SU688752A1 - Зубчатое колесо - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к машиностроению и предназначено дл  использовани  в зубчатых передачах различных механизмов и машин, особенно в тех, к динамике которых предъ вл ютс  повышенные требовани .

Известны зубчатые колеса и звездочки дл  цепных передач, в которых дл  улучшени  динамики передач и снижени  их виброакустической активности зубь  выполнены вставными и установлены в гнезда венца через прокладки из материалов с большим коэффициентом внутреннего трени  или сами изготовлены из таких материалов .

Такие конструкции позвол ют уменьшить дефицит высококачественных материалов дл  изготовлени  зубьев, однако довольно высока  сложность в изготовлении, а в р де случаев незначительное улучшение динамики преп тствуют широкому использованию этих конструкций в механических передачах современных машин.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению  вл етс  зубчатое колесо , содержащее ступицу, установленные в ней вставные зубь  и упругие элементы, взаимодействующие со ступицей и зубь ми

этом колесе упругие элементы располагаютс  в пазах, образованных выемками, выполненными на каждой боковой поверхности зуба по его длине и на прилегающей к ней поверхности ступицы, причем зубь  колеса могут быть выполнены из полимерного материала.

Така  конструкци  позвол ет повысить экономичность передачи за счет применени  сменных вставных зубьев, однако не позвол ет достичь желаемой эффективности в равномерности распределени  нагрузки между зубь ми в силу отсутстви  силового взаимодействи  между ними. В реальных передачах может иметь место большое расхождение в погрешност х шага зубьев, в результате один из зубьев, наход щихс  в зацеплении, полностью воспринимает передаваемую нагрузку, другие же оказываютс  разгруженными или воспринимают лишь незначительную долю этой нагрузки.

Кроме того, упругие несущие элементы могут  вл тьс  каналами дл  передачи вибраций с зубьев на ступицу и наоборот, что уменьшает эффект структурного шума механизма и отрицательно сказываетс  на его долговечности.

Целью изобретени   вл етс  снижение удельной нагрузки на зубь .

Claims (2)

1. Дл  этого в предлагаемом зубчатом колесе сопр гающиес  поверхности ступицы и зубьев имеют цилиндрическую форму, в зубь х и ступице выполнены кольцевые канавки , а упругие элементы выполнены в виде кольцевых пружин, размещенных в канавках . Кроме того, между сопр гаюш.имис  поверхност ми зубьев, ступицы и кольцевых пружин размещены слои виброизолирующего материала. В таком выполнении зубчатое колесо обеспечивает многопарность зацеплени , что повыщает его нагрузочную способность. На фиг. 1 изображено предлагаемое зубчатое колесо, наход щеес  в зацеплении с парным колесом; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1. Зубчатое колесо содержит ступицу 1, установленные в ней вставные зубь  2 и размещенные в кольцевых канавках 3 и 4 зубьев и ступицы кольцевые пружины 5 и 6. Сопр гающиес  поверхности 7 и 8 соответственно зубьев и ступицы имеют цилиндрическую форму. Дл  исключени  контакта зубьев колеса и кольцевых пружин со ступицей промежутки между поверхност ми зубьев и ступицы заполн ютс  сло ми 9 виброизолирующего материала, а дл  исключени  контакта кольцевых пружин со ступицей и с зубь ми кольцевые канавки также заполн ютс  сло ми 10 виброизолирующего материала. После сборки колеса кольцевые пружины закрепл ютс  в канавках от выпадани  торцовыми накладками 11, что исключает смещение зубьев в осевом направлении и обеспечивает надежность соединени . Зубчата  передача работает следующим образом. При передаче крут щего момента зуб 2 колеса под действием окружного усили  jPoKp (см. фиг. 1) стремитс  повернутьс  в своем гнезде на ступице в сторону действи  этого усили  и изгибает пружины таким образом, что соседний зуб а поворачиваетс  навстречу вход щему с ним в зацепление зубу парного колеса 12, а выход щий из зацеплени  зуб b поворачиваетс  в сторону , противоположную вращению колес, и продолжает оставатьс  в контакте с зубом парного колеса (этот процесс обозначен на фиг. 1 щтриховыми лини ми и показан стрелками), что обеспечивает многопарный контакт зубьев передачи, равномерное распределение нагрузки между зубь ми и плавность хода зацепл ющихс  колес, а следовательно, способствует улучшению динамики передачи и повышению ее долговечности . Причем величиной диаметральных зазоров кольцевых канавок ступицы и каждой из пружин определ етс  силовое замыкание зубьев при перегрузках, при нормальных же режимах работы силовое замыкание зубьев колеса осуществл етс  за счет упругих свойств кинематически св зывающих кольцевых пружин. Слой виброизолирующего материала, размещенный в гнездах ступицы дл  установки зубьев, способствует значительному ослаблению механических колебаний зубьев , а следовательно, и передаче их на ступицу , обеспечивает возможность компенсации погрещностей изготовлени  зубчатых колес и монтажных перекосов передачи, а также выполн ет функцию антифрикционного покрыти  в щарнирном соединении зубьев со ступицей. Заполнение кольцевых проточек ступицы виброизолирующим материалом также способствует затуханию колебаний кольцевых пружин, размещенных в них, а также уменьщению упругих деформаций пружин под действием работающих зубьев. Конструкци  зубчатого колеса имеет минимальное количество деталей, достаточно технологична в изготовлении и сборке и может быть использована дл  изготовлени  крупномодульных зубчатых колес и звездочек цепных передач. Использование описываемой конструкции в качестве звездочек цепных передач позволит обеспечить плавное зацепление ее зубьев с ведущей ветвью цепи и исключить «залипание на звездочке ведомой ветви в силу перечисленных выще динамических возможностей данной конструкции , что позволит примен ть такую передачу при повыщенных скорост х, обеспечить высокую плавность и малощумность передачи. Динамический процесс, описанный применительно к зацеплению зубчатых колес, аналогичен и дл  зацеплени  звездочки такой же конструкции с цепью, когда наиболее нагруженный зуб звездочки «перекладывает часть нагрузки на соседние, с которыми он св зан общими упругими элементами, благодар  чему уменьшаютс  динамические нагрузки при входе в зацепление , повышаетс  равномерность распределени  нагрузки между ними и долговечность передачи. Подбором параметров кольцевых пружин, их упругих свойств, а также величин диаметральных зазоров в кольцевых канавках можно обеспечить устойчивую работу пружин в пределах своей упругости в широком диапазоне передаваемых нагрузок, так как нри многопарном зацеплении, обеспеченном кинематической взаимосв занностью зубьев , локальные нагрузки в зоне сопр жени  с зубь ми и прогибы пружин будут невелики . При кратковременных перегрузках, которые могут иметь место в работающей передаче , максимальный прогиб пружин ограничиваетс  величиной диаметральных зазоров в кольцевых канавках ступицы, что снижает веро тность их поломки и обеспечивает надежность соединени . Формула изобретени  1. Зубчатое колесо, содержащее ступицу, установленные в ней вставные зубь  и упругие элементы, взаимодействующие со ступицей и зубь ми, отличающеес  тем, что, с целью снижени  удельной нагрузки на зубь , сопр гающиес  поверхности ступицы и зубьев имеют цилиндрическую форму , в зубь х и ступице выполнены кольцевые канавки, а упругие элементы выполнены в виде кольцевых пружин, размещенных в канавках.
2. 2. Колесо по п. 1, отличающеес  тем, что между сопр гающимис  поверхност ми зубьев, ступицы и кольцевых пружин размещены слои виброизолирующего материала .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Бирул  А. Л. и др. Экспериментальное исследование виброизол ции зубчатого колеса . - «Вестник мащиностроени , № 3, 1974, с. 35-36.

   2.Авторское свидетельство СССР № 246980, кл. F 16Н 55/30, 1967 (прототип ).