Зубчатое колесо Советский патент 1985 года по МПК F16H55/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым колесам передач. Известно зубчатое колесо, содержащее ступицу, зубчатый венец и связьгаающие их упругие блоки, каждый из которых вьтолнен в виде коак сиально расположённых элементов, внутренний из которых представляет собой стержень, а внешний - цилиндр с прорезями вдоль оси, и поверхност одного из них, обращенная к поверхности другого, представляет собой два сопряженных основаниями усеченных конуса рЗ . В данной конструкции нагрузочная способность повьппена за счет винтообразных прорезей, придающих упругому блоку меньщую радиальную жесткость. Однако блоки имеют недостаточную податливость по торцам и поэтому хорошо работают лишь при нагрузках, близких к расчетным. Кро ме того, утфугая связь внешнего и внутреннего элементов блока (цилиндра и стержня) осуществляется с помощью упругого материала, который недолговечен в работе и не демпфирует крутильных колебаний в зубчатом зацеплении. Все это в целом снижает надежность и долговечность зубчатого колеса. С Целью изобретения является повышение надежности и долговечности зубчатого колеса. Указанная цель достигается тем, что в зубчатом колесе, содержащем ступицу, зубчатый венец и связывающие их упругие блоки, каждый из которых вьтолнен в виде коаксиально расположенных элементов, внутренний из которых представляет собой стержень, а внешний - цилиндр с про резями вдоль оси, и поверхность одного из них, обращенная к поверхности другого, представляет собой двасопряженных основаниями усеченных конуса, усеченные конусы сопряжены большими основаниями и эта поверхность выполнена на стержне, а оба элемента представляют собой пос тоянные магниты, имеющие одноименну полярность с каждого торца. На фиг. 1 изображена конструкция зубчатого колеса; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1J на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1. Зубчатое колесо состоит из зубчатого венца 1 (фиг. 1) и ступицы 2. соединенных между собой посредством упругих блоков 3. Упругие блоки 3 изготовлены из магнитного мафериала И представляют собой пустотелые цилиндры 4, внутри которых с помощью сферической опоры 5 расположены стержни 6 с поверхностями в виде двух усеченных конусов, обращенных друг к другу большими основаниями. Кроме того, пустотелые цилиндры 4 по обоим торцам имеют крестообразные пазы 7, а наружный диаметр в средней части меньше диаметра торцовых участков пустотелых цилиндров Поэтому между венцом 1 и ступицей 2 с одной стороны и средней частью пустотелых цилиндров 4 с другой стороны на некотором расстоянии от торцов зубчатого колеса будет иметь место зазор 8. Фиксация венца 1 относительно ступицы 2 и упругих блоков 3 в осевом направлении осуществляется с помощью накладок 9 (фиг.31 которые крепятся к ступице 2 с обоих торцов с помощью винтов 10. Особенностью конструкции зубчато- го колеса является то, что она обеспечивает самоустановку зубчатого венца относительно ступицы практически при любом крутящем моменте малом и большом. Конструкция цилиндра имеет малую жесткость и высокую податливость торцовых участков и по условию изгибной прочности без наличия внутренних элементов не может обеспечить передачу максимального крутящего момента. Однако именно такая конструкция обеспечивает возможность самоустановки венца при малых крутящих моментах благодаря малой жесткости торцов цилиндра. В этом случае силы магнитного взаимодейстия между внешним и внутренним элементаьш упругих блоков будут не значительными. В случае же передачи значительного крутящего момента деформация торцов пустотелых цилиндров будет значительно больше, чем в первом случае, а силы магнитного взаимодействия между элементами упругих блоков будут значительными, что обеспечит -повьшение жесткости упру гих блоков в целом. Следовательно, обеспечивается возможность передачи требуемого крутящего момента

самоустановка

и самоустановка венца зуочатого колеса без потери изгибной прочности торцов внешних элементов.

Зубчатое колесо работает следующим образом.

Под действием передаваемой нагрузки зубчатый венец 1 стремится сместиться в окружном направлении относительно ступицы 2 и деформирует торцовые участки цилиндров 4. Благодаря наличию на торцах цилиндров пазов 7 и зазора 8 между блоками, венцом и ступицей происходит самоустановка венца относительно ступицы и вьфавнивание распределения нагрузки вдоль контактных линий в зацеплении .

В результате деформации торцовых участков пустотельтх цилиндров происходит изменение зазора между внутренней поверхностью цилиндра 4 и коническими поверхностями стержня 6, а так как оба они изготовлены из магнитного материала и имеют однопоБидК

Ф&5.

люсное расположение, то по мере уменьшения зазора (угла об) будет npotисходить автоматическое увеличение жесткости торцовых участков блоков

3 за счет сил отталкивания одноименных полюсов магнитов при увеличении передаваемого усилия или действия пиковых нагруз;ок. - .Для самоустановки стержней внутри цилиндров и исключения осевого перемещения стержней внутри цилиндров, внутри блока имеется сферическая опора 5.

Конструкция зубчатого колеса обеспечивает выравнивание распределения нагрузки по длине контактных линий и имеет повьшенную надежность по сравнению с аналогичными конструкциями, так как все детали упругих блоков изготовлены из металла, . имеют одинаковую нагрузочную способiHocTb, и обладает повышенными виброизолирующими свойствами в широком диапазоне передаваемых нагрузок.

БидЁ

fPue. 3

ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО, содержащее ступицу, зубчатый венец и связывающие их упругие блоки, каждый из которых выполнен в виде коаксиально расположенных элементов, внутренний из которых представляет собой стержень, а внешний - цилиндр С прорезями вдоль оси, и поверхность одного из них, обращенная к поверхности другого, представляет собой два сопряженных основаниями усеченных конуса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности колеса, усеченные конусы сопряжения большими основаниями и эта поверхность выполнена на стержне, а оба элемента представляют собой постоянные магниты, имеющие одноименную полярность с каждого торца. 30 х э