RU2534167C1

RU2534167C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2534167C1
Application number: RU2013128679/11A
Authority: RU
Inventors: Елена Николаевна Мендрух; Николай Викторович Мендрух; Наталья Сергеевна Терзиева
Original assignee: Елена Николаевна Мендрух; Николай Викторович Мендрух; Наталья Сергеевна Терзиева
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2014-11-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: gear wheel includes body, gear rim with teeth and a pair of ring pads fixed on the body and covering teeth edges. Gear rim is made of separate teeth that are not connected to each other. Each tooth is fixed on an axis fixed between pads so that it can be turned in the wheel rotation plane. Between the tooth base and the wheel body a clearance is provisioned. The tooth base has a rectangular protuberance depressed in the wheel body. The wheel body has a companion recess with a possibility of protuberance movement with the tooth rotation. The protuberance plane located opposite to the lateral side of a tooth, exposed to shock loads, adjoins to a companion plane of the recess, and between an opposite plane of the protuberance and companion plane of the recess the elastic element is located.

EFFECT: shock strength of teeth gear wheels is increased.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых колесах, зубья которых подвержены ударным нагружениям в одном направлении вращения колеса.The invention relates to mechanical engineering, namely to machine parts, and can be used in gear wheels, the teeth of which are subject to shock loads in one direction of rotation of the wheel.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями (см., например, Иосилевич Г.Б. и др. Прикладная механика: Для студентов втузов / Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985. - 576 с. с ил., стр.315).A gear wheel is known that contains a body and a ring gear with teeth (see, for example, Iosilevich GB and other Applied Mechanics: For students of technical colleges / GB Iosilevich, P. A. Lebedev, V. S. Strelyaev. - M.: Mechanical Engineering, 1985.- 576 pp. With ill., P. 315).

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при ударных нагрузках на его зубья, зубья подвержены деформациям и разрушениям.The disadvantage of this gear wheel is that under shock loads on its teeth, the teeth are subject to deformation and destruction.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело и зубчатый венец с зубьями (см. Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. Для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил., стр.154).As a prototype, the design of the gear wheel containing the body and the ring gear with teeth was taken (see Guzenkov P.G. Machine details: Textbook. For universities. - 4th ed., Rev. M .: Higher school., 1986. - 359 p.: Ill., P. 154).

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при ударных нагрузках, испытываемых зубьями колеса при его работе, зубья подвержены пластическим деформациям и существует опасность их излома. При этом самое опасное место с точки зрения рассмотрения ударных нагрузок - вершины зубьев. При этом часто при работе зубчатых колес их зубья испытывают ударные нагрузки только при вращении колеса в какую-нибудь одну сторону - приводы компрессоров, прессов и т.п.The disadvantage of this design of the gear wheel is that during shock loads experienced by the teeth of the wheel during its operation, the teeth are subject to plastic deformation and there is a risk of fracture. In this case, the most dangerous place from the point of view of considering shock loads is the tops of the teeth. Moreover, often when the gears are running, their teeth experience shock loads only when the wheels rotate in one direction — compressors, presses, etc.

Изобретением решается задача повышения ударной прочности зубьев зубчатых колес.The invention solves the problem of increasing the impact strength of the gear teeth.

Это достигается тем, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на теле колеса и перекрывающих торцы зубьев, причем зубчатый венец выполнен из отдельных не связанных друг с другом зубьев; каждый зуб установлен на оси, укрепленной между накладками, с возможностью поворота на ней в плоскости вращения колеса; между основанием зуба и телом колеса выполнен зазор; основание зуба снабжено выступом прямоугольного сечения, углубленным в тело колеса; в теле выполнено ответное углубление с обеспечением перемещения в нем выступа при повороте зуба; плоскость выступа, расположенная противоположно относительно боковой поверхности зуба, подверженной ударному нагружению, прилегает к ответной плоскости углубления; а между противоположной плоскостью выступа и ответной плоскостью углубления расположен упругий элемент.This is achieved by the fact that the gear wheel contains a body, a ring gear with teeth and a pair of ring plates mounted on the wheel body and overlapping the ends of the teeth, and the ring gear is made of separate unrelated teeth; each tooth is mounted on an axis fixed between the plates, with the possibility of rotation on it in the plane of rotation of the wheel; a gap is made between the tooth base and the wheel body; the base of the tooth is equipped with a protrusion of rectangular cross section, deepened in the body of the wheel; a reciprocal recess is made in the body, with the protrusion moving in it when the tooth is rotated; the protrusion plane, located opposite to the side surface of the tooth, subjected to shock loading, abuts against the reciprocal plane of the recess; and between the opposite plane of the protrusion and the response plane of the recess is an elastic element.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид со стороны вершин зубьев (фиг.1), фрагменты сечения колеса (фиг.2, 3).The invention is illustrated by drawings, which depict: a fragment of the gear wheel - a view from the side of the tops of the teeth (figure 1), fragments of a section of the wheel (figure 2, 3).

На чертежах показаны: тело 1 колеса, наружная окружность 2 тела колеса, кольцевые накладки 3 и 4 с внутренней окружностью 5 и наружной окружностью 6; ось 7; крепления 8 и оси между кольцевыми накладками; зуб 9; основание 10 зуба; зазор 11 между основанием зуба и телом колеса (размером h₁); выступ 12 основания зуба; основание 13 выступа; основание 14 впадины; зазор h₂ между основанием выступа и основанием впадины; рабочие плоскости 15 и 16 выступа; плоскости 17 и 18 впадины; упругий элемент 19.The drawings show: wheel body 1, outer circumference 2 of the wheel body, ring pads 3 and 4 with inner circumference 5 and outer circumference 6; axis 7; mounting 8 and the axis between the annular plates; tooth 9; base 10 of the tooth; the gap 11 between the base of the tooth and the body of the wheel (size h ₁ ); protrusion 12 of the base of the tooth; base 13 of the protrusion; base 14 of the cavity; a gap h ₂ between the base of the protrusion and the base of the cavity; work planes 15 and 16 of the protrusion; planes 17 and 18 of the depression; elastic element 19.

Работает данное зубчатое колесо следующим образом. При действии на зубья колеса номинальных (Р_н) нагрузок, прилагаемых к любой боковой рабочей стороне зуба (номинальные нагрузки по величине меньше, чем ударные нагрузки Р_уд), зуб под действием упругого элемента находится в обычном положении - его ось симметрии направлена по радиусу колеса. При действии нагрузки Р_н1 это положение обеспечивается упором плоскости 15 выступа 12 в плоскость 17 впадины в теле 1 колеса; при действии нагрузки Р_н2 - с другой стороны зуба - обычное положение зуба обеспечивается жесткостью упругого элемента 19. При действии на зуб ударной нагрузки Р_уд происходит поворот зуба (на угол α), при этом компенсируется действующий удар от нагрузки. Степень реакции зуба на ударные нагрузки задается подбором жесткости упругого элемента 19, а также подбором параметров размеров h₃, h₄, h₅.This gear works as follows. Under the action of nominal (P _n ) loads on the wheel teeth applied to any lateral working side of the tooth (the nominal loads are smaller in magnitude than the shock loads P _beats ), the tooth is in the usual position under the action of the elastic element - its axis of symmetry is directed along the radius of the wheel . Under the action of the load P _n1 this position is provided by focusing the plane 15 of the protrusion 12 in the plane 17 of the cavity in the body 1 of the wheel; under the action of the load P _n2 - on the other side of the tooth - the normal position of the tooth is ensured by the stiffness of the elastic element 19. When the tooth is _subjected to an impact load P _beats , the tooth rotates (by an angle α), while the existing impact from the load is compensated. The degree of tooth reaction to shock loads is determined by the selection of the stiffness of the elastic element 19, as well as by the selection of size parameters h ₃ , h ₄ , h ₅ .

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет компенсировать влияние ударных нагрузок на зубья колеса, тем самым - повысить его ударную прочность и надежность.Compared with the prototype, the proposed design of the gear wheel allows you to compensate for the impact of shock loads on the teeth of the wheel, thereby increasing its impact strength and reliability.

Claims

A gear wheel, mainly subjected to shock loads in one direction of rotation of the wheel, comprising a body, a ring gear with teeth and a pair of ring plates mounted on the wheel body and overlapping the ends of the teeth, characterized in that the ring gear is made of separate, unconnected teeth, each tooth is mounted on an axis fixed between the pads, with the possibility of rotation on it in the plane of rotation of the wheel, a gap is made between the tooth base and the wheel body, the tooth base is provided with a protrusion of a rectangular the section deepened in the body of the wheel, the reciprocal recess is made in the body of the wheel to ensure that the protrusion moves in it when the tooth is rotated, the protrusion plane located opposite to the side of the tooth subjected to shock loading is adjacent to the reciprocal plane of the recess, and between the opposite protrusion plane and the reciprocal the plane of the recess is an elastic element.