Способ изготовления зубчатого колеса из композиционного материала и его конструкция Советский патент 1987 года по МПК B29D15/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к сборным зубчатым колесам из композиционных материалов, технологии его получения..

Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей в части способа, а также повьциение долговечности в части конструкции зубчатого колеса.

За счет рациональной ориентации армирующего зуб колеса элемента, увеличивается жесткость тела зуба в направлении усилия в зацеплении, кроме того, обеспечивается возможность изготовления ряда зубчатых колес одновре.менно.

На фиг. 1 изображено зубчатое колесо с монолитным венцом; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - колесо с венцом, зубья которого образованы съемным наполнителе.м (коронками); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - крепление армируюшего сегмента к ободу; на фиг. 6 - вид В на фиг. 5.

Зубчатое колесо содержит зубчатый венец 1, включающий армирующие сегменты 2 из непрерывной ленты, уложенной в виде гофр (выступов и впадин) с перегибами соответственно на диа.метрах выступов и впадин зубьев. Складки гофр перпендикулярны оси колеса и расположены вдоль нее с определенным шагом. Лента сегментов 2 может перфорированной и выполнена из любого необходимого материала. Сегменты 2 установлены на ободе 3.

Обод 3 представляет собой часть гладкой или с углублениями трубы любого необходимого профиля и любого необходимого материала. Обод выполняется с углублениями в виде канавок 4, параллельных оси обода, и ручьев 5, перпендикулярных оси обода.

Обод 3 и сегменты 2 могут крепиться между собой любым известным способом, например, предварительной сваркой, склейкой и т.п. Сегменты 2 могут устанавливаться в канавки 4.

Высокопрочный волокнистый материал 6 укладывается с натягом во впадины сегментов 2 рядами определенной толщины и высоты намоткой. Он может быть в виде синтетических нитей, лент, металлической проводки и его укладывают в ручьи 5 одним или несколькими слоями.

Способ осуществляют следующим образом .

Изготавливают обод 3 в виде составленной из колец или цельной трубы, длина которой кратна щирине зубчатого колеса, например, намоткой ленточного материала или другим известным способом, определяющимся выбором материала этого обода. Причем труба может быть образована из частей длиной, равной ширине колеса. Из

непрерывной ленты получают гофры с пере- гиба.ми на диаметрах выступов и основания согласно заданной форме зуба и располагают складками параллельно торцам обода

3, образуя сегменты 2, закрепляя между собой, например, склейкой, и приматывают по впадинам волокнистым материалом или другим материалом. Полученную заготовку помещают в фор.му, вводят в нее напол,. 1штель и фор.мируют изделие, которое извлекают и разрезают поперечно на отдельные колеса или разделяют на отдельные зубчатые колеса.

Наполнитель 7 представляет собой тело, образующее зубчатый профиль совместно

5 с сегментами 2. Его формуют, например, из пластмассы в пресс-форме заливкой и по известному режиму, заполняя свободное пространство сегментов 2 и рядов нитей материала 6. Получается монолитный армиро ванный зубчатый венец 1. Он может быть засыпан в пресс-форму порошком из любого необходимого материала и соединен с сегментами 2 и ободом 3 спеканием. Наполнитель 7 может выполняться в виде съемной коронки 8 каждого зуба, которая наде5 вается на каркас из сегментов 2 и закрепляется на нем любым удобным способом, например, с помощью клея, щтифтов 9 и т.п. При работе зубчатого колеса армирующие сегменты 2, скрепле1шые с ободом 3, придают каждому зубу и-венцу в целом необходимую жесткость, так как складки гофр перпендикулярны оси колеса и линии действия усилия в зацеплении. Наличие съемных коронок 8 позволяет при необходимости упростить ремонт колеса.

2 Изобретение позволяет обеспечить получение прочных зубчатых колес из композиционного материала более производительно.

0

40

Формула изобретения

I. Способ изготовления зубчатого колеса из композиционного материала, включающий получение заготовки путем укладки на предварительно сформованный цилинд5 рический обод гофрированного ленточного материала с раз.мерами гофр, соответствующими размерам выступов и впадин зуба, фиксации гофр с их примоткой по впадинам высокопрочны.м волокнистым материалом и последующее формование колеса запат0 нением заготовки наполнителем в форме, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности и расширения технологических возможностей, обод выполняют в виде составленной из равных ширине коле- са колец или цельной трубы длиной, кратной ширине зубчатого колеса, гофрированный ленточный материал укладывают на ободе вдоль его оси с радиальным расположением плоскости ленты относительно торца этого обода, а сформованное изделие ноперечно разрезают на отдельные зубчатые колеса.

2. Зубчатое колесо из композиционного материала, содержащее предварительно сформованный обод, расположенный на нем зубчатый венец, образованный установленными в теле каждого зуба выступами и вна- динами перфорированной гофрированной

ленты, примотанной по впадипам к ободу высокопрочным волокнистым материалам, и наполнитель, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности, гофрированные ленты установлены на ободе в виде сегментов с расположением гофр перпендикулярно оси колеса.

3. Колесо но н. 2, отличающееся тем, что каждый зуб венца выполнен с наполнителем в виде съемной коронки.

и.ь.2

&

Изобретение относится к конструкции зубчатого колеса из композиционного материала и технологии его изготовления. Целью изобретения является повышение производительности, расширение технологических возможностей способа и повышение долговечности конструкции зубчатого колеса. Способ включает установку на предварительно сформованный обод 3 в виде трубы образующих сегменты 2 гофрированных лент с укладкой их вдоль оси трубы по числу зубьев, фиксацию лент с примоткой по впадинам волокнистым материалом 6 и поме- шение полученной заготовки в форму с заполнением ее наполнителем 7. Готовое изделие разрезают на отдельные зубчатые колеса. 2с. и 1 3. п. ф-лы, 6 ил. (Л со к 00 ГС ND СЛ Фиг.

2

В- 6

8

Фиг.

Вид В

В

фиг.5

Фиг. 6