RU2592175C1

RU2592175C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2592175C1
Application number: RU2015121384/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2016-07-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to machine parts, and can be used in tooth gears. Gear wheel consists of a hub, a body in the form of a disk and a toothed rim made as a profiled ring from a strip. External profile and outer diameter of the rim correspond to profile and diameter of the top circle calculated for the toothed rim of the given wheel. Profiled ring by one end face is secured on the disk end face, and at second end of profiled ring flat ring is mounted with inner diameter equal to inner diameter of profiled ring and outer diameter is not less than diameter of circle of tops of toothed rim. Disk and flat ring outer diameters are larger than outer diameter of profiled ring. Thickness of the disc from its outer end along its whole circumference, at sections with radius larger than that of the toothed rim tops, is reduced to a value not exceeding the value of the flat ring thickness.

EFFECT: higher quality of lubrication of teeth working surfaces is achieved.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears lubricated with plastic lubricants.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело со ступицей и зубчатый венец с зубьями, изготовленными из одной заготовки (см., например, Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил., стр. 44).A gear wheel is known that contains a body with a hub and a gear rim with teeth made from the same workpiece (see, for example, Dunaev P.F., Lelikov O.P. Machine parts. Course design: Textbook for mechanical engineering. Special technical schools . - M.: Higher school., 1984. - 336 p., Ill., P. 44).

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при его изготовлении из цельной заготовки, на изготовление тела со ступицей, используется тот же самый материал, что и на изготовление зубчатого венца - самого ответственного элемента зубчатого колеса, подвергающегося изнашиванию в процессе работы колеса, и требующего изготовление его из износостойкого материала.The disadvantage of this gear wheel is that when it is made from a whole billet, the same material is used for the manufacture of the body with the hub as for the manufacture of the ring gear - the most important element of the gear wheel that undergoes wear during operation of the wheel, and which requires its manufacture from wear-resistant material.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2548446, кл. F16H 55/12, опубл. 20.04.2015 г., бюл. №11. Зубчатое колесо состоит из тела в виде диска со ступицей и зубчатого венца; причем наружный диаметр диска равен окружности вершин зубчатого венца; зубчатый венец выполнен в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца, наружный профиль кольца соответствует профилю зубчатого венца, расчетного для данного колеса; кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на втором торце кольца укреплено плоское кольцо, наружный и внутренний диаметры которого равны соответствующим диаметрам профильного кольца.As a prototype taken gear design according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2548446, class. F16H 55/12, publ. 04/20/2015, bull. No. 11. The gear wheel consists of a body in the form of a disk with a hub and a gear ring; moreover, the outer diameter of the disk is equal to the circumference of the vertices of the ring gear; the ring gear is made in the form of a profile ring from a strip with a width equal to the width of the ring gear, the outer profile of the ring corresponds to the profile of the ring gear calculated for this wheel; the ring is fixed with one end of its own at the end of the disk, and at the second end of the ring a flat ring is fixed, the outer and inner diameters of which are equal to the corresponding diameters of the profile ring.

Недостаток прототипа состоит в том, что при работе колеса со смазыванием пластичным смазочным материалом этот смазочный материал вытесняется из зоны трения - с боковых (рабочих) поверхностей зубьев сопряженными зубьями парного колеса передачи. При этом смазочный материал перемещается на внутренние поверхности торцов диска и плоского кольца, вершины зубьев, окружные поверхности диска и плоского кольца и на наружные торцевые поверхности диска и кольца. Удаление смазочного материала из зоны трения ухудшает режим смазывания боковых (рабочих) поверхностей зубьев колеса и интенсифицирует процессы их изнашивания.The disadvantage of the prototype is that when the wheel is lubricated with plastic lubricant, this lubricant is displaced from the friction zone - from the side (working) tooth surfaces with the conjugate teeth of the twin gear wheels. In this case, the lubricant moves to the inner surfaces of the ends of the disk and the flat ring, the tops of the teeth, the circumferential surfaces of the disk and the flat ring, and to the outer end surfaces of the disk and ring. Removing the lubricant from the friction zone worsens the lubrication mode of the side (working) surfaces of the teeth of the wheel and intensifies the processes of their wear.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания боковых (рабочих) поверхностей зубьев колеса.The invention solves the problem of improving the quality of lubrication of the side (working) surfaces of the teeth of the wheel.

Для этого зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца. Зубчатый венец выполнен в виде профильного кольца из полосы, наружный профиль и наружный диаметр которого соответствуют профилю и диаметру окружности вершин, расчетным для зубчатого венца данного колеса; профильное кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на втором торце профильного кольца укреплено плоское кольцо с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру профильного кольца, и с наружным диаметром, не меньшим, чем диаметр окружности вершин зубчатого венца; причем наружные диаметры диска и плоского кольца превышают наружный диаметр профильного кольца; а толщина диска с наружного его торца, по всей его окружности, на участках с радиусом, превышающим радиус вершин зубчатого венца, уменьшена до величины, не превышающей величины толщины плоского кольца.For this, the gear consists of a hub, a body in the form of a disk and a gear ring. The ring gear is made in the form of a profile ring from a strip, the outer profile and outer diameter of which correspond to the profile and diameter of the circumference of the peaks, calculated for the ring gear of this wheel; the profile ring is fixed with one end on the end of the disk, and on the second end of the profile ring a flat ring is fixed with an inner diameter equal to the inner diameter of the profile ring and with an outer diameter not less than the diameter of the circumference of the tops of the ring gear; moreover, the outer diameters of the disk and the flat ring exceed the outer diameter of the profile ring; and the thickness of the disk from its outer end, over its entire circumference, in areas with a radius greater than the radius of the tops of the ring gear, is reduced to a value not exceeding the thickness of the flat ring.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо (вид с торца) - фиг. 1, то же (вид сбоку) - фиг. 2.The invention is illustrated by drawings, which depict: gear (end view) - Fig. 1, the same (side view) - FIG. 2.

На чертеже показаны: ступица 1, диск 2 тела, зубчатый венец (профильное кольцо из полосы) 3, зубья 4 зубчатого венца, боковые (рабочие) поверхности 5 и 6 зубьев (4), плоское кольцо 7; ширина В зубчатого венца; толщина с полосы профильного кольца (зубчатого венца 3); диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца (наружный диаметр профильного кольца); радиус R_вп окружности впадин зубчатого венца; радиус R внутренней окружности профильного кольца; ширина (общая) В зубчатого венца (профильного кольца) 3; наружный диаметр Д_н (радиус R_н) диска 1 и плоского кольца 7; разница h между наружными радиусами R_н диска 1 (и кольца 7) и наружным радиусом (радиусом вершин зубчатого венца) R_в профильного кольца; толщина в_к плоского кольца (7); полная толщина в_д диска (1); уменьшенная толщина в диска (1).The drawing shows: the hub 1, the disk 2 of the body, the ring gear (profile ring from the strip) 3, the teeth 4 of the ring gear, the side (working) surfaces 5 and 6 of the teeth (4), a flat ring 7; the width of the ring gear; thickness from a strip of a profile ring (ring gear 3); diameter D _{in the} circumference of the tops of the ring gear (outer diameter of the profile ring); the radius of the root circle R _ch toothing; radius R of the inner circumference of the profile ring; width (total) In the ring gear (profile ring) 3; outer diameter D _n (radius R _n ) of the disk 1 and the flat ring 7; difference h between the outer radius R _n of the disc 1 (and ring 7) and the outer radius (vertex radius toothing) R _a profile ring; thickness in _k flat ring (7); total thickness in _{d of the} disk (1); reduced thickness in the disk (1).

Зубчатое колесо состоит из ступицы 1, тела в виде диска 2, и зубчатого венца 3, выполненного в виде профильного кольца из полосы толщиной с, с образованием зубьев 4 с боковыми (рабочими) поверхностями 5 и 6. Одним своим торцом профильное кольцо укреплено на торце диска 2, а на втором торце профильного кольца укреплено плоское кольцо 7. Профильное кольцо имеет внутренний диаметр R, наружный его диаметр равен диаметру окружности вершин Д_в расчетного зубчатого венца с радиусом окружности впадин R_вп. Наружные радиусы диска 1 и плоского кольца 7 выполнены большего радиуса (величиной R_н), чем радиус вершин R_в зубчатого венца колеса - на величину h. А толщина диска 1 с наружного его торца, по всей его окружности, на участках с радиусом, превышающим радиус вершин R_в зубчатого венца (на участке длиной R_н-R_в=h), уменьшена до величины в, не превышающей величину толщины в_к плоского кольца 7.The gear wheel consists of a hub 1, a body in the form of a disk 2, and a gear ring 3, made in the form of a profile ring from a strip of thickness c, with the formation of teeth 4 with side (working) surfaces 5 and 6. With one of its ends, the profile ring is mounted on the end disk 2, and the second end of the profile ring strengthened flat ring 7. The profile ring has an inner diameter R, outer diameter equal to the diameter D circle vertices calculated _in toothing with the root circle radius R _ch. The outer radii of the disk 1 and the flat ring 7 are made of a larger radius (R _n value) than the radius of the vertices R _{in the} ring gear - by the value of h. A thickness of the disk 1 with its outer end, over its entire circumference, in areas with a radius greater than the radius of vertices R _to the gear ring (the area of length _n -R _a R = h), is reduced to a value not exceeding the value in _a thickness flat ring 7.

При работе зубчатого колеса со смазыванием пластичным смазочным материалом, этот смазочный материал в процессе зацепления зубьев колеса с зубьями парного колеса передачи, вытесняется этими зубьями с боковых (рабочих) поверхностей 5 и 6 зубьев 4 колеса. Превышение (h) наружных радиусов диска 1 и плоского кольца 7 над радиусом окружности вершин R_в зубчатого венца позволяет локализовать зону трения сопряженных зубьев парных колес передачи и предотвратить вытеснение пластичного смазочного материала из этой зоны. А выполнение толщины диска 1 уменьшенной (с величины с до величины в) на части поверхности диска 1 позволяет снизить расход материала, идущего на изготовление этого диска и зубчатого колеса в целом.When the gear wheel is lubricated with a plastic lubricant, this lubricant is displaced by the teeth from the side (working) surfaces of the 5 and 6 teeths of the 4 wheels during gearing of the teeth of the wheel with the teeth of the twin gear wheels. The excess (h) of the outer radii of the disk 1 and the flat ring 7 over the radius of the circumference of the peaks R _{in the} ring gear allows the friction zone of the mating teeth of the paired gear wheels to be localized and to prevent the displacement of plastic lubricant from this zone. And the implementation of the thickness of the disk 1 reduced (from value c to value b) on a part of the surface of the disk 1 can reduce the consumption of material going to the manufacture of this disk and the gear wheel as a whole.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет предотвратить вытеснение пластичного смазочного материала из зоны трения сопряженных зубьев парных колес передачи, и тем самым повысить качество смазывания зубьев колеса; а выполнение част диска (тела) колеса меньшей толщины, позволяет снизить расход материала, идущего на изготовление диска и плоского кольца увеличенного диаметра.Compared with the prototype, the proposed design of the gear wheel prevents the displacement of the plastic lubricant from the friction zone of the mating teeth of the paired gear wheels, and thereby improve the lubrication quality of the gear teeth; and the implementation of the frequent disk (body) of the wheel of smaller thickness, reduces the consumption of material going to the manufacture of the disk and a flat ring of increased diameter.

Claims

A gear wheel containing a hub, a disk-shaped body and a gear ring made in the form of a profile ring from a strip, the outer profile and outer diameter of which correspond to the profile and diameter of the circumference of the peaks, calculated for the gear ring of this wheel; the profile ring is fixed with one end on the end of the disk, and on the second end of the profile ring a flat ring is fixed with an inner diameter equal to the inner diameter of the profile ring and with an outer diameter not less than the diameter of the circumference of the tops of the ring gear, characterized in that the outer diameters the disk and the flat ring are larger than the outer diameter of the profile ring; and the thickness of the disk from its outer end, over its entire circumference, in areas with a radius exceeding the radius of the tops of the ring gear, is reduced to a value not exceeding the thickness of the flat ring.