к зубчатому венцу. Внутри каждого зуба с зазором относительно его набегающей боковой поверхности и эквидистантно ей расположена перемычка, укрепленная на внутренней стороне вершины зуба и внутренних поверхностях кольцевых накладок с образованием зазора между ней и телом колеса. Каждый зуб выполнен из одной пластины. А в области вершины зуба в кольцевых накладках выполнены сквозные отверстия на участках между внутренней стороной боковой набегающей поверхности и перемычкой. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.

Зубчатый редуктор // 2614749

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, размещенных в закрытых корпусах-редукторах с картерным смазыванием методом погружения. Зубчатый редуктор содержит закрытый корпус с ребрами жесткости, расположенными внутри него, и масляной ванной с жидким смазочным материалом, в который погружено нижерасположенное зубчатое колесо передачи. Между нижерасположенным зубчатым колесом и днищем корпуса, параллельно этому днищу, расположен П-образный желоб, ориентированный в плоскости вращения нижерасположенного зубчатого колеса. Длина желоба меньше длины корпуса зубчатого редуктора, а сам желоб в плане перекрывает ребра жесткости корпуса и часть нижерасположенного зубчатого колеса, погруженного в масляную ванну. Между днищем желоба и нижерасположенным зубчатым колесом, а также между днищем желоба и днищем корпуса зубчатого редуктора выполнены зазоры. Верх стенок желоба расположен выше верхнего уровня смазочного материала масляной ванны. Между стенками желоба и торцами зубчатых колес передачи выполнены зазоры, а стенки желоба укреплены на ребрах жесткости корпуса зубчатого редуктора. Достигается повышение качества смазывания зубчатой передачи. 3 ил.

Зубчатая передача // 2615203

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом. Зубчатая передача содержит герметичный корпус с размещенными в нем зубчатыми колесами, изготовленными из ферромагнитного материала, и порошкообразным магнитоактивным смазочным материалом, активируемым магнитным полем. На торцевых поверхностях каждого колеса укреплена пара накладок в виде дисков, изготовленных из магнитопассивного материала, например пластмассы. Наружные периметры накладок имеют форму окружности радиусом, равным радиусу окружности вершин зубчатого венца. В центрах накладок выполнены сквозные отверстия радиусом, не меньшим радиуса посадочного отверстия колеса. В накладках, в областях их примыкания ко дну впадин зубчатого венца, выполнены сквозные отверстия, низ которых совпадает с окружностью впадин зубчатого венца, а их боковые стороны совпадают в плане с боковыми поверхностями зубьев. Обеспечивается повышение качества процесса смазывания. 2 ил.

Зубчатое колесо // 2615204

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тихоходных зубчатых передачах. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с полыми зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах тела и на теле колеса. Наружный диаметр накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца, внутренний диаметр накладок меньше диаметра окружности оснований зубчатого венца. Каждый зуб выполнен из пары прямоугольных пластин шириной, равной ширине зубчатого венца, изогнутых по профилю расчетного для данного колеса зуба, с образованием двух боковых поверхностей зуба. Пластины укреплены между внутренними торцами кольцевых накладок. В месте примыкания боковой набегающей поверхности к телу колеса в ней выполнены сквозные отверстия. Внутри полости каждого зуба расположен Г-образный элемент с зазором относительно пластины, образующей набегающую боковую поверхность. Одна полка элемента перпендикулярна оси зуба и укреплена на пластине, образующей отстающую боковую поверхность. Вторая полка элемента ориентирована в сторону тела колеса и выполнена с зазором относительно него. Причем первая полка элемента закреплена на пластине, образующей отстающую боковую поверхность, с зазором относительно окружности вершин зубчатого венца. А вторая полка этого элемента по всей своей длине расположена с зазором относительно пластины, образующей набегающую боковую поверхность, и эквидистантна ей. Обеспечивается повышение качества смазывания зубчатого колеса. 2 ил.