Зубчатое колесо Советский патент 1985 года по МПК F16H55/14 

СО

СО

ел

со « ю

Фиг.1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах.

По основному авт. св. № 696225 известно зубчатое колесо, содержащее ступицу, зубчатый венец, размещенный между ними эластичный материал, и установленные равномерно по окружности разъема венцы и ступицы, упругие соединительные элементы, выполненные в виде втулок со сквозными пазами, оси которых параллельны оси колеса. Наружная поверхность ступицы образована двумя конусами, меньщие диаметры которых обращены к торцам ступицы, и соединяющей их цилиндрической перемычкой, контактирующей с венцом, пазы на втулках выполнены винтовыми, с обоих торцов каждой втулки выполнены конические расточки, а пазы и расточки заполнены эластичным материалом 1.

В известном рещении повыщение податливости упругих соединительных элементов в направлении перекашивающего момента обеспечивается коническими проточками, выполненными на его внутренней поверхности. При этом увеличение размеров проточек приводит к повышению податливости упругих соединительных элементов в.направлении перекащивающего момента и увеличению самоустановки составного зубчатого колеса под нагрузкой.

Для составных зубчатых колес оптимальная жесткость упругого соединительного элемента в направлении самоустановки зубчатого венца равна 0,05-0,2 от жесткости упругого соединительного элемента в радиальном направлении. При этом толщина витка у торца ролика должна быть примерно вдвое меньшей толщины витка у средней части упругого элемента.

Вместе с тем, увеличение размеров проточек приводит к уменьшению сечения витков упругих элементов, что приводит к снижению их нагрузочной способности и повыщению нагруженности прилегающих к торцам витков от окружного момента, передаваемого зубчатым колесом, так как эти витки имеют меньшее сечение.

Целью изобретения является повышение долговечности зубчатого колеса путем обеспечения равнопрочности и равнонагруженности витков по длине упругого соединительного элемента.

Указанная цель достигается тем, что в зубчатом колесе .на наружной поверхности упругого соединительного элемента выполнены пояски, а внутренняя поверхность выполнена цилиндрической.

Кроме того, один из поясков выполнен тороидальным, а цилиндрическая перемычка ступицы и тороидальный поясок смещены в направлении действия осевой силы.

На фиг. 1 представлен упругий соединительный элемент; на фиг. 2 - вариант со

смещением тороидального пояска упругого соединительного элемента в направлении действия осевой силы; на фиг. 3 - соответствующий вариант зубчатого колеса со смещением цилиндрической перемычки ступицы.

На упругом. соединительном элементе (фиг. 1) выполнены пояски 1-3. Внутренняя поверхность элемента выполнена цилиндрической, центральный поясок 2 - тороидальным. Выполненный на упругом элементе винтовой паз (обозначен пунктиром) образует витки. Ступица 4 колеса имеет центрирующую цилиндрическую перемычк;, 5.

Выполнелие конических проточек на внутренней поверхности упругого элемента частично способствует повышению его податливости в направлении действия перекашивающего момента, однако обуславливает снижение надежности и долговечности упругого соединительного элемента.

В предлагаемом техническом решении сечение упругого элемента (фиг. 1) по его длине остается практически постоянным, так как угол, на который са.моустанавливается зубчатое колесо, обычно лежит в пределах 0,003 рад и высота поясков не превышает 7% от толщины витка.

Деформация и нагруженность витков, прилегающих к торца.м, всего на 10-13% превышает нагруженность средних витков. Однако диаметр поясков несколько больще диаметра вту:1ки и при действии одинаковых сил напряж; ния в витках втулки в рассматриваемых счениях оказываются практически одинаковыми. Таким образом, витки упругрго элемента оказываются практически равнонагруженными.

Кроме того, констрруктивное рещение практически не имеет ограничений в части оптимального снижения податливости в направлении действия перекащивающего момента.

Выполнение центрального пояска тороидальным обеспечивает «включение, в работу при самоустановке только прилегающих к торцам поясков.

У упругого соединительного элемента тороидальный поясок может быть смещен в направлении действия осевой силы и ширина выступающих поясков выполнена различной, т.е. упругий элемент имеет различную жесткость относительно середины тороидального пояска (фиг. 2). Кроме того, цилиндрическая перемычка на ступице также смещена в направлении действия осевых сил (фиг. 3). Это принципиально важно для косозубых зубчатых колес, на перекашивающий момент в которых накладывается дополнительный момент от действия осевой силБ, и различные части по длине упругого элемента оказываются в неодинаковых условиях нагружения. Смещение цилиндрической перемычки и тороидального пояска в направлении действия осевой силы обеспечивает разгрузку упругого элемента от действия радиальных сил и исключает перекос (а не самоустановку) зубчатого венца от действия осевых сил. Выполнение торцовых поясков (1 и 3) с различной шириной обеспечивает одинаковую податливость при самоустановке зубчатого колеса в прямом и обратном направлении, что также способствует повышению равномерности нагруженности по длине витков упругих соединительных элементов, повышает их надежность и долговечность зубчатого колеса в целом.

Таким образом, предлагаемое зубчатое колесо позволяет, существенно повысить надежность и долговечность упругого соединительного элемента за счет равнопрочности и равнонагруженности его витков.

1. ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО по авт. св. № 696225, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности путем обеспечения равцопрочности и равнонагруженности витков по длине упругого соединительного элемента, на наружной поверхности последнего выполнены пояски, а внутренняя поверхность выполнена цилиндрической. 2.Колесо по п. 1, отличающееся тем, что один из поясков выполнен тороидальным. 3.Колесо по п. 2, отличающееся тем, что цилиндрическая перемычка ступицы и тороидальный поясок смещены в направлении действия осевой силы.