SU1157310A1

SU1157310A1 - Composite gear

Info

Publication number: SU1157310A1
Application number: SU833683089A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Токмачев; Николай Степанович Карапыш; Альберт Яковлевич Готлиб; Михаил Иванович Некрытый
Priority date: 1983-12-26
Filing date: 1983-12-26
Publication date: 1985-05-23

Abstract

СОСТАВНОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО, содержащее ступицу, венец, собранный нэ отдельных зубьев, обращенные к ступице поверхности которых расположены под углом к радиусу, сепараторы, упругое кольцо, тела качени , помещенные между зуб.ь ми и упругим кольцом , и элементы, фиксирующие сепараторы относительно ступицы, отличающеес тем, что, с целью повьшени надежности и долговечности колеса, на зубь х выполнены выступы, часть поверхности которых, обращенна к периферии колеса, вьтолнема цилиндрической , на сепараторах выполнены цилиндрические поверхности, обхватывающие выступы зубьев, а радиусы кривизны ципиндрических поверхностей последних выбраны меньщими, чем радиусы цилиндрических поверхностей л сепараторов. ел соCOMPOSITE TOOTH WHEEL, containing a hub, a crown, assembled ne individual teeth, facing the hub surfaces are angled to the radius, separators, elastic ring, rolling bodies placed between the tooth and elastic ring, and elements that fix the separators relative to the hub , characterized in that, in order to increase the reliability and durability of the wheel, protrusions are made on the tooth x, part of the surface of which, facing the periphery of the wheel, is cylindrical, and cylindrical surfaces are made on the separators The surfaces enclosing the protrusions of the teeth, and the radii of curvature of the latter’s zypindric surfaces are chosen to be smaller than the radii of the cylindrical surfaces of the separators. ate with

Description

IiIi

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к зубчатым переп чам с компенсацией перекоса осей зацепл ющихс зубчатых колес.The invention relates to mechanical engineering, in particular to gear cams with compensation for the misalignment of the axes of the engaging gear wheels.

Известно составное зубчатое колесо , содержащее ступицу, венец, собранный из отдельных зубьев, обращенные к ступице поверхности которых расположены под углом к радиусу, сепараторы , з ругое кольцо, тела качеНИН , помещенные между зубь ми и упругим кольцом, и элементы, фиксирующие сепараторы относительно ступицы С11A composite gear is known, comprising a hub, a crown assembled from individual teeth, whose surfaces are angled to the radius, separators, an outer ring, QA bodies located between the teeth and an elastic ring, and elements that fix the separators relative to the hub C11

Недостаток известного колеса состоит в toM, что зубь требуют высокой точности расположени осей в них, а значит, усложн ют технологию их изготовлени . Кроме того, дл обеспечени заданной точности зубчатого колеса требуютс повышенные требовани к точности расположени отверстий в сепараторах как по радиусу , так и по шагу.The disadvantage of the known wheel consists in the fact that the teeth require high precision of the location of the axes in them, and therefore, complicate the technology of their manufacture. In addition, to ensure a given accuracy of the gears, increased requirements are required for the accuracy of the positioning of the holes in the separators both in radius and in pitch.

Зубь , посаженные свободными концами осей в отверсти сепараторов , не имеют возможности поворачиватьс вокруг оси, перпендикул рной оси вращени колеса. Это приводит в процессе работы к неравномерному распределению напр жений, срезающих The teeth, planted with the free ends of the axes into the holes of the separators, do not have the ability to rotate around an axis perpendicular to the axis of rotation of the wheel. This leads, in the course of operation, to an uneven distribution of stresses that cut

tt

оси зубьев. Нагрузка по ширине зуба также распредел етс неравномерно. В результате возникают повышенные контактные напр жени в зацеплении. Причиной неравномерного распределени напр жений в зацеплении может быть перекос валов зубчатых колес и углова погрешность нарезки зубчатого венца парного колеса. Все это в цело снижает надежность и долговечность колеса.teeth axes. The load across the width of the tooth is also unevenly distributed. As a result, increased contact stresses in the engagement occur. The reason for the uneven distribution of stresses in the gearing may be the misalignment of the shafts of the gear wheels and the angular error in cutting the gear ring of the twin wheel. All this in whole reduces the reliability and durability of the wheel.

Цель изобретени - повьш1ение надежности и долговечности колеса.The purpose of the invention is to increase the reliability and durability of the wheel.

Указанна цель достигаетс тем, что в зубчатом колесе, содержащем ступицу, венец, собранный из отдельных зубьев, обращенные к ступице поверхности которых расположены под углом к радиусу, сепараторы, упругое кольцо, тела качени , помещенные между зубь ми и упругим кольцом, и элементы, фиксирующие сепараторы относительно ступицы, на зубь х выполнены выступы, часть поверхности которых , обращенна к периферии колеса, вьшолнена цилиндрической, на сепараторах выполнены цилиндрические поlu .pxHocTH, обхпатыра опше выступыThis goal is achieved by the fact that in a gear wheel containing a hub, a crown assembled from separate teeth facing the hub surfaces at an angle to the radius, separators, an elastic ring, rolling bodies placed between the teeth and an elastic ring, and elements fixing separators relative to the hub, protrusions are made on the teeth x, a part of the surface of which, facing the periphery of the wheel, is cylindrical, on the separators there are cylindrical positions .pxHocTH, obshpatyr

102102

зубьев, а радиусы кривизны цилиндрических поверхностей последних выбраны меньшими, чем радиусы цилиндрических поверхностей сепараторов.teeth, and the radii of curvature of the cylindrical surfaces of the latter are chosen smaller than the radii of the cylindrical surfaces of the separators.

На фиг. 1 изображено составное зубчатое колесо; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - направление поворота зуба вокруг оси, перпендикул рной оси вращени колеса.FIG. 1 shows a composite gear; figure 2 - section aa in figure 1; Fig. 3 shows the direction of rotation of the tooth around an axis perpendicular to the axis of rotation of the wheel.

Колесо состоит из зубьев 1 с боковыми выступами 2, которые имеют обращенные к периферии.колеса цилиндрические поверхности 3. В собранном зубчатом венце зубь контактируют цш1индрически| и поверхност ми 3 с цилиндрической поверхностью 4 сепараторов 5, обхватывающей выступы зубье Силова цепь зубчатого венца через тела 6 качени замкнута упругим кольцом 7, вставленнымв венец с заданны нат гом. В собранном виде зубчатый венец присоединен к ступице 8, состо щей из двух полуступиц, посредством крепежных элементов 9, а полуступицы соединены в ступицу болтами 10.The wheel consists of teeth 1 with lateral protrusions 2, which have cylindrical surfaces facing the periphery of the wheel 3. In the assembled toothed crown, the teeth are in contact with one another | and surfaces 3 with a cylindrical surface 4 of separators 5, a tooth engulfing the protrusions. The force chain of the ring gear through the rolling bodies 6 is closed by an elastic ring 7 inserted into the crown with a predetermined tension. The assembled gear ring is attached to the hub 8, which consists of two half-hubs, by means of fasteners 9, and the half-hubs are connected to the hub by bolts 10.

Сборка колеса производитс в следующей последовательности.The wheel is assembled in the following sequence.

Все зубь венца устанавливаютс вдоль цилиндрических поверхностей 4 сепараторов касательно цилиндрическими поверхност ми 3 боковых вы ступов. Затем устанавливаютс все тела 6 качени . После этого замыкаетс слпова цепь зубчатого венца упругим осольцом 7, установленным с заданным нат гом. На готовый зубчатый венец с двух сторон накладываютс полуступицы ступицы 8 и соедин ютс с венцо посредством крепежных элементов 9 и между собой болтами 10.All the teeth of the ring are mounted along the cylindrical surfaces of the 4 separators on the cylindrical surfaces of the 3 lateral projections. Then all rolling bodies 6 are mounted. Thereafter, the slotted chain of the ring gear is closed by an elastic salt ring 7, which is installed with a given tension. On the finished ring gear, the hub 8 of the hub 8 is superimposed on both sides and connected to the rim by means of fasteners 9 and between them by bolts 10.

Ось вращени зуба в колесе предлагаемой конструкции не вно выражена и проходит через линии контакта цилиндрических частей боковых выступов зуба с цилиндрической поверхностью сепараторов. IThe axis of rotation of the tooth in the wheel of the proposed construction is not clearly expressed and passes through the contact lines of the cylindrical parts of the side projections of the tooth with the cylindrical surface of the separators. I

Предлагаемое колесо работает следующим образом.The proposed wheel works as follows.

При нагружении колеса крут щим моментом зубь 1, стрем сь повернутьс вокруг этой оси, нажимают нижними боковыми поверхност ми через тела 6 качени на упругое кольцо 7, опира с цилиндрическими част ми боковых выступов на цилиндрические поверхности сепараторов 5. В процессе колебани нагрузки зубь 1, попорачипл сь. 3 перекатываютс цилнндрическ11мн поверхност ми , боковых ныступов по цилиндрическим поверхност м сепараторов , т.е. мгновенный центр вращени зуба перемещаетс . В результате такого взаимодействи зуба 1 с сепараторами 5 кажда его точка в процес се поворота описывает часть гипоциклоиды . Угол поворота зуба 1 и передаваемый крут щий момент завис т от жесткости упругого кольца 7, замыкающего силовую цепь зубчатого венца и установленного с заданным нат гом, а так же от жесткости сепараторов 5. При наличии перекоса между валами колес, а также угловой погрешности расположени зубьев парного колеса зубь составного колеса поворачиваютс вокруг оси, перпендикул рной оси вращени колеса (фиг.З), ориен . тиру сь параллельно зубь м парного колеса. Такой поворот обусловлен возможностью скольжени цилиндрической части боковых выступов зубьев 1 по цилиндрической поверхности сепараторов 5, что, в свою очередь, обеспечиваетс радиусом бокового выступа зуба меньшим, чем радиус цилиндрической поверхности сепараторов При передаче крут щего момента в процессе работы зубь колеса, наход пщес на линии зацеплени под действием силы, приложенной к поверхнос ти рабочего профил зуба, устанавливаютс .параллельно зубь м парного колеса и одновременно поворачиваютс на некоторый угол вокруг мгновенного 104 центра вращени зуба. В процессе поворота зубь , воздейству боковыьш поверхност ми нижней части на тела качени , перекатывают их по упругому кольцу 7 и ориентируют так, что оси тел 6 качени все врем остаютс параллельны как зубь м составного, так и парного колеса. Поскольку силова цепь венца замкнута общим дл всего набора тел качени упругим кольцом , а все зубь св заны между собой телами качени , в повороте и перекатьшании участвуют одновременно все зубь и все тела качени . Данное качество предлагаемого колеса прн соответствующем подборе рабочего профил зуба обеспечивает м гкость работы, стабильность бокового зазора, исключает удары и заклинивание , обеспечивает равномерное распределение нагрузки по ширине зуба и увеличивает срок службы. Предлагаемое колесо может работать как предохранительна муфта. При возникновении крут щего момента, превыщающего расчетный , происходит проскальзывание зубьев вместе с телами качени и упругим кольцом относительно сепараторов . Поверхност ми скольжени при этом вл ютс цилиндрические поверхности сепараторов и поверхности цилиндрической части боковых выступов всех зубьев. Такое качество колеса предохран ет его и весь механизм от поломок и исключает аварии.When the wheel is loaded with a torque, the tooth 1, turning around this axis, presses the lower side surfaces through the rolling bodies 6 onto the elastic ring 7, resting with the cylindrical parts of the lateral protrusions onto the cylindrical surfaces of the separators 5. porachipl smiling. 3 rolls cylindrical 11m surfaces of lateral protrusions along the cylindrical surfaces of the separators, i.e. the instantaneous center of rotation of the tooth is moved. As a result of this interaction of tooth 1 with separators 5, each of its points in the process of rotation describes a part of the hypocycloid. The angle of rotation of the tooth 1 and the transmitted torque depend on the stiffness of the elastic ring 7, which closes the power chain of the gear ring and is installed with a given tension, as well as on the rigidity of the separators 5. If there is a skew between the shafts of the wheels, as well as the angular error of the teeth a pair of wheels, the teeth of the composite wheel rotate around an axis perpendicular to the axis of rotation of the wheel (Fig. 3), oriental. Go parallel to the teeth of the twin wheel. Such a rotation is caused by the possibility of the cylindrical part of the side projections of the teeth 1 sliding along the cylindrical surface of the separators 5, which, in turn, is provided by the radius of the side protrusion of the tooth smaller than the radius of the cylindrical surface of the separators. the engagement under the action of a force applied to the surface of the working tooth profile is set parallel to the teeth of the steam wheel and simultaneously rotated at a certain angle around 104 g of the instantaneous center of rotation of the tooth. In the process of turning, the tooth, acting on the lateral surfaces of the lower part on the rolling bodies, rolls them along the elastic ring 7 and is oriented so that the axes of the rolling bodies 6 remain parallel to both the teeth of the composite wheel and the pair wheel. Since the power chain of the crown is closed by an elastic ring common to the whole set of rolling bodies, and all the teeth are connected to each other by rolling bodies, all the teeth and all rolling bodies simultaneously participate in turning and rolling. This quality of the proposed PRN wheel and appropriate selection of the working tooth profile ensures smooth operation, lateral clearance, eliminates shocks and seizure, ensures uniform load distribution across the tooth width and increases service life. The offered wheel can work as a safety clutch. At the occurrence of a torque exceeding the calculated one, the teeth slip together with the rolling bodies and the elastic ring relative to the separators. The sliding surfaces here are the cylindrical surfaces of the separators and the surfaces of the cylindrical part of the side projections of all the teeth. This quality of the wheel protects it and the entire mechanism from damage and eliminates accidents.

tVtV

Фка.ЗFka.Z

Claims

COMPOSITION GEAR WHEEL containing a hub, a crown, assembled with separate teeth, facing the hub of the surface of which are located at an angle to the radius, separators, an elastic ring, rolling elements placed between the teeth and the elastic ring, and elements fixing the separators relative to the hub, characterized in that, in order to increase the reliability and durability of the wheel, protrusions are made on the teeth, part of the surface of which, facing the periphery of the wheel, is made cylindrical, on the separators are made cylindrical and, embracing the protrusions of the teeth, and the radii of curvature of the cylindrical surfaces of the latter are selected smaller than the radii of the cylindrical surfaces of the separators.

FIG. 1

1157)