Зубчатая рейка Советский патент 1993 года по МПК F16H55/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектированииконсольныхреечно-шестеренчатых передач при больших нагрузках и скоростях рейки. , Известна зубчатая рейка, содержащая сплошной круглый стержень с лыской, на которой нарезаны зубья.

Недостатком этой рейки является излишняя масса материала стержня рейки, что увеличивает инерционность при движении рейки и ограничивает ее применение в быстроходных механизмах.

Известна зубчатая рейка, выбранная в качестве прототипа, содержащая пустотелый стержень и зубья расположенные на наружной поверхности этого Стержня.

Недостатком известной конструкции является также излишняя масса материала, что влияет на инерционность при движении рейки с большой скоростью.

Цель изобретения - снижение металлоемкости. . .

Поставленная цель достигается тем, что внутренняя поверхность смещена относительно наружной в направлении, перпенди- кулярном основанию зубьев с эксцентриситетом, равным 1,626 т, где т - модуль зубчатой рейки, при этом наружный диаметр рейки равен 26 т, а ее высота 25 т.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено сечение зубчатой рейки.

Зубчатая рейка с наружным диаметром Dp содержит пустотелый стержень с внутренней полостью, центр которой расположен в точке Oi. На наружной поверхности стержня нарезаны зубья, при этом ширина нарезки зубьев b (2-10)m,.является шириной шестерни, вэаимодействуюшей с рейкой, высота зуба которой h h + h - 2,25 m, где m - модуль зубчатого зацепления; h - высота головки зуба; h - высота ножки зуба; Н -толщина рейки; глубина выполненной на стержне лыски С m выбрана конструктивно: наименьшая толщина стенки стержня

(Л

С

VI О

ел ю о

VJ

S 1,25 m определена конструктивно. Е - точка пересечения делительной прямой, равной ширине зуба В и перпендикулярной диаметру стержня Dp; F - точка пересечения делительной прямой с наружной окружностью стержня; ОСм Ј смещение внутренней полости стержня относительно наружной поверхности в направлении, перпендикулярном к основанию зубьев рейки на величину 1,625 т.

Смещение Ј определено следующим расчетным путем. Так при выполнении зубчатой рейки из трубчатой заготовки наружным диаметром Ьтр, разница между наружными диаметрами труба Dtp и зубчатой рейки Dp равна DTp - Dp t - S, где t - толщина стенки трубы.

Тогда ,или0тр-0р 2.Ј.

. S При этом 2 Ј - t - S или | --я- . Из

чертежа видно, 4TOt C + h + S m + 2,25m + + 1,25 m 4,5m. Тогда f ( 1,625 m.

Из треугольника OiEF радиус стержня

рейки определяется следующим путем: OiF2 «

- Rp2 EF2 + OiE2, при этом СмЕ Rp - m.

Из формулы 1, EF -я-т 5 т. Тогда Rp2

-(Rp - mf + (5m)2 - RP2 - 2RRP m + m2 25 m2. преобразуя это уравнение получим, Rp2 13

т, или Dp 26 т. Отсюда DTp Dp + 2

§ D

26 m +2.1,625 m - 29,25 m. При этом Н - С « 26 m - m 25 m.

В качестве заготовки рейки может быть применена поковка в виде разностённой трубы (со смещенной внутренней полостью относительно наружной поверхности).

Внедрение конструкции рейки, выпол.- ненной, например, из толстостенной трубы со смещением, позволяет снизить металлоемкость рейки по сравнению со сплошной - в 2 раза, а по сравнению с полыми рейками без смещения отверстия металлоемкость снижается на 30%, кроме того выполнение рейки со смещенной внутренней полостью позволяет повысить динамические характеристики рейки в связи с уменьшением ее массы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании консольных реечно-шесте- ренчатых передач при больших нагрузках и скоростях рейки. С целью снижения металлоемкости внутренняя поверхность смещена относительно наружной в направлении, перпендикулярном основанию зубьев, с эксцентриситетом, равным 1,626 т, где т - модуль зубчатой рейки, при этом наружный диаметр рейки равен 26 т, а ее высота 25 т. .1 ил,

Формула изобретения

Зубчатая рейка, выполненная в виде пустотелого стержня круглого сечения с зубьями, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости, внутренняя поверхность расположена относительно наружной в направлении, перпендикулярном основанию зубьев, с эксцентриситетом, равным 1,625 т, где т - модуль зубчатой рейки, при этом наружный диаметр рейки равен 26 т, а ее высота 25 т.