Зубчатое колесо Советский патент 1978 года по МПК F16H55/14 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в зубчатых передачах |)азнообразных механизмов и MaiHHH, а именно в зхбчатых передачах, к виброакустнческлм характеристикам которых предъявляются повышенные требования, и тяжелонагруженных зубчатых передачах, в которых трудно обеспечить равномерное распределение нагрузки вдоль контактных линий на сопряженных зубьях. Известны конструкции составных зубчатых колес, в которых для снижения виброакустической активности зубчатый венец соединяется со ступицей через промежуточный слой из унругоподатливого виброизолирующего материала посредством адгезионного или фрикционного скрепления элементов колеса 1. Сравните.чьно невысокие нагрузочная спо собность и надежность соединения венца со ступицей, лимитируемые адгезионными и прочностными характеристиками материалов промежуточного слоя, повышенная трудоемкость при изготовлении и сборке по сравнению с цельными зубчать1ми колесами препятствуют широкому промышленному внедрению таких зубчатых колес в конструкции передач современных машин. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является зубчатое колесо, содержащее ступицу и венец образующие разъемное соединение, н демпфирующий упругоподатливый .материал, размещенный между венцом и ступицей 2. В это.м колесе соединение венца со ступицей выполнено резьбовым. Данная конструкция обладает хорошей виброизоляцней зубчатого венца от ступицы и имеет увеличенную площадь сцепления виброизолирующего материала с сопрягаемыми поверхностя.ми резьбового соединения. Однако надежность соединения также ограничивается прочностными характеристиками виброизолирующего материала, а сборка требует предварительного разогрева соединяе.мых деталей до температуры плавления этого материала для обеспечения адгезионного сцепления с венцом и ступицей. Замена изношенного венца новым в такой конструкции колеса связана с необходимостью разрушения слоя виброизолирующего материала и последующим его восстановлением. Кроме

того, резьбовое соединение обладает известной неравномерностью распределения нагрузки по виткам резьбы, угол наклона которых должен выдерживаться в пределах угла самоторможения для повышения надежности. соединения от самоотвинчивания в процессе эксплуатации, а в случае разрушения витков резьбы их восстановление, например, повторной проточкой или накаткой не представляется возможным без существенного нарушения параметров резьбового соединения.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности и надежности соединения.

Поставленная цель достигается тем, что колесо снабжено фиксирующими элементами, на сопрягаемых поверхностях венца и ступицы выполнены винтовые канавки с правой нарезкой на одной половине венца и ступицы и с левой - на другой, а фиксирующие элементы размещены в этих канавках.

На чертеже показан осевой разрез зубчатого колеса.

Зубчатое колесо состоит из ступицы I, зубчатого венца 2, размещенного между венцом 2 и ступицей демпфирующего материала 3 и фиксирующих элементов 4. На. наружной поверхности ступицы 1 и на внутренней поверхности венца 2 нарезаны винтовые канавки 5, причем на одной половине венца 2 и ступнцы I канавки 5 имеют правое направление, а на другой - левое. В канавках 5 размещены фнкснрующие элементы 4, которые могут быть выполнены в виде цилиндрических спиралей правой и левой навивки. Спирали после сборки колеса закрепляются с целью предотвращения их выпадання в процессе работы любым известным способом.

Диаметр сопрягаемой поверхности ступицы несколько меньше диаметра сопрягаемой поверхности венца и поэтому сборка такого колеса осуществляется надеванием венца на ступицу к совмещение винтовых канавок до образовання ими винтовых каналов встречного направления, в которые затем устанавливаются фиксирующие элементы. Причем симметричность винтовых канавок в плоскости разъема обеспечивается предварительной .разметкой на торцах венца и ступицы заходов нх нарезки, а количество витков канавок и нх размеры рассчитываются исходя из условий нагруженности зубчатого колеса.

Для облегчения процесса сборки колеса одна из спиралей может быть предварительно уложена в винтовую канавку соответствующего направления, например, венца и закреплена на нем, затем в венец ввинчивается по выступающим над поверхностью венца виткам уложенной спирали ступица, а в образованный винтовыми канавками противоположного направления канал устанав.ливается второй фиксирующий элемент, в

качестве которого может быть применен набор шариков.

В качестве демпфирующего материала можно использовать полимеры.

Слой демпфирующего материала может быть размещен на одно.й или обеих сопрягаемых поверхностях соединяемых деталей, т.е. венца и ступицы, или, в целях экономии этого материала, нанесен на поверхность фиксирующих элементов.

Неразъемность соединения и взаимодействие венца со ступицей в процессе передачи полезной нагрузки обеспечнваются заклиниванием фиксирующих элементов в встречных винтовых каналах, а вибронзоляция венца от ступнцы - слоем демпфирующего материала в соединении.

Описанная конструкция зубчатого колеса позволяет обеспечить более равномерное распределение нагрузки по виткам канавок, за счет их разнонаправленности, увеличить шаг нарезки, н тем самым сократить машинное время на изготовление соединения, так как угол наклона винтовых нарезок, а следовательно, УГОЛ самоторможения, не оказывает существенного влияния на надежность соединения, как это имеет место в резьбовом соединении, и назначать такие прочностные свойства фиксируюихнх элементов, при которых происходит нх срезание в случае перегрузки соединения, тогда как целостность основных деталей колеса и их сопрягаемых поверхностей при этом не нарушается. Кроме того, в случае повреждения винтовых канавок в процессе эксплуатации их можно восстанавливать повторными проточками на многократно используемой при рембнте колеса детали, например ступице, увеличивая размеры канавок в пределах допустимого запаса прочности на срез в таком соеднненнн материала этой детали и уменьшая размеры перемычек между нимн, что нсключено в резьбовом соедннении.

Формула изобретения

Зубчатое колесо, содержащее ступицу и венец, образующие разъемное соединение, н демпфирующий упругоподатливый материал, размещенный между венцом и ступицей, огл ичающееся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности колеса и надежности соедннення, оно снабжено фиксирующими элементами, на сопрягаемых поверхностях венца н ступицы выполнены винтовые канавкн с правой нарезкой на одной половине венца н ступнцы н с левой - на дру гой, а фикснрующне элементы размещены в этих канавках.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Бнруля А. Л. н др. Экспериментальное нсследованне вибронзоляцин зубчатого колеса. «Вестник машиностроения, 1974, № 3.

2.Авторское свидетельство СССР № 502166, кл. F 16 Н 55/14, 1973.