Упругое зубчатое колесо Советский патент 1984 года по МПК F16H55/14 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых передачах. Известно упругое зубчатое колесо, содержащее венец и состоящую по крайней мере из двух частей ступицу, соединенные один с другой сферической опорой, упругими элементами и болтами. При этом каждый упругий элемент выполнен в виде одной или нескольких резинометаллических втулок, содержащих резиновые элементы и металлическую втулку с радиальными ограничительными буртами по торцам. Сферическая опора выполнена в виде установленных с возможностью осевого перемещения на наружной и внутренней поверхностях ступицы и внутренней поверхности венца колец, сопрягаемых по сферическим поверхностям 1, Недостатками данной конструкции являются малая нагрузочная способность и невысокая надежность, так как динамические осевые нагрузки от венца воспринимаются непосредственно ступицей без амортизации. Кроме того, не обеспечивается возвращение зубчатого венца в среднее положение после смещения его под действием динамических осевых нагрузок относительно ступицы, что приводит к работе, например, зубчатых зацеплений с ударами. Цель изобретения - повыщение нагрузочной способности и надежности зубчатого колеса. Указанная цель достигается тем, что в упругом зубчатом колесе, содержащем венец и состоящую по крайней мере из двух частей ступицу, соединенные один с другой сферической опорой, упругими элементами и болтами, упругие элементы представлены в виде размещенных на болтах между торцами венца и частей ступицы тарельчатых пружин, а в болтах выполнены радиальные прорези. На фиг. 1 изображено упругое зубчатое колесо; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Упругое зубчатое колесо содержит сборную ступицу 1 и зубчатый венец 2, связанный со ступицей посредством упругих элементов и сферической опоры 3. Каждый упругий элемент выполнен в виде разрезного упругого болта 4, стягивающего составные части 5 и 6 ступицы, и упругих элементов 7 одинаковой жесткости, например тарельчатых пружин, установленных между составными частями ступицы и венцом соосно болтами. Ирорези 8 в болтах 4 выполнены до их резьбовой части. По прорези с двух сторон на болту сняты лыски а. Болты прорезью 8 ориентированы по радиусу, проходящему через соответствующее болтовое отверстие колеса. Такая ориентация болтов обеспечивает одинаковую податливость зубчатого ьенца относительно ступицы независимо от угла поворота колеса, так как суммарная жесткость элементов колеса в направлении действия нагрузки при любом угле поворота колеса равна. От проворота болты зафиксированы выступом 9 на ступице. Болты 4 с прорезью и лысками и сферическая опора 3 обеспечивают податливость колеса в направлении действия нагрузки в зубчатом зацеплении. Упругие элементы 7 служат для деформирования осевой составляющей динамической нагрузки и обеспечивают возвращение зубчатого венца и сферической опоры в среднее положение относительно ступицы при их смещении в осевом направлении под действием нагрузки. Упругое зубчатое колесо работает следующим образом. При погрешности в изготовлении зубчатых колес или неточной их установке в узле динамическая нагрузка в зубчатом зацеплении неравномерно распределяется по длине контактных линий и стремится повернуть зубчатое колесо в направлении ее действия. Благодаря наличию сферической опоры и упругих болтов зубчатый венец проворачивается на сферическом кольце относительно ступицы в направлении действия нагрузки, и последняя равномерно распределяется по длине контактных линий. Осевая составляющая динамической нагрузки воспринимается упругими элементами 7, а момент от нее - упругими болтами 4 и ступицей 1 колеса. Подвижность сферической опоры 3 обеспечивает осевую податливость зубчатого венца относительно ступицы. Упругие элементы 7 возвращают венец 2 и опору 3 в среднее положение после того, как усилие упругих элементов превысит осевую составляющую динамической нагрузки. Благодаря определенной ориентации болтов 4 прорезями 8 {достигается одинаковая жесткость упругого болтового соединения) и равной жесткости упругих элементов 7 обеспечивается одинаковая осевая податливость зубчатого венца 2 относительно ступицы 1 независимо от угла поворота колеса. Упругие болты 4 демпфируют динамические нагрузки, действующие по линии зацепления зубьев, и ее радиальные составляющие. Предлагаемая конструкция упругого зубчатого колеса обеспечивает благоприятные условия для самоустановки венца с выравниванием эпюры распределения нагрузки по длине контактных линий в зубчатых зацеплениях и эффективную виброизоляцию вибраций, генерируемых в зубчатых сопряжениях, благодаря чему уменьщаются износ, уровень высокочастотных колебаний, действующих на все элементы системы колесовал-опора, щумы при работе, повышаются нагрузочная способность и надежность зубчатой передачи. Экономический эффект изобретения достигается из-за повышения нагрузочной способности, надежности, увеличения срока службы зубчатых колес и узлов, в которых они будут применены.

УПРУГОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО, содержащее венец и состоящую по крайней мере из двух частей ступицу, соединенные один с другой сферической опорой, упругими элементами и болтами, отличающееся тем, что, с целью повыщения нагрузочной способности и надежности колеса, упругие элементы представлены в виде размещенных на болтах между торцами венца и частей ступицы тарельчатых пружин, а в болтах выполнены радиальные прорези.