Зубчатое колесо Советский патент 1983 года по МПК F16H55/14 F16H55/17 

12

ю ел со

4

00

Фиг.1

Изобретение относится к конструкции зубчатого колеса и может быть использовано в передачах разнообразных машин, прежде всего в высоконагруженных передачах тяговых и транспортных средств, крупногабаратных редукторах общего назначения и других силовых передачах, которые являются возбудителями повышенных вибраций и шумов и в которых вследствие упругих деформаций неизбежна значительная неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий на сопряженных зубьях, уменьшающая их нагрузочную способность и долговечность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является зубчатое колесо, содержащее ступицу, обод с зубчатым венцом, размещенный между ними эластичный материал и установленные равномерно по окружности разъема обода и ступицы упругие соединительные элементы в виде втулок со сквозными винтовыми прорезями, оси которых параллельны оси колеса. В этом колесе втулки выполнены цилиндрическими 1.

Недостатком известной конструкции является то, что жесткость упругих соединительных элементов не может быть изменена, что ограничивает область применения колеса.

Цель изобретения - улучшение виброизолирующих и упругих свойств и повышение надежности и долговечности колеса путем регулирования жесткости упругого соединения соответственно изменению диапазона передаваемых нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в зубчатом колесе, содержащем ступицу, обод с зубчатым венцом, размещенный между ними эластичный материал и установленные равномерно по окружности разъема обода и ступицы упругие соединительные . элементы в виде втулок со сквозными винтовыми прорезями, оси которых параллельны оси колеса, втулки выполнены конусными, обращены попеременно большими и меньшими основаниями к разным торцам колеса и установлены с возможностью осевого перемещения.

Кроме того, для повышения удобства эксплуатации на обоих торцах ступицы выполнена резьба, а колесо снабжено двумя накидными гайками, навернутыми на резьбу и взаимодействующими с большими основаниями втулок.

На фиг. 1 изображена конструкция зубчатого колеса; на фиг. 2 - вариант выполнения зубчатого колеса.

Зубчатое колесо состоит из обода 1 с зубчатым венцом, установленного на ступице 2 и соединенного с ней через упругие соединительные элементы, выполненные в виде конусных втулок 3, оси 4 которых параллельиы оси 5 колеса и лежат на окружности разъема обода 1 и ступицы 2. Втулки 3 устанвливаются с необходимым натягом в конусных отверстиях 6 колеса по окружности разъема в шахматном порядке поочередно меньшими диаметрами конусов к одному или другому торцу колеса. Для увеличения податливости втулок 3 в них выполнены сквозные винтовые пазы 7 (либо втулки изготавливаются навивкой как пружины). Втулки 3 могут быть закреплены в колесе при помощи болтов 8 и гаек 9 (фиг. 1) или посредством выполненной на торцах ступицы 2 резьбы 10 и навернутых на нее накидных гаек 11 (фиг. 2).

Для улучшения демпфирующих свойств соединения зазоры между ободом 1 и ступицей 2, а также пазы и свободные полости втулок 3 могут быть заполнены эластомером 12. Для частичной разгрузки втулок 3 от действия радиальной силы, возникающей в зубчатом зацеплении, на наружной поверхности ступицы может быть выполнен цилиндрический поясок (не покаг зан), который непосредственно контактирует с посадочной цилиндрической поверхностью обода.

При установке зубчатого колеса в конкретную зубчатую передачу расчетным или экспериментальным путем определяется требуемая жесткость упругого соединения, которая обеспечивается осевым смещением упругих втулок 3 по конусным отверстиям 6 с помощью болтов 8 или гаек 11. Для удобства эксплуатации втулки 3 могут быть предварительно протарированы, и непосредственно на колесе выполнена разметка соответствия жесткости соединения, например, осевому положению втулок 3 или диаметрам их свободных торцов, либо усилиям затяжки болтов 8 или гаек 11 и т.п. Регулирование жесткости упругого соединения обода 1 и ступицы 2 может быть выполнено также непосредственно в узле пород изменением режима его эксплуатации, или даже в процессе эксплуатации. Однако для .этого необходимо в конструкцию узла ввести специальное автоматизированное устройство, регулирующее затяжку гаек 11 в зависимости от передаваемого зубчатым колесом крутящего момента.

При передаче зубчатому колесу постоянного или переменного по величине крутящего момента, а также под действием динамических нагрузок, генерируемых непосредственно в зубчатом зацеплении, происходят упругие деформации втулок 3, что обеспечивает возможность некоторых поворотов и разворотов обода 1 относительно ступицы 2. В результате обеспечивается самоустановка зубчатого венца обода 1 составного колеса по отношению к сопрягаемому парному зубчатому колесу (не показано) с выравниванием эпюры распределения нагрузки по длине контактных линий в зубчатом зацеплении. Кроме того, дополнительная упругость соединительных элементов является эффективным виброизолирующим устройством как в кинематической цепи передачи крутящего момента, так и в цепочках передачи нагрузки от зубчатого зацепления к подшипниковым узлам и корпусным деталям приводного механизма.

Выполнение упругих элементов в виде конусных втулок и установка их в разъеме соединения таким образом, что каждые две соседние втулки направлены как бы настречу малыми торцами, дополнительно улучшают условия центрирования обода относительно ступицы и одновременно четко фиксируют их взаимное положение в осевом

направлении, что позволило отказаться от каких-либо дополнительных устройств, ограничивающих возможность их взаимного смещения, повысить надежность и долговечность всей конструкции.

Предлагаемая конструкция составного зубчатого колеса включает детали соединения с наиболее распространенными цилинд рическими, коническими и разьбовыми поверхностями, что способствует технологичности их изготовления.

1. ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО, содержащее ступицу, обод с зубчатым венцом, размещенный между ними эластичный материал и установленные равномерно по окружности разъема обода и ступицы упругие соединительные элементы в виде втулок со сквозными винтовыми прорезями, оси которых параллельны оси колеса, отличающееся тем, что, с целью улучщения виброизолирующих и упругих свойств и повыщения ндяежности и долговечности колеса путем регулирования жесткости упругого соединения соответственно изменению диапазона передаваемь1х нагрузок, втулки выполнены конусными, обращены попеременно большими и меньщими основаниями к разным торцам колеса и установлены с возможностью осевого перемещения. 2. Колесо по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации, на обоих торцах ступицы выполнена резьба, а колесо снабжено двумя накидными гайками, навернутыми на резьбу и взаимодействующими с большими основа::t ® ниями втулок.