RU2488726C1

RU2488726C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2488726C1
Application number: RU2012121747/11A
Authority: RU
Inventors: Денис Николаевич Мендрух; Николай Викторович Мендрух; Наталья Сергеевна Терзиева
Original assignee: Денис Николаевич Мендрух; Николай Викторович Мендрух; Наталья Сергеевна Терзиева
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-07-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: end straps 3, 4 are secured at ends of teeth 2 with clearance relative to gear body 1. Strap outer and inner perimeters 8, 7, respectively represent broken lines with flexures at side of teeth.

EFFECT: optimised design.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым передачам, и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых колесах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to gears, and can be used in heavily loaded gears.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил., стр.96.A gear wheel is known that contains a body and a ring gear with teeth - see, for example, Ivanov M.N. Machine details: Textbook. for engineering specialist. universities. - 4th ed., Revised. - M .: Higher. school, 1984. - 336 p., ill., p. 96.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при работе колеса в тяжелонагруженном режиме, его зубья испытывают большие изгибающие моменты при зацеплении с сопряженным колесом; эти моменты создают большие напряжения в областях оснований зубьев, способствующие образованию трещин, которые могут привести к излому зубьев и выходу колеса из строя.The disadvantage of this gear wheel is that when the wheel is in heavy duty, its teeth experience large bending moments when engaged with the mating wheel; these moments create large stresses in the areas of the base of the teeth, contributing to the formation of cracks, which can lead to fracture of the teeth and the failure of the wheel.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по А.С. СССР №1578406, кл. F16H 55/12, опубл. 15.07.90 г., Бюл. №26. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев, причем накладки установлены с зазором относительно тела колеса, и внутренний диаметр накладок больше диаметра окружности впадин зубьев. Наличие зазоров между накладками и телом колеса позволяет производить промывку зоны зацепления зубьев при его работе со смазыванием жидкими смазочными материалами этими материалами; при этом удаляются из зоны зацепления продукты износа зубьев и оптимизируется режим охлаждения зубьев; кроме того, при больших скоростях вращения колеса предотвращается заклинивание смазочного материала в зоне зацепления зубьев и предотвращается угроза их поломки.As a prototype taken gear design according to A.S. USSR No. 1578406, class F16H 55/12, publ. 07/15/90, bull. No. 26. Its essence lies in the fact that the gear wheel contains a body, a gear ring with teeth and a pair of end ring plates mounted on the ends of the teeth, and the plates are installed with a gap relative to the wheel body, and the inner diameter of the plates is larger than the diameter of the circumference of the tooth cavities. The presence of gaps between the linings and the wheel body allows you to flush the area of the tooth engagement when it is lubricated with liquid lubricants with these materials; at the same time, tooth wear products are removed from the engagement zone and the tooth cooling mode is optimized; in addition, at high speeds of rotation of the wheel, jamming of the lubricant in the teeth engagement zone is prevented and the risk of their breakage is prevented.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что торцевые накладки выполнены в виде колец, наружный и внутренний периметры которых представляют собой окружности; поэтому соседние зубья колеса соединены между собой фрагментами кольцевых накладок - дугообразными элементами. Т.е. зубья соединены элементами изогнутыми, в то время как накладки призваны передавать и воспринимать нагрузки, направленные по прямым линиями - от зуба к зубу; а изогнутые элементы в данном случае нерациональны, т.к. прямыми участками, соединяющими зубья, является лишь часть дугообразных накладок: участки накладок, примыкающие к внутреннему их периметру, являются вогнутыми, что ослабляет накладки, уменьшая их площадь, а участки накладок, примыкающие к их внешнему периметру, являются выпуклыми - нерабочими, что приводит к перерасходу материала накладок. Это проявляется тем больше, чем больше модуль зубьев колеса.The disadvantage of this design of the gear wheel is that the end plates are made in the form of rings, the outer and inner perimeters of which are circles; therefore, the adjacent teeth of the wheel are interconnected by fragments of annular plates - arcuate elements. Those. the teeth are connected by curved elements, while the pads are designed to transmit and receive loads directed in straight lines - from tooth to tooth; and curved elements in this case are irrational, because the straight sections connecting the teeth is only a part of the arched overlays: the sections of the overlays adjacent to their inner perimeter are concave, which weakens the overlays, reducing their area, and the sections of the overlays adjacent to their outer perimeter are convex - non-working, which leads to overspending material linings. This is manifested the more, the greater the modulus of the teeth of the wheel.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса.The invention solves the problem of optimizing the design of the gear wheel.

Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев с зазором относительно тела колеса, причем наружные и внутренние периметры накладок выполнены в виде ломаных линий с переломами на боковых поверхностях зубьев.The gear wheel contains a body, a gear ring with teeth and a pair of end plates mounted on the ends of the teeth with a gap relative to the wheel body, the outer and inner perimeters of the plates made in the form of broken lines with fractures on the side surfaces of the teeth.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент зубчатого колеса - вид с его торца.The invention is illustrated in the drawing, which shows a fragment of the gear wheel - view from its end.

На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса; зубчатый венец с зубьями 2; торцевые накладки 3 и 4, укрепленные на торцах зубьев; окружность 5 впадин зубьев; зазор h между телом колеса и торцевыми накладками; окружность 6 вершин зубьев; внутренний периметр 7 накладок; наружный периметр 8 накладок; боковые стороны 9 зубьев; точки 10 переломов линий внутреннего и наружного периметров накладок; сегмент 11, образованный наружным периметром 8 накладки и окружностью 6 вершин зубьев.The drawing shows: the body 1 of the gear; ring gear with teeth 2; end plates 3 and 4, mounted on the ends of the teeth; circle of 5 tooth cavities; the gap h between the wheel body and the end plates; circumference of 6 tooth tips; inner perimeter of 7 pads; the outer perimeter of 8 pads; sides of 9 teeth; point 10 fractures of the lines of the inner and outer perimeters of the pads; a segment 11 formed by the outer perimeter 8 of the lining and a circumference of 6 tooth tips.

Работает данное зубчатое колесо следующим образом. Торцевые накладки 3 и 4, связывая между собой зубья колеса, придают им требуемую жесткость, повышая их изгибную прочность. При этом нагрузки между зубьями, действующие по кратчайшему расстоянию - по прямым, передаются участками накладок, расположенными между боковыми сторонами соседних зубьев и имеющих форму прямоугольников.This gear works as follows. End pads 3 and 4, linking the teeth of the wheel to each other, give them the required stiffness, increasing their bending strength. In this case, the loads between the teeth, acting on the shortest distance - in straight lines, are transmitted by the areas of the plates located between the sides of the adjacent teeth and having the shape of rectangles.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатых колес имеет участки торцевых накладок, связывающие соседние зубья зубчатого венца в форме прямоугольников - наиболее оптимальной для придания зубьям венца необходимой жесткости; при этом снижается материалоемкость самих накладок и зубчатого колеса в целом за счет исключения неработающих участков (11) накладок.Compared with the prototype, the proposed design of the gears has sections of the end plates connecting the adjacent teeth of the ring gear in the form of rectangles - the most optimal for giving the ring teeth the necessary rigidity; at the same time, the material consumption of the linings themselves and the gear wheel as a whole is reduced due to the exclusion of idle sections (11) of the linings.

Claims

A gear wheel, mainly coarse-grained, heavily loaded, containing a body, a gear ring with teeth and a pair of end plates mounted on the ends of the teeth with a gap relative to the wheel body, characterized in that the outer and inner perimeters of the plates are made in the form of broken lines with fractures on the side surfaces of the teeth.