RU2098703C1

RU2098703C1 - Built-up gear wheel

Info

Publication number: RU2098703C1
Application number: RU95118354A
Authority: RU
Inventors: Виктор Анатольевич Чувашев; Геннадий Петрович Ставкин; Владимир Павлович Захаров; Эдуард Петрович Москалев; Виктор Юрьевич Чуванков; Андрей Владимирович Железняков; Владимир Янович Броди; Игорь Викторович Чувашев; Александр Игоревич Пархомов; Александр Рантикович Маргулов; Владимир Емельянович Губяк
Original assignee: Виктор Анатольевич Чувашев; Геннадий Петрович Ставкин; Владимир Павлович Захаров; Эдуард Петрович Москалев
Priority date: 1995-10-24
Filing date: 1995-10-24
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: built-up gear wheel includes toothed disks of parallel runs of gear train fastened together at faces forming single gear wheel. Modules of disk engagement are different. Radii of pitch circles of toothed disks and radius of pitch circle of built-up hear wheel are equal. Toothed rims of disks with larger modules have larger width. Toothed disks are fastened together by means of clamping rods parallel to axis of wheel. One rod is used for aligning relative position of toothed rims of disks. Rods are passed through entire thickness of disks. Disks have individual module for each run of gear train. They are engageable with disks of the same module and of the same run of gear train of other built- up wheel forming pair of gears. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам или механизмам передач с зубчатым зацеплением, и применяется в передачах повышенной надежности. The invention relates to mechanical engineering, in particular to gear devices or mechanisms with gearing, and is used in high reliability gears.

Известна зубчатая передача смешанного зацепления [1] содержащая корпус, размещенные в нем валы и установленные на двух валах по крайней мере пару прямозубых зубчатых колес с состоящими из участков зубьев профилями зацепления, причем колеса выполнены с коэффициентом профильного перекрытия, меньшим единицы, передача снабжена аналогичными основной, установленными на тех же или на других валах дополнительными парами колес, образующими с основной парой кинематическую цепь с параллельными ветвями, а колеса каждой из ветвей закреплены на валах с пропорциональным шагу и числу ветвей угловым смещением относительно колес соседних ветвей. Known gear train of mixed meshing [1] comprising a housing, shafts located therein and mounted on two shafts with at least a pair of spur gears with gearing profiles consisting of tooth sections, the wheels being made with a profile overlap coefficient of less than one, the gearbox is equipped with similar main gears mounted on the same or on other shafts with additional pairs of wheels forming the kinematic chain with parallel branches with the main pair, and the wheels of each of the branches are fixed to the shaft x proportional to the number of branches and a step angular displacement relative to the wheel adjacent branches.

Однако конструктивно передача громоздка и предназначена лишь для повышения нагрузочной способности. However, structurally, the transmission is cumbersome and is intended only to increase the load capacity.

Известна передача зацеплением [2] содержащая по крайней мере три элемента, образующих две ступени передачи с различными модулями зацепления, соседний модуль имеет две зубчатые нарезки, причем элементы, имеющие зубчатые нарезки большего модуля и установленные на одном из валов, составлены по крайней мере из двух частей, равномерно смещенных по окружности относительно друг друга, и имеют по периферии зубьев нарезку меньшего модуля зацепления, предназначенного для зацепления с колесом аналогичного модуля, установленным на третьем валу. Known gear transmission [2] containing at least three elements forming two gear stages with different gear modules, the adjacent module has two gear cuts, and elements having gear cuts of a larger module and mounted on one of the shafts are composed of at least two parts uniformly offset around the circumference relative to each other, and have on the periphery of the teeth a cut of a smaller engagement module designed to mesh with a wheel of a similar module mounted on the third shaft.

Но в последовательной цепи указанной передачи остается нескомпенсированным увеличенный зазор между зубьями ведущего и ведомого колес, имеющих больший модуль зацепления, а значит, остаются нескомпенсированными и круговые вибрации колес при работе передачи, что снижает ее надежность, ее работа сопровождается усиленным шумом, опасностью поломки зубьев и искрообразования при взаимоударах зубьев, исключает возможность применения передачи во взрывоопасных механизмах. But in the serial circuit of the specified transmission, the increased gap between the teeth of the driving and driven wheels, which have a larger engagement module, remains uncompensated, which means that the circular vibration of the wheels remains uncompensated during transmission operation, which reduces its reliability, its operation is accompanied by increased noise, the risk of tooth breakage and sparking during mutual impacts of the teeth, eliminates the possibility of using transmission in explosive mechanisms.

Наиболее близким к изобретению относится составное зубчатое колесо [3] содержащее скрепленные между собой с торцевым зазором и угловым смещением друг относительно друга соосные зубчатые диски, причем соседние диски скреплены между собой торцевым зубчатым соединением с зубьями в торцовой плоскости дисков кругового профиля для взаимного выпукло-вогнутого контакта, а угловой шаг зубьев торцевого соединения выбран равным взаимному угловому смещению соседних дисков. Closest to the invention is a composite gear wheel [3] comprising coaxial gear disks fastened together with an end gap and angular displacement relative to each other, the adjacent disks being fastened together by an end gear connection with teeth in the end plane of circular disks for mutual convex-concave contact, and the angular pitch of the teeth of the end connection is chosen equal to the mutual angular displacement of adjacent disks.

Однако известное составное зубчатое колесо обладает следующими существенными недостатками:
торцевые зазоры увеличивают осевые размеры колеса;
поскольку все диски имеют одинаковый модуль зацепления, между зубьями сцепленных колес сохранен неизбежный зазор, а значит, люфт между колесами, вибрация и т.д. что сопровождается повышением шума, снижением надежности из-за возможных вследствие этого поломок и повышенного износа зубьев, лишь частично компенсируемыми угловым смещением зубьев соседних дисков;
повышенная опасность искрообразования исключает применение указанных колес во взрывоопасном оборудовании;
его изготовление требует повышенной точности.However, the known composite gear has the following significant disadvantages:
end clearances increase axial dimensions of the wheel;
since all the disks have the same engagement module, the inevitable clearance is maintained between the teeth of the coupled wheels, which means a play between the wheels, vibration, etc. which is accompanied by an increase in noise, a decrease in reliability due to possible breakdowns and increased wear of the teeth, only partially compensated by the angular displacement of the teeth of adjacent disks;
increased danger of sparking excludes the use of these wheels in explosive equipment;
its manufacture requires increased accuracy.

Задачей изобретения является создание такого составного зубчатого колеса, которое наряду с сохранением величины передачи крутящего момента при конструктивной простоте обладает повышенными надежностью и долговечностью, бесшумностью и возможностью применения во взрывоопасных устройствах. The objective of the invention is the creation of such a composite gear wheel, which, along with maintaining the magnitude of the transmission of torque with structural simplicity, has increased reliability and durability, noiselessness and the possibility of use in explosive devices.

Суть изобретения заключается в том, что для максимального уменьшения зазора между зубьями в зубчатом зацеплении составных колес передачи модуль зубчатой нарезки каждого из зубчатых дисков, из которых составлено колесо, отличается от модуля зубчатой нарезки другого диска, зацепление каждого из дисков одного составного колеса с другим составным колесом передачи осуществлено через соответствующий диск этого колеса, имеющий аналогичный модуль зубчатой нарезки и расположенный в той же плоскости, что и диск правого колеса, основные силовые диски имеют наибольшую толщину и ширину зубчатого венца и наибольший модуль зубчатой нарезки, а торцевое скрепление дисков между собой в каждом колесе осуществлено посредством поперечных стержней, расположенных параллельно оси колеса. The essence of the invention lies in the fact that in order to minimize the gap between the teeth in the gearing of the gear wheels of the gears, the gear module of each of the gear discs that make up the wheel is different from the gear module of the other disc, the gearing of each of the discs of one composite wheel with another composite the transmission wheel is carried out through the corresponding disk of this wheel, having a similar gear cutting module and located in the same plane as the disk of the right wheel, the main power the disks have the greatest thickness and width of the ring gear and the largest gear cutting module, and the end fastening of the disks to each other in each wheel is carried out by means of transverse rods parallel to the axis of the wheel.

Технический результат, достигаемый в результате осуществления изобретения, следующий: составное колесо имеет предельную конструктивную простоту, минимальный общий зазор между зубьями в зацеплении колес передачи и минимальный люфт, вследствие чего повышена надежность колес, снижен шум при работе и понижена опасность искрообразования между зубьями в их зацеплении. The technical result achieved by the invention is as follows: the composite wheel has the ultimate structural simplicity, the minimum total clearance between the teeth in the gearing of the gear wheels and the minimum play, which increases the reliability of the wheels, reduces noise during operation and reduces the risk of sparking between the teeth in gearing .

Составное зубчатое колесо передачи зацеплением содержит скрепленные между собой с торцов в единое колесо зубчатые диски параллельных ветвей передачи, нарезка зубьев каждого из которых выполнена с модулем зацепления, отличным от модуля зацепления зубьев других дисков, а радиусы начальных окружностей зубчатых дисков равны между собой и равны радиусу начальной окружности составного колеса, причем зубчатые венцы дисков с наиболее крупными модулями зацепления имеют наибольшую ширину, а сами диски наибольшую толщину, и при этом зубчатые диски скреплены между собой посредством стягивающих стержней, параллельных оси колеса, и один из них стержень согласования взаиморасположения зубчатых венцов каждого из дисков с зубчатыми венцами других дисков и пропущенных через всю толщину дисков, а каждый из дисков колеса той или иной ветви передачи, имеющий индивидуальный модуль зацепления зубьев, расположен в плоскости диска того же модуля зацепления и той же ветви передачи на другое составное зубчатое колесо, предназначенное для зубчатой связи с указанным колесом. The composite gear transmission gear includes gear disks of parallel transmission branches fastened to each other from the ends in a single wheel, the cutting of teeth of each of them is made with a gearing module different from the gearing module of the teeth of other disks, and the radii of the initial circumferences of the gear disks are equal to each other and equal to the radius the initial circumference of the compound wheel, and the toothed rims of the disks with the largest engagement modules have the largest width, and the disks themselves are the greatest thickness, and the toothed the skis are fastened together by means of tightening rods parallel to the axis of the wheel, and one of them is a matching rod for the alignment of the gears of each of the disks with the gears of the other disks and the disks passed through the entire thickness, and each of the wheel disks of one or another transmission branch having an individual module gearing of teeth, located in the plane of the disk of the same gearing module and the same transmission branch to another composite gear wheel, designed for gear communication with the specified wheel.

Новыми существенными отличительными признаками являются следующие:
зубчатая нарезка каждого зубчатого диска одного составного колеса отличается модулем зубчатой нарезки от нарезки другого диска, чем достигается уменьшение общего зазора и люфта в зацеплении колес передачи;
силовые диски колеса имеют наибольшую толщину, наибольшую ширину зубчатого венца и наибольший модуль нарезки и предназначены для основной из параллельных ветвей передачи крутящего момента;
торцевое скрепление зубчатых дисков одного составного колеса между собой осуществлено посредством поперечных стержней, один из которых согласующий взаиморасположение зубчатых венцов, пропущенных через всю толщину дисков колеса.The new salient features are the following:
the gear cutting of each gear disk of one composite wheel differs in the gear cutting module from the cutting of another disk, thereby reducing the overall clearance and play in the gearing of the gear wheels;
wheel power disks have the greatest thickness, the largest width of the ring gear and the largest cutting module and are designed for the main of the parallel branches of torque transmission;
The end fastening of the gear disks of one composite wheel to each other is carried out by means of transverse rods, one of which coordinating the relative position of the gear rims passed through the entire thickness of the wheel disks.

На фиг. 1 схематично показано составное зубчатое колесо в сборе, на фиг. 2-5 зубчатые диски данного составного колеса, имеющие разные модули нарезки, но одинакового радиуса начальных окружностей. In FIG. 1 schematically shows a complete gear assembly, FIG. 2-5 toothed disks of this compound wheel, having different cutting modules, but the same radius of the initial circles.

Составное зубчатое колесо передачи зацеплением содержит скрепленные между собой с торцов в единое колесо (1) зубчатые диски (2) параллельных ветвей передачи, нарезка зубьев каждого из которых выполнена с модулем зацепления, отличным от модуля зацепления зубьев других дисков, а радиусы (r_д) начальных окружностей (3) зубчатых дисков равны между собой и равны радиусу начальной окружности составного колеса (R_к), причем зубчатые венцы дисков с наиболее крупными модулями зацепления имеют наибольшую ширину, а сами диски наибольшую толщину, и при этом зубчатые диски скреплены между собой посредством стягивающих стержней (4), параллельных оси колеса, и один из них - стержень (5) согласования взаиморасположения зубчатых венцов каждого из дисков с зубчатыми венцами других дисков, и пропущенных через всю толщину дисков, а каждый из дисков колеса той или иной ветви передачи, имеющий индивидуальный модуль зацепления зубьев, расположен в плоскости диска того же модуля зацепления и той же ветви передачи на другое составное зубчатое колесо, предназначенное для зубчатой связи с указанным колесом.The composite gear transmission gear consists of gear disks (2) fastened to each other from the ends in a single wheel (1) of the parallel transmission branches, the teeth of each of which are cut with a gearing module different from the gearing module of the teeth of other discs, and radii (r _d ) the initial circles (3) of the gear disks are equal to each other and equal to the radius of the initial circumference of the compound wheel (R _k ), and the gear rims of the disks with the largest engagement modules have the greatest width, and the disks themselves have the greatest thickness, and when the toothed disks are fastened together by means of pulling rods (4) parallel to the axis of the wheel, and one of them is a rod (5) for matching the relative position of the gears of each of the disks with the gears of the other disks and passed through the entire thickness of the disks, and each of the disks wheels of one or another transmission branch having an individual gear engagement module is located in the plane of the disk of the same gear module and of the same transmission branch to another composite gear wheel intended for gear communication with the indicated ring th.

Составное зубчатое колесо работает следующим образом. Composite gear works as follows.

Зубчатые венцы дисков одного составного колеса, имеющие наиболее крупный модуль нарезки и наибольшую ширину, а также одновременно с этим наибольшую толщину самих дисков, являются основными силовыми элементами данной ветви передачи и предназначены для передачи большей части величины крутящего момента на зубчатые венцы с аналогичными модулями венцов дисков другого составного колеса, входящего в зацепление с первым колесом, а сравнительно большие относительные зазор и люфт между зубьями в зацеплении указанных дисков, обусловленные крупным модулем их нарезки, компенсируются дисками другой ветви передачи, имеющими более мелкий модуль нарезки и входящими в зацепление с дисками другого колеса, имеющими аналогичные модули, т.к. зазор в их зацеплении обусловлен этими модулями и, следовательно, он сравнительно невелик, значит, невелик и люфт, а поскольку составные колеса автоматически самоустанавливаются во время работы на минимальный зазор за счет притирки зубьев разномодульных дисков, упругости зубьев, более высокой относительной точности нарезки мелкомодульных зубьев, характер взаимодействия зубчатых венцов сцепленных колес и контакта в виде периодических взаимных ударов преобразуется в контакт в виде постоянного одностороннего давления, то шум, вибрация колес и износ их зубьев при этом снижаются, повышается надежность и долговечность их работы, устраняется вероятность искрообразования между зубьями при их соударении и поломке. The gear rims of the disks of one composite wheel, having the largest cutting module and the largest width, and also at the same time the largest thickness of the rims themselves, are the main power elements of this transmission branch and are designed to transfer most of the torque to the gear rims with similar rims of the rims another composite wheel engaged with the first wheel, and the relatively large relative clearance and play between the teeth in the engagement of these disks, due to their cutting module, are compensated by disks of another transmission branch having a smaller cutting module and meshed with the disks of another wheel having similar modules, because the clearance in their engagement is caused by these modules and, therefore, is relatively small, it means that the play is also small, and since the composite wheels automatically self-adjust during operation to the minimum clearance due to grinding of the teeth of different-module discs, tooth elasticity, higher relative accuracy of cutting of small-modular teeth , the nature of the interaction of the gears of the coupled wheels and the contact in the form of periodic mutual impacts is converted into contact in the form of constant one-sided pressure, then noise, vibration OLES wear their teeth with the reduced, increasing the reliability and longevity of their work, eliminating the probability of sparking between the teeth at their collision and breakage.

Использование изобретения в зубчатых передачах позволяет получить конструктивно простые, практически бесшумные, надежные и долговечные передачи, пригодные как в передачах общего назначения, так и в передачах во взрывоопасных устройствах. The use of the invention in gears makes it possible to obtain structurally simple, virtually silent, reliable and durable gears suitable for both general-purpose gears and gears in explosive devices.

Claims

1. Composite gear transmission gearing, comprising gear disks of parallel transmission branches fastened to each other from ends in a single wheel, characterized in that the cutting of the teeth of each of the disks is made with a gearing module different from the gearing module of the teeth of other disks, and the radii of the initial gear circles disks are equal to each other and equal to the radius of the initial circumference of the compound wheel.

2. The wheel according to claim 1, characterized in that the toothed rims of the disks with the largest engagement modules have the largest width, and the disks themselves have the largest thickness.

3. The wheel according to claims 1 and 2, characterized in that the gear disks are fastened together by means of pulling rods parallel to the axis of the wheel, and one of them is a rod for matching the relative position of the gear rims of each of the discs with the gear rims of other discs and the discs passed through the entire thickness .

4. Wheel according to claims 1 to 3, characterized in that each of the wheel disks of one or another transmission branch having an individual gear engagement module is located in the plane of the disk of the same gear module and the same transmission branch to another composite gear wheel intended for gear connection with the specified wheel.