RU2584775C1 - Gear wheel - Google Patents

Gear wheel Download PDF

Info

Publication number
RU2584775C1
RU2584775C1 RU2015124661/11A RU2015124661A RU2584775C1 RU 2584775 C1 RU2584775 C1 RU 2584775C1 RU 2015124661/11 A RU2015124661/11 A RU 2015124661/11A RU 2015124661 A RU2015124661 A RU 2015124661A RU 2584775 C1 RU2584775 C1 RU 2584775C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
teeth
width
sections
gear
ring
Prior art date
Application number
RU2015124661/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Викторович Мендрух
Original Assignee
Николай Викторович Мендрух
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Викторович Мендрух filed Critical Николай Викторович Мендрух
Priority to RU2015124661/11A priority Critical patent/RU2584775C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2584775C1 publication Critical patent/RU2584775C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention can be used in tooth gears. Gear wheel includes body, gear rim with teeth and pair of ring pads fixed on teeth ends and sections of ends of body adjacent to gear rim width of teeth on sections of their heads and feet is gradually varying and inversely proportional to independent of engagement pairing. Boundaries of change of width of teeth are displaced in side of tops and bases of teeth on half value of axial clearance transmission. Outer diameters of ring pads are equal to diameters of circles described by boundaries of change of width of teeth on sections of their heads. In their central cross-sections teeth have a symmetrical cross-like shape.
EFFECT: higher strength of teeth of toothed rim.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears.

Известна конструкция зубчатого колеса, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу; причем наружный диаметр накладок равен диаметру окружности вершин зубчатого венца колеса - см., например, патент на изобретение РФ №2488725, кл. F16H 55/12, опубл. 27.07.2013 г., Бюл. №21.A known design of a gear wheel containing a body, a ring gear with teeth and a pair of ring plates mounted on the ends of the teeth and parts of the ends of the body adjacent to the ring gear; moreover, the outer diameter of the linings is equal to the diameter of the circumference of the tops of the gear rim of the wheel - see, for example, patent for the invention of the Russian Federation No. 2488725, class. F16H 55/12, publ. 07/27/2013, bull. No. 21.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья его зубчатого венца имеют одинаковую ширину боковых (рабочих) поверхностей, участвующих в зацеплении с парным зубчатым колесом, по всей высоте зубьев. Это не учитывает того, что парность зацепления зубьев сопряженных зубчатых колес в передаче неодинакова по высоте зубьев: в районе полюса зацепления зубьев имеет место однопарное зацепление; на участках зубьев, прилегающих к их вершинам и основаниям, имеет место двухпарное зацепление. Прямо пропорциональна величине зацепления, соответственно, и величина нагружения соответствующих участков боковых поверхностей зубьев - в районе полюса зацепления величина нагружения зубьев вдвое больше, чем на участках боковых поверхностей, прилегающих к вершинам и основаниям зубьев. А ширина боковых (рабочих) поверхностей зубьев, выполненная одинаковой по всей высоте зубьев, этой разности в нагружении по высоте зубьев не учитывает и задана с учетом максимального нагружения зубьев (в районе их полюсов). Это приводит к перерасходу материала, идущего на изготовление зубчатого венца и колеса в целом.The disadvantage of this design of the gear wheel is that the teeth of its gear rim have the same width of the side (working) surfaces involved in engagement with the pair of gears over the entire height of the teeth. This does not take into account the fact that the pairing of the teeth of the mating gears in the gear is not identical in height of the teeth: in the region of the pole of gearing of the teeth there is a single-pair gearing; in the areas of the teeth adjacent to their tops and bases, there is a two-pair engagement. Directly proportional to the magnitude of the engagement, respectively, is the magnitude of the loading of the corresponding sections of the tooth flanks — in the region of the meshing pole, the magnitude of the loading of the teeth is twice as large as in the sections of the flank surfaces adjacent to the tops and bases of the teeth. And the width of the lateral (working) surfaces of the teeth, made identical over the entire height of the teeth, does not take into account this difference in loading along the height of the teeth and is set taking into account the maximum loading of the teeth (in the vicinity of their poles). This leads to an overspending of the material going to the manufacture of the ring gear and the wheel as a whole.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2547201, кл. F16H 55/08, опубл. 10.04.2015 г., Бюл. №10. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, причем на участках головок зубьев ширина зубьев выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорциональна зависящей от кратности парности зацепления, причем граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев на величину осевого зазора зубчатой передачи.As a prototype taken gear design according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2547201, class. F16H 55/08, publ. 04/10/2015, Bull. No. 10. Its essence lies in the fact that the gear wheel contains a body and a gear ring with teeth, moreover, in the areas of the tooth heads the width of the teeth is made stepwise varying and inversely proportional to the gearing pairing, and the border of the width shift is shifted towards the tops of the teeth by the value of the axial clearance of the gear transmission.

Недостаток прототипа состоит в том, что кратность парности зацепления зубьев учтена только для их головок (ширина зубьев на участках головок с двухпарным зацеплением уменьшена вдвое - кратно парности зацепления на этих участках); а для участков ножек с такой же парностью зацепления такого учета нет, и ножки по всей своей высоте выполнены с номинальной шириной, такой же, как для участков зубьев по их высоте с однопарным зацеплением. Выполнение ширины участков ножек с двухпарным зацеплением номинальной (полной) величины приводит к неоправданному расходу материала, идущего на изготовление этих ножек, что нерационально и способствует увеличению издержек на изготовление зубчатого венца и колеса в целом.The disadvantage of the prototype is that the multiplicity of the pair of gearing of the teeth is taken into account only for their heads (the width of the teeth in the areas of the heads with two-pair gearing is reduced by half - a multiple of the pairing of gearing in these areas); and for sections of legs with the same pair of engagement there is no such accounting, and legs along their entire height are made with a nominal width, the same as for sections of teeth along their height with single-pair engagement. The implementation of the width of the sections of the legs with two-pair engagement of the nominal (full) value leads to an unjustified consumption of material going to the manufacture of these legs, which is irrational and contributes to an increase in the cost of manufacturing the ring gear and the wheel as a whole.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса, снижения издержек на его изготовление, и повышения прочности зубьев его зубчатого венца.The invention solves the problem of optimizing the design of the gear wheel, reducing the cost of its manufacture, and increasing the strength of the teeth of its gear ring.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, ширина зубьев которого на участках их головок выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления; а граница изменения ширины смещена в сторону вершин зубьев; причем ширина зубьев на участках их ножек выполнена аналогично, причем границы изменения ширины зубьев на участках их головок и ножек смещены в стороны вершин и оснований зубьев на величину половины осевого зазора передачи; наружные диаметры кольцевых накладок равны диаметрам окружностей, описываемых границами изменения ширины зубьев на участках их головок; а в своих центральных поперечных сечениях зубья имеют симметричную крестообразную форму.To this end, the gear wheel contains a body, a ring gear with teeth and a pair of ring plates mounted on the ends of the teeth and parts of the ends of the body adjacent to the ring gear, the width of the teeth of which on the sections of their heads is made stepwise varying and inversely proportional to the multiplicity of gearing; and the border of the width change is shifted towards the tops of the teeth; moreover, the width of the teeth in the areas of their legs is made similarly, and the boundaries of the width of the teeth in the areas of their heads and legs are shifted to the sides of the tops and bases of the teeth by half the axial clearance of the transmission; the outer diameters of the annular linings are equal to the diameters of the circles described by the boundaries of the width of the teeth in the areas of their heads; and in their central cross sections, the teeth have a symmetrical cruciform shape.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено зубчатое колесо (вид сбоку в сечении, с проекцией на сечение характеристик боковых поверхностей - полюсной линии и границ участков с разной парностью зацепления).The invention is illustrated by the drawing, which shows the gear wheel (side view in cross section, with a projection on the cross section of the characteristics of the side surfaces of the pole line and the boundaries of sections with different pairing gearing).

На чертеже показаны: тело 1, зуб 2 зубчатого венца, торцевые кольцевые накладки 3 и 4; диаметр Дв окружности вершин зубчатого венца, диаметр Двп окружности впадин зубчатого венца, ширина В зубчатого венца, наружный диаметр Дн торцевых накладок, внутренний диаметр Двн торцевых кольцевых накладок, высота h зуба, полюсная линия р-р зуба, участок ho высоты зуба с однопарным зацеплением, участки hд высоты зуба с двухпарным зацеплением, осевой зазор (с) зубчатой передачи, участок h1 по высоте зуба с полной шириной (В) зуба; участки h2 и h3 с уменьшенной шириной (В/2) зуба.The drawing shows: body 1, tooth 2 of the ring gear, end ring pads 3 and 4; diameter D in circumference vertices toothing, the diameter D sn root circle toothing, the width B of the gear ring, the outer diameter D n of the end cover plates, the inner diameter D ext end ring pads, the height h of the tooth, the pole line p-p of the tooth, a portion h o tooth heights with single-pair gearing, sections hd of tooth height with two-pair gearing, axial clearance (s) of gear transmission, section h 1 along tooth height with full tooth width (B); sections h 2 and h 3 with a reduced width (B / 2) of the tooth.

Зубчатое колесо состоит из тела 1, зубчатого венца с диаметром окружности вершин Дв и диаметром окружности впадин Двп, зубьев 2 высотой h и номинальной шириной В (равной ширине зубчатого венца) и пары торцевых кольцевых накладок 3 и 4, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела (1), прилегающих к зубчатому венцу. На участках головок и ножек зубьев с однопарным зацеплением (участки ho) ширина зубьев - В; на участках головок и ножек зубьев с двухпарным зацеплением (участки hд), со смещением в сторону вершин и оснований зубьев на величину с/2, равную половине осевого зазора с передачи, ширина зубьев равна половине ширины зубчатого венца и составляет величину В/2. В итоге на участках размером h1 ширина зубьев равна В, а на участках h2 и h3 ширина зубьев равна В/2. Внутренние диаметры накладок 3 и 4 - Двн, они перекрывают части торцов тела 1. Наружные диаметры накладок (3 и 4) - Дн - равны диаметру окружности, описываемой границей изменения ширины зубьев (с В на В/2) на участках головок зубьев (на расстоянии h3+h1 от оснований зубьев (от окружности впадин зубьев диаметром Двп).A gear wheel consists of a body 1, a gear ring with a diameter of the circumference of the peaks D in and a diameter of the circumference of the hollows D VP , teeth 2 of height h and a nominal width B (equal to the width of the gear ring) and a pair of end ring plates 3 and 4, mounted on the ends of the teeth and areas of the ends of the body (1) adjacent to the ring gear. In areas of the heads and legs of the teeth with single-pair engagement (sections h o ) the width of the teeth - In; in the areas of the heads and legs of teeth with two-pair engagement (sections h d ), with a shift towards the tops and bases of the teeth by c / 2 equal to half the axial clearance from the transmission, the width of the teeth is half the width of the ring gear and is B / 2. As a result, in areas of size h 1 the width of the teeth is B, and in areas of h 2 and h 3 the width of the teeth is B / 2. The inner diameters of the pads 3 and 4 - D nn , they overlap the parts of the ends of the body 1. The outer diameters of the pads (3 and 4) - D n - are equal to the diameter of the circle described by the border of the change in the width of the teeth (from B to B / 2) in the areas of the tooth heads (at a distance of h 3 + h 1 from the base of the teeth (from the circumference of the hollows of the teeth with a diameter of D VP ).

При работе колеса в передаче каждый его зуб по своей высоте h имеет участок однопарного зацепления (участок ho) и два участка двухпарного зацепления (участки hд). При однопарном зацеплении на зуб действует полная нагрузка, воспринимаемая колесом в передаче, а при двухпарном - половина этой нагрузки. Этот фактор учитывается изменением ширины зубьев по их высоте. Смещение границы изменения ширины зубьев - в стороны вершин и оснований зубьев - на величину половины величины осевого зазора (с) передачи - учитывают возможные неточности сборки парных колес передачи и погрешности в их работе. Наличие торцевых кольцевых накладок 3 и 4 позволяет увеличить в целом жесткость зубьев зубчатого венца колеса, а также не позволяет снизить их прочность при уменьшении ширины ножек этих зубьев.When the wheel is in gear, each tooth in its height h has a single-pair engagement section (section h o ) and two two-pair engagement sections (sections h d ). With a single-pair gearing, the tooth is subjected to the full load perceived by the wheel in the gear, and with two-pair gearing, half of this load. This factor is taken into account by changing the width of the teeth along their height. The shift of the border of the change in the width of the teeth - in the direction of the tops and bases of the teeth - by half the value of the axial clearance (s) of the transmission - take into account possible inaccuracies in the assembly of paired transmission wheels and errors in their operation. The presence of end ring linings 3 and 4 allows you to increase the overall rigidity of the teeth of the gear rim of the wheel, and also does not reduce their strength while reducing the width of the legs of these teeth.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса имеет меньшую материалоемкость - за счет уменьшения ширины ножек зубьев на участках их двухпарного зацепления, а наличие кольцевых накладок, связывающих между собой зубья колеса (по их торцам) и тело колеса, повышает изгибную прочность зубьев, и позволяет не уменьшать изгибную прочность зубьев и их жесткость при уменьшении ширины ножек зубьев.Compared with the prototype, the proposed design of the gear wheel has a lower material consumption - by reducing the width of the teeth of the teeth in the areas of their two-pair engagement, and the presence of ring pads connecting the teeth of the wheel (at their ends) and the wheel body, increases the flexural strength of the teeth, and allows Do not reduce the flexural strength of the teeth and their rigidity while reducing the width of the tooth legs.

Claims (1)

Зубчатое колесо, содержащее тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и частях торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, ширина зубьев зубчатого венца на участках их головок выполнена ступенчато изменяющейся и обратно пропорционально зависящей от кратности парности зацепления, а граница изменения ширины зубьев зубчатого венца смещена в сторону вершин зубьев, отличающееся тем, что ширина зубьев на участках ножек выполнена аналогично, причем границы изменения ширины зубьев на участках их головок и ножек смещены в стороны вершин и оснований зубьев на половину величины осевого зазора зубчатой передачи, в которой участвует зубчатое колесо, наружные диаметры кольцевых накладок равны диаметру окружности, описываемой границей изменений ширины зубьев на участках их головок, а в своих центральных поперечных сечениях зубья имеют симметричную крестообразную форму. A gear wheel containing a body, a ring gear with teeth and a pair of ring plates mounted on the ends of the teeth and parts of the ends of the body adjacent to the ring gear, the width of the teeth of the ring gear on the parts of their heads is made stepwise varying and inversely proportional to the multiplicity of gearing, and the border for changing the width of the teeth of the ring gear is shifted towards the tops of the teeth, characterized in that the width of the teeth in the sections of the legs is made similarly, and the borders of the change in the width of the teeth in the sections of their goals the lug and legs are shifted to the sides of the tops and bases of the teeth by half the value of the axial clearance of the gear in which the gear wheel participates, the outer diameters of the ring overlays are equal to the diameter of the circle described by the boundary of the changes in the width of the teeth in the areas of their heads, and in their central cross sections the teeth have symmetrical cruciform shape.
RU2015124661/11A 2015-06-23 2015-06-23 Gear wheel RU2584775C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124661/11A RU2584775C1 (en) 2015-06-23 2015-06-23 Gear wheel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124661/11A RU2584775C1 (en) 2015-06-23 2015-06-23 Gear wheel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2584775C1 true RU2584775C1 (en) 2016-05-20

Family

ID=56012290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124661/11A RU2584775C1 (en) 2015-06-23 2015-06-23 Gear wheel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2584775C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1486662A1 (en) * 1987-12-21 1989-06-15 Kazakhsk Polt Inst Spur gear
KR19980034461A (en) * 1996-11-07 1998-08-05 권준호 Food Waste Treatment Device
RU2547201C1 (en) * 2013-12-17 2015-04-10 Елена Николаевна Мендрух Tooth-wheel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1486662A1 (en) * 1987-12-21 1989-06-15 Kazakhsk Polt Inst Spur gear
KR19980034461A (en) * 1996-11-07 1998-08-05 권준호 Food Waste Treatment Device
RU2547201C1 (en) * 2013-12-17 2015-04-10 Елена Николаевна Мендрух Tooth-wheel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2547201C1 (en) Tooth-wheel
RU2584775C1 (en) Gear wheel
RU2600393C1 (en) Gear wheel
RU2595215C1 (en) Gear wheel
RU2595050C1 (en) Gear wheel
RU2586744C1 (en) Gear wheel
RU2595056C1 (en) Gear wheel
RU2600395C1 (en) Gear wheel
RU2601460C1 (en) Gear wheel
RU2597747C1 (en) Gear wheel
RU2580407C1 (en) Gear wheel
RU2601463C1 (en) Gear wheel
RU2592165C1 (en) Gear wheel
RU2017101695A (en) REDUCER
RU2527647C1 (en) Gear wheel
RU2600394C1 (en) Gear wheel
RU2632361C1 (en) Gear wheel
RU2598872C1 (en) Gear wheel
RU2580370C1 (en) Gear wheel
RU2600396C1 (en) Gear wheel
RU2632382C1 (en) Gear wheel
RU2635718C1 (en) Gear wheel
RU2544470C1 (en) Gear wheel
RU2642015C1 (en) Gear wheel
RU2495305C1 (en) Gear wheel