RU2516827C1

RU2516827C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2516827C1
Application number: RU2013121250/11A
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: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2014-05-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: gear wheel comprises a body (1), a gear rim with teeth (2) and a pair of annular end face patch pieces fixed on the wheel body and the teeth edges. Each patch piece is compound and consists of two annular patches adjoining each other in the radial plane of the wheel. The patch (3, 4) set in the teeth edge zone is made as a loading one providing for bending stiffness of the teeth. The patch (5, 6) set in the zone of the teeth roots and the wheel body (1) is made so that to provide for creation of lubrication pockets in the teeth gullets.

EFFECT: optimised design of a gear wheel and lower material consumption.

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 machine-building special universities. - 4th ed., Revised. - M.: Higher school ., 1984.- 336 s.i., p. 96.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при работе колеса в режимах тяжелого нагружения, его зубья испытывают большие изгибающие моменты при зацеплении с сопряженным колесом; эти повышенные нагрузки создают большие напряжения в области оснований зубьев, способствующие образованию трещин, которые могут привести к излому зубьев и выходу колеса из строя.The disadvantage of this design of the gear wheel is that when the wheel is in heavy loading conditions, its teeth experience large bending moments when engaged with the mating wheel; these increased loads create large stresses in the area 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 патенту США №3861231, кл. 74-410, 1976 г. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на теле и торцах зубьев. Накладки жестко соединяют торцы зубьев между собой (и сами зубья - с телом колеса), тем самым накладки повышают жесткость зубьев и обеспечивают им необходимую изгибную прочность.As a prototype taken gear design according to US patent No. 3861231, class. 74-410, 1976. Its essence lies in the fact that the gear contains a body, a ring gear with teeth and a pair of ring pads mounted on the body and ends of the teeth. The pads rigidly connect the ends of the teeth to each other (and the teeth themselves - with the wheel body), thereby pads increase the rigidity of the teeth and provide them with the necessary bending strength.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что торцевые накладки имеют одинаковую толщину по всей их ширине, в то время, как участки накладок нагружены тем больше, чем ближе они расположены к вершине зубьев, и - нагружены тем меньше, чем ближе они расположены к телу колеса. Это приводит к тому, что имеет место перерасход материала, идущего на изготовление накладок. А функции участков накладок по их ширине различны: участки, расположенные ближе к вершинам зубьев, являются силовыми и служат для придания жесткости зубьям, а участки, расположенные ближе к телу колеса, силовыми не являются и служат для создания смазочных карманов в области впадин зубьев зубчатого венца (наличие смазочных карманов необходимо при смазывании зубчатых колес - периодически - пластичными смазочными материалами.The disadvantage of this design of the gear wheel is that the end plates have the same thickness over their entire width, while the sections of the plates are loaded the more, the closer they are to the top of the teeth, and - the less loaded, the closer they are to the body of the wheel. This leads to the fact that there is an overspending of the material going to the manufacture of linings. And the functions of the sections of the linings are different in width: the sections located closer to the tops of the teeth are power and serve to give stiffness to the teeth, and the areas located closer to the body of the wheel are not power and serve to create lubrication pockets in the area of the dents of the gear teeth (the presence of lubrication pockets is necessary when lubricating gears - periodically - with plastic lubricants.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижения его материалоемкости.The invention solves the problem of optimizing the design of the gear wheel and reducing its material consumption.

Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых кольцевых накладок, укрепленных на теле и торцах зубьев; каждая накладка выполнена составной, состоящей из двух кольцевых накладок, прилегающих друг к другу в радиальной плоскости колеса; накладка, расположенная в области головок зубьев, выполнена силовой, обеспечивающей изгибную прочность зубьев, а накладка, расположенная в области ножек зубьев и тела колеса, выполнена обеспечивающей образование смазочных карманов в областях впадин зубьев.The gear wheel contains a body, a ring gear with teeth and a pair of end ring linings mounted on the body and ends of the teeth; each lining is made integral, consisting of two annular lining adjacent to each other in the radial plane of the wheel; the overlay located in the region of the tooth heads is made power providing the flexural strength of the teeth, and the overlay located in the region of the tooth legs and the wheel body is made to form lubricant pockets in the areas of the tooth cavities.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца колеса, и фрагмент сечения зубчатого колеса.The invention is illustrated by the drawing, which shows: a fragment of the gear wheel - view from the end of the wheel, and a fragment of the cross section of the gear.

На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса; зубчатый венец с зубьями 2; силовые торцевые кольцевые накладки 3 и 4; несиловые (герметизирующие) торцевые накладки 5 и 6.The drawing shows: the body 1 of the gear; ring gear with teeth 2; power end ring pads 3 and 4; non-force (sealing) end plates 5 and 6.

Работает данное зубчатое колесо следующим образом. Силовые торцевые кольцевые накладки 3 и 4 при работе колеса в зацеплении с другим колесом в передаче обеспечивают необходимую жесткость зубьев и их изгибную прочность; эти накладки изготавливаются из прочного материала, например - из стали. Торцевые кольцевые накладки 5 и 6 обеспечивают образование смазочных карманов в областях впадин зубьев зубчатого венца и создают благоприятный режим смазывания трущихся зубьев; эти накладки изготавливаются: во-первых - меньшей толщины, чем накладки 3 и 4; во-вторых, могут изготавливаться из материала, отличного от материала (стали) силовых накладок 3 и 4, они могут изготавливаться из менее дорогого материала, например - из пластмассы.This gear works as follows. Power end ring pads 3 and 4 when the wheel is engaged with another wheel in the gear provide the necessary rigidity of the teeth and their bending strength; these pads are made of durable material, such as steel. End ring linings 5 and 6 provide the formation of lubricant pockets in the areas of the depressions of the teeth of the ring gear and create a favorable mode of lubrication of the rubbing teeth; these pads are made: firstly, of lesser thickness than pads 3 and 4; secondly, they can be made of a material different from the material (steel) of the power plates 3 and 4, they can be made of a less expensive material, for example, plastic.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса менее материалоемка - за счет выполнения второй пары накладок (примыкающих к телу колеса) меньшей толщины, а также - за счет выполнения этих накладок из менее дорогого материала.Compared with the prototype, the proposed design of the gear wheel is less material-intensive - due to the implementation of the second pair of plates (adjacent to the body of the wheel) of lesser thickness, and also due to the implementation of these plates from a less expensive material.

Claims

A gear wheel, mainly coarse-grained, heavily loaded, containing a body, a gear ring with teeth and a pair of ring end plates mounted on the wheel body and the ends of the teeth, characterized in that each plate is made of composite, consisting of two ring plates adjacent to each other in the radial plane wheels the overlay located in the region of the tooth heads is made power providing the flexural rigidity of the teeth, and the overlay located in the region of the tooth legs and the wheel body is made to form lubricant pockets in the areas of the tooth cavities.