RU2595047C1

RU2595047C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2595047C1
Application number: RU2015132719/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2016-08-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to machine parts, and can be used in tooth gears with coarse-grained large-diameter gear wheels with impact loading mode of teeth of different amplitude along circumferences of wheels. Gear wheel includes a body, a gear rim with teeth and a pair of flat ring pads fixed on teeth ends. Sections of ring pads between adjacent pairs of teeth are made with an arched shape, bent in plane of rotation of gear wheel in direction from its centre, and values of curvature radii of said sections of ring pads are directly proportional to values of amplitudes of impact loading of teeth.

EFFECT: providing damping of impact loads acting on wheel teeth of large diameter.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами большого диаметра с ударным режимом нагружения зубьев разновеликой амплитуды по окружностям колес.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears with large-modular gear wheels of large diameter with shock loading of teeth of different amplitude on the circumference of the wheels.

Известна конструкция зубчатого колеса, содержащего тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 178, рис. 12.12, а.A known design of the gear wheel containing the body and the ring gear with teeth - see, for example, "P. Guzenkov. Machine details: Textbook. for universities. - 4th ed., Rev. M .: Higher. school, 1986. - 359 pp., ill. ”, p. 178, fig. 12.12, a.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья колеса, испытывающие нагружения в процессе его работы в передаче, подвержены изгибающим нагрузкам, способным привести к излому зубьев.The disadvantage of this design of the gear wheel is that the teeth of the wheel, experiencing stress during its operation in the transmission, are subject to bending loads that can lead to fracture of the teeth.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по А.С. СССР №1578406, кл. F16H 55/12, опубл. 15.07.90 г., Бюл. №26. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев. Накладки, связывающие между собой зубья колеса, повышают их взаимную жесткость и изгибную прочность, препятствующие излому зубьев под воздействием испытываемых зубьями колеса нагрузок при его работе в передаче.As a prototype taken gear design according to A.S. USSR No. 1578406, class F16H 55/12, publ. 07/15/90, bull. No. 26. Its essence lies in the fact that the gear wheel contains a body, a gear ring with teeth and a pair of flat annular overlays mounted on the ends of the teeth. The pads that connect the teeth of the wheel to each other increase their mutual stiffness and flexural strength, preventing tooth fracture under the influence of the loads experienced by the teeth of the wheel during its operation in gear.

Недостаток прототипа состоит в том, что участки накладок между соседними парами зубьев имеют практически прямоугольную форму, воспринимая и передавая нагрузки между зубьями по прямым линиям. А в случае ударного нагружения зубьев такая форма этих участков накладок задает зубьям колеса излишнюю жесткость, что приводит к ударам на колесо в целом, а также на механизмы, связанные кинематически; а воздействие ударных нагрузок на зубья будет приводить к выходу из строя элементов зубчатой передачи и механизмов, с ней связанных. Кроме того, при больших диаметрах зубчатых колес режимы ударного нагружения зубьев по окружности колеса могут быть различными.The disadvantage of the prototype is that the areas of overlays between adjacent pairs of teeth are almost rectangular in shape, perceiving and transmitting loads between the teeth in straight lines. And in the case of shock loading of the teeth, this form of these sections of the pads gives the teeth of the wheel excessive rigidity, which leads to impacts on the wheel as a whole, as well as on mechanisms that are kinematically connected; and the impact of shock loads on the teeth will lead to the failure of the elements of the gear transmission and the mechanisms associated with it. In addition, with large diameters of the gears, the shock loading conditions of the teeth around the wheel circumference can be different.

Изобретением решается задача обеспечения демпфирования ударных нагрузок, действующих на зубья колеса большого диаметра, при разновеликой амплитуде этих нагрузок по окружности колеса.The invention solves the problem of damping shock loads acting on the teeth of a wheel of large diameter, with a different amplitude of these loads around the circumference of the wheel.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых плоских кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев, причем участки накладок между соседними парами зубьев выполнены дугообразной формы, изогнутыми в плоскости вращения колеса в направлении от его центра, а величины радиусов кривизны этих участков накладок прямо пропорциональны величинам амплитуд ударного нагружения зубьев.To this end, the gear wheel contains a body, a ring gear with teeth, and a pair of power flat annular plates mounted on the ends of the teeth, and the sections of the plates between adjacent pairs of teeth are arcuate in shape, curved in the plane of rotation of the wheel in the direction from its center, and the values of the radii of curvature of these sections of the pads are directly proportional to the magnitude of the amplitudes of the shock loading of the teeth.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1), схема распределения режимов ударного нагружения зубьев колеса по его окружности (фиг. 2), принципиальный график зависимости радиусов кривизны участков накладок между соседними парами зубьев от амплитуды их ударного нагружения (фиг. 3).The invention is illustrated by drawings, which depict: a fragment of the gear wheel - end view (Fig. 1), a distribution diagram of the shock loading modes of the teeth of the wheel around its circumference (Fig. 2), a schematic diagram of the dependence of the radii of curvature of the pad sections between adjacent tooth pairs on the amplitudes of their shock loading (Fig. 3).

На чертежах показаны: тело 1 колеса; зубчатый венец с зубьями 2; кольцевые накладки 3 и 4; длина С окружности колеса; участки I, II, III, IV ударного нагружения зубьев с разной амплитудой ударного воздействия - P_I, P_II, P_III, P_IV; радиус R₁ окружности вершин зубчатого колеса; радиус кривизны R₂ внешнего периметра участков накладок между соседними зубьями; радиус R₃ внутреннего периметра участков накладок между соседними зубьями.The drawings show: body 1 of the wheel; ring gear with teeth 2; ring linings 3 and 4; wheel circumference C; sections I, II, III, IV of shock loading of the teeth with different amplitude of the impact - P _I , P _II , P _III , P _IV ; radius R _{1 of the} circumference of the tops of the gear; the radius of curvature R _{2 of the} outer perimeter of the pad sections between adjacent teeth; the radius R _{3 of the} inner perimeter of the lining sections between adjacent teeth.

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 и пару плоских кольцевых накладок 3 и 4, укрепленных на торцах зубьев. Радиус окружности вершин зубчатого венца - R₁. По окружности С колеса действуют ударные нагрузки разной амплитуды: на участке I - величиной P_I, на участке II - P_II, на участке III - P_III, на участке IV - P_IV. Соотношение амплитуд нагрузок - P_III<P_II<P_IV<P_I. Участки накладок (3 и 4) между соседними парами зубьев (2) выполнены дугообразной формы, изогнутыми в плоскости вращения колеса в сторону от его центра. Радиусы кривизны наружного профиля накладок - R₂, а внутреннего профиля - R₃. Величина этих радиусов кривизны зависит прямо пропорционально от величины амплитуды ударных нагрузок, действующих на зубья на этих участках.The gear wheel contains a body 1, a ring gear with teeth 2 and a pair of flat annular linings 3 and 4, mounted on the ends of the teeth. The radius of the circumference of the tops of the ring gear is R ₁ . On the circle C of the wheel, shock loads of different amplitudes act: in section I - in magnitude P _I , in section II - P _II , in section III - P _III , in section IV - P _IV . The ratio of the amplitudes of the loads is P _III <P _II <P _IV <P _I. Sections of the pads (3 and 4) between adjacent pairs of teeth (2) are made in an arcuate shape, curved in the plane of rotation of the wheel away from its center. The radii of curvature of the outer profile of the plates - R ₂ , and the inner profile - R ₃ . The magnitude of these radii of curvature depends directly on the magnitude of the amplitude of the shock loads acting on the teeth in these areas.

При работе колеса в передаче кольцевые накладки, связывающие между собой зубья колеса, повышают их изгибную прочность и изломостойкость. А выполнение участков накладок между соседними зубьями изогнутой формы позволяет демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья колеса; выполнение этих участков накладок разной кривизны прямо пропорционально зависящей от величины амплитуды ударного нагружения, позволяет осуществлять демпфирование наиболее оптимально.When the wheel is in gear, the annular linings connecting the teeth of the wheel increase their bending strength and fracture toughness. And the implementation of the lining sections between adjacent teeth of curved shape allows you to dampen shock loads acting on the teeth of the wheel; the implementation of these sections of overlays of different curvatures is directly proportional to the magnitude of the amplitude of the shock loading, which allows damping to be carried out most optimally.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса за счет выполнения участков накладок между соседними зубьями изогнутой формы позволяет демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья колеса при его работе в передаче, что повышает надежность работы как колеса, так и передачи в целом, а также механизмов, связанных кинематически с колесом.Compared with the prototype, the proposed design of the gear due to the implementation of the lining sections between adjacent teeth of curved shape allows you to dampen shock loads acting on the teeth of the wheel when it is in gear, which increases the reliability of both the wheel and the transmission as a whole, as well as mechanisms kinematically connected to the wheel.

Claims

A gear wheel, mainly large-modular large diameter, with shock loading of teeth of different amplitude on the circumference of the wheel, containing a body, a gear ring with teeth and a pair of flat ring plates mounted on the ends of the teeth, characterized in that the sections of the ring plates between adjacent pairs of teeth are made arcuate forms curved in the plane of rotation of the gear wheel in the direction from its center, and the values of the radii of curvature of these sections of the ring plates are directly proportional to the values amplitudes of shock loading of the teeth.