Зубчатое колесо с демпфирующим ободом и зубьями Советский патент 1993 года по МПК F16H55/17 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано во всех видах зубчатых зацеплений и передач машин, механизмов и устройств.

Целью изобретения является повышение долговечности и уменьшение шума.

Эта цель.достигается тем, что обод выполнен с шириной, выбранной равной ширине зубчатого венца и толщиной на торцах колеса, представляющей собой острые, кромки и монотонно возрастающей по прямолинейным или криволинейным образующим в направлении к диску колеса, с торцов обода и зубьев выполнены глухие полости с образованием острых кромок на торцах зубьев, а поверхность головок зубьев выполнена с волнообразным постоянным или

переменным профилем, имеющим высоту волны в диапазоне 0,05,,.0,15 высоты зуба.

Для достижения этой цели кромки на внутренней поверхности обода, образованные глухими полостями в зубьях, выполнены с фасками или скруглены.

На фиг. 1 изображен общий вид колеса в аксонометрии; на фиг.2 - совмещенный продольный разрез (по зубу и впадине) зуб- чатого колеса с демпфирующим ободом и демпфирующими зубьями, к которому крутящий момент Мк (нагрузка) от вала подведен с двух сторон (по 0,5 Мк с каждой стороны); на фиг.З - зубчатое колесо на фиг.2, вид сбоку; на фиг.4 - зубчатое колесо на фиг.2, вид сверху; на фиг.5 - зубчатое колесо на фиг.2, разрез А-А; на фиг.6 -- зубчатое колесо на фиг.З разрез Б-Б: на Фиг.7 00

СЛ

XI о

OJ

совмещенный продольный разрез (по зубу и впадине) зубчатого колеса с демпфирующим ободом и демпфирующими зубьями, к которому крутящий момент Мк (нагрузка) от вала подведен с одной стороны; на фиг.8 - зубчатое колесо на фиг.7, вид сбоку; на фиг,9 -- зубчатое колесо на фиг.7, вид сверху; на фиг. 10 - зубчатое колесо на фиг.7, разрез А-А; на фиг.11 - зубчатое колесо на фиг.8, разрез Б-Б.

Зубчатые колеса 1 (фиг.2.7) крепятся на валах 4 демпфирующими ступицами 5 прессовым соединением.

Предлагаемые разновидности конструкций зубчатых колес с демпфирующими ободьями и зубьями созданы на базе действующих конструкций обычных (жестких) зубчатых колес. Однако это не ограничивает создание новых конструкций, отличных в меньшую сторону от габаритов существующих конструкций.

Фиг. 2,3,4,5,6 и 7.8,9,10,11- изображают два аналогичных цилиндрических прямозубых колеса с одними и теми же обозначениями элементов, но с той лишь разницей, что для получения эффекта контактной прочности при различных схемах нагружения колеса, длины И и г (фиг. 2,7) демпфирующих участков ободьев колес имеют разные соотношения.

При равновеликой двусторонней нагрузке (фиг.2) диск 6, толщиной t находится посередине обода 2 и колесо имеет поперечную плоскость симметрии. Во всех других случаях схемы нагружения, включая схему, изображенную на фиг.7, диск 6 смещен относительно середины обода и колесо не имеет указанной плоскости симметрии.

В дальнейшем описание изобретения ведется со ссылкой на фиг.2,3,4,5,б, однако описание будет справедливым и для фиг. 7,8,9,10,11, кроме особо отраженных положений.

В ободе 2 (фиг.2) пониженной переменной жесткости, в зоне расположения зубьев 3, выполнены глухие прорези-полости П, расширяющиеся как в сторону торцов, так и в сторону внутренней поверхности обода.

Переменная толщина h обода имеет предельно малую величину на торцах, то есть, торцы являются острыми, образованными пересечением образующих - прямой i и кривой q - под углом а. 90°.

Зубчатое колесо работает следующим образом. Окружное усилие зубом и ободом передается изминая с их кромок, расположенных на стороне подвода нагрузки к колесу от вала второго колеса, находящегося в зацеплении.

Поскольку кромки зубьев и обода имеют

предельно малую толщину, а, следовательно, большую податливость, то они не в состоянии принять на себя и передать сколько-нибудь значительную часть окружного усилия. Поэтому вступают в работу

смежные с кромками участки зуба и обода, которые менее податливы, а, следовательно, принимают на себя и передают более значительную часть окружного усилия и так далее.

При этом эпюра окружного усилия на зубе имеет волнообразную форму, начиная от предельно малой величины на торцах с монотонным возрастанием до максимальной - в глубине контакта. Такое распределение контактных давлений повышает долговечность зубьев по части их усталост- ной прочности от изгибной нагрузки.

Пониженная переменная жесткость обода и зубьев повышает износостойкость

рабочей поверхности зубьев, так как при этом уменьшается работа микросмещения контактирующих поверхностей зубьев, связанная с их деформацией при нагружении. Кроме того, пониженная переменная

жесткость обода и зубьев повышает их демпфирующую способность, а следовательно, понижаются пики высоких напряжений в зубьях от неравномерности передаваемой нагрузки. Это также повышает долговечность зубьев.

Формула изобретения

1. Зубчатое колесо с демпфирующим ободом и зубьями, содержащее ступицу, диск и обод с венцом, отличающееся

тем, что, с целью повышения долговечности и уменьшения шума, обод выполнен с шириной, равной ширине зубчатого венца, и толщиной на торцах колеса, представляющей собой острые кромки и монотонно возрастающей по прямолинейным или криволинейным образующим в направлении к диску колеса, с торцов обода и зубьев выполнены глухие полости с образованием острых кромок на торцах зубьев, а поверхность головок

зубьев выполнена с волнообразным или переменным профилем, имеющим высоту волны в диапазоне 0,05-0,15 высоты зуба.

2. Колесо по п. 1,отличающееся тем, что кромки на внутренней поверхности обода, образованные глухими полостями в зубьях, выполнены с фасками или скруглены.

Фцг#

Фиг. 11

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано во всех видах зубчатых зацеплений и передач машин, механизмов и устройств. Целью изобретения является повышение долговечности и уменьшение шума. Эта цель достигается тем, что обод выполнен с шириной, выбранной равной ширине зубчатого венца, и толщиной на торцах колеса, представляющей собой острие кромки и монотонно возрастающей по прямолинейным или криволинейным образующим в направлении к диску колеса, с торцов обода и зубьев выполнены глухие полости с образованием острых кромок на торцах зубьев, а поверхность головок зубьев выполнена с волнообразным постоянным или переменным профилем, имеющим высоту волны в диапазоне 0,05.-..0,15 высоты зуба. Для достижения этой цели кромки на внутренней поверхности обода, образованные глухими полостями в зубьях, выполнены с фасками или скруглены. 11 ил. ел t