RU2585435C1 - Gear wheel - Google Patents

Gear wheel Download PDF

Info

Publication number
RU2585435C1
RU2585435C1 RU2015117127/11A RU2015117127A RU2585435C1 RU 2585435 C1 RU2585435 C1 RU 2585435C1 RU 2015117127/11 A RU2015117127/11 A RU 2015117127/11A RU 2015117127 A RU2015117127 A RU 2015117127A RU 2585435 C1 RU2585435 C1 RU 2585435C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tooth
gear
hub
wheel
melt
Prior art date
Application number
RU2015117127/11A
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 RU2015117127/11A priority Critical patent/RU2585435C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2585435C1 publication Critical patent/RU2585435C1/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
    • F16H55/12—Toothed members; Worms with body or rim assembled out of detachable parts

Landscapes

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

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in tooth gears. Gear wheel comprises hub, body in form of pair of disks fixed on hub ends, and gear rim composed of separate teeth, fixed by their ends between inner ends of disks. Each tooth is made of piece of strap with width along whole length, equal to width of toothed rim. Section of piece of strap with one end is bent in form of tooth, starting with main circle of toothed wheel to make its outer surface of tooth surfaces of identical design for given gear: working section of one side surface, tooth top working section of other side surface to main circle of toothed wheel. Remaining part of section of strip is bent, starting with main circle of toothed wheel, at its radius and adjoins hub, piece of strip along whole length, both by their ends fixed on inner ends of both discs. Volume between inner ends of disks and hub is filled with solidified melt, for example plastic, with maximum outer size not greater than radius of dedendum circle. Sections of outer surfaces of melt, located between adjacent sections of strips, immersed into melt, are made flat.
EFFECT: optimised gear wheel design.
1 cl, 2 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.

Известно зубчатое колесо, состоящее из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца с зубьями, нарезанными по внешней окружности тела, см., например, Березовский и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов /Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С. Петров; Под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с, ил., стр. 60, рис. 4.1, а.Known gear wheel, consisting of a hub, a body in the form of a disk and a gear ring with teeth cut along the outer circumference of the body, see, for example, Berezovsky and others. Machine details: Textbook for engineering schools / Yu.N. Berezovsky, D.V. Chernilevsky, M.S. Petrov; Ed. ON. Borodin. - M.: Mechanical Engineering, 1983.- 384 s, ill., P. 60, Fig. 4.1, a.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубчатый венец, состоящий из связанных между собой по своим основаниям зубьев, малоремонтопригоден: в случае выхода из строя (поломки) одного или нескольких зубьев зубчатого венца возникает необходимость замены колеса целиком. Кроме того, зубья зубчатого колеса передают и воспринимают нагрузки - при работе с парным колесом в передаче - только рабочими участками своих боковых поверхностей, а участки боковых поверхностей, расположенные между рабочими участками и окружностями впадин зубьев, в работе не участвуют; поэтому выполнение зубьев по их полной, расчетной, высоте - от окружности вершин зубьев до окружности их впадин - приводит к нерациональному расходованию материала, идущего на изготовление зубьев и колеса в целом.The disadvantage of this design of the gear wheel is that the gear ring, consisting of teeth connected to each other on their bases, is of little repair: in case of failure (breakdown) of one or more teeth of the gear ring, it becomes necessary to replace the whole wheel. In addition, the gear teeth transmit and receive loads - when working with a pair of gears in the transmission - only by the working sections of their side surfaces, and the sections of the side surfaces located between the working sections and the circumferences of the tooth cavities do not participate; therefore, the execution of the teeth at their full, calculated, height - from the circumference of the tops of the teeth to the circumference of their depressions - leads to irrational consumption of material going to the manufacture of teeth and the wheel as a whole.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками, причем зубья выполнены усеченными по своим основаниям с сохранением рабочих участков своих боковых поверхностей, см. положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение по заявке №2013153311/11 от 29.11.2013 г., кл. F16H 55/12.As a prototype, the design of a gear wheel containing a hub, a body in the form of a pair of disks mounted on the ends of the hub, and a gear ring composed of separate, unconnected teeth, fortified by their ends between the disks, the teeth being truncated at their bases with preservation of the working areas of their side surfaces, see the positive decision on the grant of a patent of the Russian Federation for an invention according to application No. 2013153311/11 of 11.29.2013, cl. F16H 55/12.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья выполнены сплошными, что приводит к перерасходу материала, идущего на их изготовление.The disadvantage of this design of the gear wheel is that its teeth are solid, which leads to an overspending of the material used for their manufacture.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и снижение издержек на его изготовление, с сохранением их прочностных характеристик.The invention solves the problem of optimizing the design of the gear wheel and reducing the cost of its manufacture, while maintaining their strength characteristics.

Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец, составленный из отдельных, не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками; причем каждый зуб выполнен из участка отрезка полосы шириной, по всей своей длине, равной ширине зубчатого венца; этот участок, начиная с одного конца отрезка полосы, изогнут по форме зуба, начиная с основной окружности колеса, и с образованием своей внешней поверхностью поверхностей зуба, идентичных расчетным для зуба данного колеса - рабочего участка одной боковой поверхности, вершины зуба и рабочего участка другой боковой поверхности - до основной окружности колеса; остальная часть отрезка полосы отогнута, начиная с основной окружности колеса, по радиусу колеса и прилегает к ступице; отрезок полосы, по всей своей длине, обоими своими торцами укреплен на внутренних торцах обоих дисков; объем между внутренними торцами дисков и ступицей заполнен затвердевшим расплавом, например пластмассы, с максимальным наружным размером относительно центра колеса, не большим, чем радиус окружности впадин; причем участки наружных поверхностей расплава, расположенные между соседними отрезками полос, погруженными в расплав, выполнены плоскими.To this end, the gear wheel contains a hub, a body in the form of a pair of discs mounted on the ends of the hub, and a gear ring made up of separate, unconnected teeth, fortified with their ends between the discs; moreover, each tooth is made of a section of a strip of strip width, along its entire length, equal to the width of the ring gear; this section, starting from one end of a strip segment, is curved in the shape of a tooth, starting from the main circumference of the wheel, and with the formation of its outer surface of tooth surfaces identical to those calculated for the tooth of this wheel - the working section of one side surface, the top of the tooth and the working section of the other side surface - to the main circumference of the wheel; the rest of the strip segment is bent, starting from the main circumference of the wheel, along the radius of the wheel and is adjacent to the hub; a strip segment, along its entire length, with both of its ends is fixed on the inner ends of both disks; the volume between the inner ends of the disks and the hub is filled with solidified melt, for example plastic, with a maximum outer dimension relative to the center of the wheel, not greater than the radius of the circumference of the depressions; moreover, the sections of the outer surfaces of the melt located between adjacent segments of the strips immersed in the melt are made flat.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатое колесо (вид с торца, с местным сечением в плоскости вращения колеса) - фиг. 1, и то же колесо (вид сбоку, в сечении) - фиг. 2.The invention is illustrated by the drawing, which shows: gear (end view, with a local section in the plane of rotation of the wheel) - Fig. 1, and the same wheel (side view, in cross section) - FIG. 2.

На чертеже показаны: ступица 1, тело колеса в виде пары дисков 2 и 3, вершины 4 зубьев, рабочие участки 5 и 6 боковых поверхностей зубьев, ребра жесткости 7; радиус R1 окружности вершин зубьев (4), радиус R2 основной окружности колеса, длина l рабочего участка боковой поверхности зуба, затвердевший расплав 8, максимальный габарит R3 расплава, зазор Δ, направление вращения ω колеса, внутренние поверхности 10, 11 рабочих участков боковых зубьев.The drawing shows: the hub 1, the wheel body in the form of a pair of disks 2 and 3, the tops of 4 teeth, working sections 5 and 6 of the side surfaces of the teeth, stiffeners 7; the radius R 1 of the circle of the tops of the teeth (4), the radius R 2 of the main circumference of the wheel, the length l of the working section of the tooth lateral surface, solidified melt 8, the maximum dimension R 3 of the melt, the gap Δ, the direction of rotation of the ω wheel, the inner surfaces of 10, 11 working sections lateral teeth.

Зубчатое колесо состоит из ступицы 1, на обоих торцах которой укреплена пара дисков 2 и 3 с наружным радиусом R1, равным радиусу вершин 4 зубьев колеса; зубчатый венец выполнен из отдельных, не связанных между собой зубьев; каждый зуб выполнен из участка отрезка полосы шириной, по всей своей длине, равной ширине зубчатого венца; этот участок, начиная с одного конца полосы, изогнут по форме зуба, начиная с основной окружности колеса (радиусом R2), и с образованием своей внешней поверхностью поверхностей зуба, идентичных расчетным для зуба данного колеса - расчетного участка (длиной l) одной боковой поверхности, вершины (4) зуба и рабочего участка 6 другой боковой поверхности до основной окружности (радиусом R2); остальная часть (7) отрезка полосы отогнута, начиная с основной окружности колеса, по его радиусу и прилегает к ступице (1); полоса по всей своей длине, обоими своими торцами укреплена на внутренних торцах дисков (2 и 3) с образованием ребер жесткости (участок 7 полосы), объем между внутренними торцами дисков 2, 3 и ступицей 1 заполнен затвердевшим расплавом 8, например пластмассы, с максимальным наружным размером R3 относительно центра колеса, не большим чем радиус окружности впадин; при этом между основной окружностью (радиусом R2 и максимальным габаритом (R3) расплава образуется зазор Δ; участки наружных поверхностей 9 расплава 8, расположенные между соседними отрезками полос 7, погруженными в расплав (8), выполнены плоскими.The gear wheel consists of a hub 1, at both ends of which a pair of discs 2 and 3 is fixed with an outer radius R 1 equal to the radius of the tops 4 of the gear teeth; the ring gear is made of separate, unconnected teeth; each tooth is made of a section of a strip of strip width, along its entire length, equal to the width of the ring gear; this section, starting from one end of the strip, is curved in the shape of a tooth, starting from the main circumference of the wheel (radius R 2 ), and with the formation of its outer surface of the tooth surfaces that are identical to those calculated for the tooth of this wheel - the calculated section (length l) of one side surface , the tops (4) of the tooth and the working area 6 of the other lateral surface to the main circle (radius R 2 ); the rest of the strip section (7) is bent, starting from the main wheel circumference, along its radius and adjacent to the hub (1); the strip along its entire length, with both ends attached to the inner ends of the disks (2 and 3) with the formation of stiffeners (section 7 of the strip), the volume between the inner ends of the disks 2, 3 and the hub 1 is filled with hardened melt 8, for example plastic, with a maximum an outer dimension of R 3 relative to the center of the wheel, not greater than the radius of the circumference of the depressions; while between the main circle (radius R 2 and the maximum dimension (R 3 ) of the melt, a gap Δ is formed; sections of the outer surfaces 9 of the melt 8 located between adjacent segments of the strips 7 immersed in the melt (8) are made flat.

При работе колеса в зацеплении с парным колесом передачи рабочие нагрузки передаются и воспринимаются колесом посредством рабочих участков 5 и 6 боковых поверхностей каждого зуба, расположенных между окружностью вершин (с радиусом R1) и основной окружностью (с радиусом R2) колеса; участки 7 полос, из которых изготовлены зубья колеса и которые укреплены между внутренними торцами дисков 2 и 3, образуют ребра жесткости, повышая прочность колеса в целом. Присутствие затвердевшего расплава 8 между торцами дисков 2, 3, ступицей 1 и отрезками полос 7 (ребер жесткости) способствует повышению жесткости конструкции колеса. Кроме того, при наличии расплава 8 его наружных поверхностей 9 (выполненных плоскими для удобства выполнения этих поверхностей) образуются полости между этими поверхностями (9), участками 7, отрезков полос, внутренними поверхностями вершин (4) и внутренними поверхностями 10 и 11 рабочих участков боковых сторон зубьев, имеющих зазор Δ между одной боковой стороной зуба и расплавом 8. Наличие этих полостей позволяет при работе колеса с картерным смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения захватывать этими полостями смазочный материал (при вращении колеса по направлению ω) и переносить его в зону зацепления с парным колесом передачи (наличие вышеуказанных поверхностей в совокупности с поверхностями 7 и 6 опережающих зубьев колеса образуют смазочные ванны, в которых происходит зацепление сопряженных зубьев парных колес, что улучшает режим смазывания сопряженных колес).When the wheel is engaged with the twin gear wheel, the workloads are transmitted and received by the wheel by means of working sections 5 and 6 of the side surfaces of each tooth located between the circumference of the peaks (with radius R 1 ) and the main circumference (with radius R 2 ) of the wheel; sections of 7 strips from which the teeth of the wheel are made and which are fixed between the inner ends of the disks 2 and 3 form stiffeners, increasing the strength of the wheel as a whole. The presence of hardened melt 8 between the ends of the disks 2, 3, the hub 1 and the segments of the strips 7 (stiffeners) helps to increase the rigidity of the wheel structure. In addition, in the presence of a melt 8 of its outer surfaces 9 (made flat for the convenience of making these surfaces), cavities are formed between these surfaces (9), sections 7, strip segments, the inner surfaces of the peaks (4) and the inner surfaces 10 and 11 of the working sections of the side the sides of the teeth having a gap Δ between one side of the tooth and the melt 8. The presence of these cavities allows the wheel to be lubricated with liquid lubricant during immersion operation to capture the lubricant mat with these cavities the series (when the wheel rotates in the ω direction) and transfer it to the engagement zone with the twin gear wheel (the presence of the above surfaces in combination with the surfaces of the leading gear teeth 7 and 6 form lubricant baths in which the mating teeth of the pair of wheels engage, which improves the lubrication mode mating wheels).

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить издержки на его изготовление - за счет выполнения зубьев не цельными; прочность колеса при этом обеспечивается наличием ребер жесткости, выполненных из части элементов (полос), из которых изготовлены сами зубья, наличие застывшего расплава повышает прочность колеса. Кроме того, конструкция данного колеса позволяет повысить качество смазывания колеса жидкими смазочными материалами при его картерном смазывании методом погружения.Compared with the prototype, the proposed gear design allows to reduce the cost of its manufacture - due to the implementation of the teeth are not integral; the strength of the wheel is ensured by the presence of stiffeners made of part of the elements (strips) of which the teeth themselves are made, the presence of a solidified melt increases the strength of the wheel. In addition, the design of this wheel allows you to improve the quality of lubrication of the wheel with liquid lubricants during its crankcase lubrication by immersion.

Claims (1)

Зубчатое колесо, содержащее ступицу, тело в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы, и зубчатый венец, составленный из отдельных не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между внутренними торцами дисков, отличающееся тем, что каждый зуб выполнен из участка отрезка полосы шириной, по всей своей длине, равной ширине зубчатого венца, участок отрезка полосы, с одного конца, изогнут по форме зуба, начиная с основной окружности зубчатого колеса, с образованием своей внешней поверхностью поверхностей зуба, идентичных расчетным для зуба данного зубчатого колеса: рабочего участка одной боковой поверхности, вершины зуба и рабочего участка другой боковой поверхности до основной окружности зубчатого колеса, остальная часть отрезка полосы отогнута, начиная с основной окружности зубчатого колеса, по его радиусу и прилегает к ступице, отрезок полосы по всей своей длине, обоими своими торцами укреплен на внутренних торцах обоих дисков, объем между внутренними торцами дисков и ступицей заполнен затвердевшим расплавом, например пластмассы, с максимальным наружным размером, не большим чем радиус окружности впадин, причем участки наружных поверхностей расплава, расположенные между соседними отрезками полос, погруженными в расплав, выполнены плоскими. A gear wheel containing a hub, a body in the form of a pair of discs mounted on the ends of the hub, and a gear ring made up of separate unconnected teeth, fortified by their ends between the inner ends of the discs, characterized in that each tooth is made of a section of a strip of width , along its entire length, equal to the width of the ring gear, the section of the strip segment, from one end, is curved in the shape of the tooth, starting from the main circumference of the gear wheel, with the formation of its outer surface of the tooth surfaces that are identical to countable for the tooth of this gear: the working section of one side surface, the top of the tooth and the working section of the other side surface to the main circumference of the gear, the rest of the strip is bent, starting from the main circumference of the gear, along its radius and adjacent to the hub, the strip along its entire length, with both of its ends, is fixed on the inner ends of both disks, the volume between the inner ends of the disks and the hub is filled with hardened melt, for example plastic, with a maximum of th size not greater than the radius of the circle recesses, wherein the outer portions of the melt surfaces between adjacent segments of the strips immersed into the melt, are flat.
RU2015117127/11A 2015-05-05 2015-05-05 Gear wheel RU2585435C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117127/11A RU2585435C1 (en) 2015-05-05 2015-05-05 Gear wheel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015117127/11A RU2585435C1 (en) 2015-05-05 2015-05-05 Gear wheel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2585435C1 true RU2585435C1 (en) 2016-05-27

Family

ID=56096111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015117127/11A RU2585435C1 (en) 2015-05-05 2015-05-05 Gear wheel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2585435C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1578406A1 (en) * 1988-03-02 1990-07-15 Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта Gear
CN201196256Y (en) * 2008-03-21 2009-02-18 竺祖德 Combination type gear
RU2488725C1 (en) * 2012-05-25 2013-07-27 Елена Николаевна Мендрух Gear wheel
CN103542067A (en) * 2012-07-16 2014-01-29 常州市武进金城齿轮有限公司 Novel combined type gear
RU2544467C1 (en) * 2013-11-29 2015-03-20 Елена Николаевна Мендрух Gear wheel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1578406A1 (en) * 1988-03-02 1990-07-15 Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта Gear
CN201196256Y (en) * 2008-03-21 2009-02-18 竺祖德 Combination type gear
RU2488725C1 (en) * 2012-05-25 2013-07-27 Елена Николаевна Мендрух Gear wheel
CN103542067A (en) * 2012-07-16 2014-01-29 常州市武进金城齿轮有限公司 Novel combined type gear
RU2544467C1 (en) * 2013-11-29 2015-03-20 Елена Николаевна Мендрух Gear wheel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2585435C1 (en) Gear wheel
RU2585436C1 (en) Gear wheel
RU2484336C1 (en) Gear wheel
RU2585685C1 (en) Gear wheel
RU2581965C1 (en) Gear wheel
RU2592164C1 (en) Gear wheel
RU2559439C1 (en) Gear lubricator
RU2584776C1 (en) Gear wheel
RU2632376C1 (en) Gear wheel
RU2580370C1 (en) Gear wheel
RU2609531C1 (en) Tooth-wheel
RU2611678C1 (en) Gear wheel
RU2601489C1 (en) Gear wheel
RU2600403C1 (en) Gear wheel
RU2592175C1 (en) Gear wheel
RU2609533C1 (en) Tooth-wheel
RU2601490C1 (en) Gear wheel
RU2609615C1 (en) Tooth-wheel
RU2585433C1 (en) Gear wheel
RU2616101C1 (en) Gear wheel
RU2592165C1 (en) Gear wheel
RU2600392C1 (en) Gear wheel
RU2632378C1 (en) Gear wheel
RU2559513C1 (en) Gear lubricator
RU2632384C1 (en) Gear wheel