Вал-шестерня

(51) М. Кл.з Г 16 С 1/00 Тфеуддрствелнмк кемитет СССР Опубликовано 07.12.82. Бюллетень45Дата опубликования описания 17.12.82(72) Авторы изобретения Ростовский ордена Трудового Красного ЗнаменЫ, государственный университет и Усть-Катавский вагоностроительный завод им. С. М. Кирова(54) ВА,Л-ШЕСТЕРНЯ 1Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в коробках передач для транспортных средств.Известен вал-шестерня конической или гипоидной передачи, содержащий зубчатый венец опорную шейку со стороны внутреннего торца зубчатого венца и опорную шейку со стороны внешнего торца венца 1.Расстояние между опорами-подшипниками выбирается из расчета уменьшения длины вала, что позволяет уменьшить габариты редуктора.Недостатком известной конструкции является ее невысокая погрузочная способность, поскольку опорная шейка подшипника со сторойы внутреннего торца выполнена с малым диаметром, так как при нарезании зубьев резцовая головка прорезает на шейке продольные спиральные канавки и при эксплуатации подшипник, сидящий на такой шейке, разбалтывается, разрушается, что ведет к поломкам передачи и редуктора. Малый диаметр этой шейки не позволяет установить подшипник с высокой работоспособностью, что снижает нагрузочную способность редуктора. Это заставляет увеличивать подшипниковые узлы со стороны внешнего торца вал-шестерни, что увеличивает габариты редуктора.Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение погрузочной способности вала шестерни.5 Эта цель достигается за счет того, чтов вале-шестерне конической или гипоидной передачи, содержащем зубчатый венец, опорную шейку со стороны внешнего торца венца и опорную шейку со стороны внутреннего торца венца, шейка со стороны внутреннего торца выполнена с продольными спиральными канавками с углом конусности впадин, равной углу конусности впадин венца, а шейка вала снабжена установленной на этой шейке пластмассовой втулкой, без зазорно сопряженной с поверхностью шейки, при этом диаметр пластмассовой втулки превышает диаметр шейки.На фиг. 1 представлен вал шестерня гипоидной передачи, на фиг. 2 - разрез А - Афиг. 1.Вал-шестерня конической или гипоидной передачи содержит венец 1 с зубьями, имеющими ненулевой уголь,конусности впадин и вал 2 с двусторонним расположением опорных шеек для подшипников 3 по от 979736ношению к венцу. На опорной шейке со стороны внутреннего торца выполнены продольные спиральные канавки 4, длина канавок составляет (0,2-1,5)йп вдоль оси вал-шестерни, где Й - номинальный диаметр опорной шейки. Канавки 4 заполнены пластмассой и имеют тот же конусный угол впадин Ь 1, что и впадины зубчатого венца, число их равно числу зубьев шестерни.В каждом сечении опорной шейки диаметр ее превышает максимальный диаметр металлической части сечения ди (фиг. 2, на которой тонкими линиями показано внутреннее кольцо подшипника 3) на 0,1 - 10 мм.Расстояние а,между осью вал-шестерни и осью 6 ведомого колеса 7 показано на фиг. 1.Кольцо 5 напрессовано на основание и шейку вала-шестерни и служит для облегчения заливки полимера и ограничения его рабочих деформаций в сторону зубчатого венца. В случае, когда конструктивно допускается уменьшение диаметра, или Г, ( с 1, кольцо 5 отсутствует.При изготовлении вал-шестерни спиральные канавки 4 нарезают заодно с зубьями венца 1 тем же инструментом, т. е, канавки 4 являются продолжением впадин зубчатого венца, зубчатый венец удлинен и удлиненная часть венца по диаметру выступов дп является цилиндрической, Внутреннее кольцо подшипника 4 после запрессовки на вал-шестерню, покрытую слоем пластмассы, заполняющим и канавки 2, надежно фиксировано на шейке, подшипник не разбалтывается и его внутреннее кольцо не изнашивается. Увеличенный диаметр шейки и применение подшипника повышенной работоспособности способствуют радиальной разгрузке других подшипников узла. Диаметр опорной шейки превышает максимальный диаметр металлической части сечения на 0,1 - 10 мм и выбран из выражения: 1 п = Ь, дЬ,Ь (1) (О,4+Э,О)ТЬ +1где с 1 - диаметр опорной шейки; ГГ. - внутренний радиус впадин ведуф 11 1 гщей и ведомой шестерни; Б - угол конуса впадин; а - межосевое расстояние; С, - расстояние от опорного торца ведущей шестерни до оси - ведомой; Ь, - ширина зубчатого венца вала -шестерни; С -длина части опорной шейки, где нарезаны спиральные канавки,0,2 - 1,5 йВерхняя граница диапазона дп и нижняя - 1 относится к меньшим значениям а, Б, и большим Ь; нижняя - наоборот,Верхняя граница превышения диаметраопорной шейки - максимального диаметра 5металлическои части сечения - относитсянк передачам большего габарита, нижняя - меньшего. Для обеспечения стабильности работы10 конструкции в течение срока эксплуатациии при широком диапазоне условий термосилового нагружения пластмасса должнаиметь следующие характеристики.1. При диапазонах температуры -50100 С и частоты 1 - 100 Гц динамическиймодуль сдвига - не менее 510 З кгс/см,тангенс угла механических потерь неболее 0,1; объемный динамический модуль -не менее 20000 кгс/см; тангенс угла механических потерь при объемном деформировании не более 0,01; относительное изменение плотности (в режиме свободного расширения) не более 0,03.2. Термостабилизация, ограничивающаяотносительное изменение плотности при100 С величиной 0,01 в течение 10 ч.3, Поглощение масла в диапазоне температуры -50 - 100 С не более 0,01 по весув течение 10 ч,Нагрузочная способность вала-шестерни превышает погрузочную способность известной шестерни примерно на 20/о. Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе50 1. Проектирование конических и гипоидных передач. Инструкционные материалы фирмы Гинесон (США), М., 1963, с. 94 (прототип). Вал-шестерня конической или гипоидной передачи, содержащий зубчатый венец, опорную шейку со стороны внутреннего торца зубчатого венца и опорную шейку со стороны внешнего торца венца, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью уменьшения габа ритов и повышения нагрузочной способности, шейка со стороны внутреннего торца выполнена с продольными спиральными канавками с углом конусности впадин, равным углу конусности венца, а шейка вала снабжена установленной на этой шейке пла стмассовой втулкой, беззазорно сопряженной с поверхностью шейки, при этом диаметр пластмассовой втулки превышает диаметр шейки.Составитель А. ТарТехред И. ВересТираж 803дарственного ком итизобретений и откЖ - 35, Раушскаянт, г. Ужгород, ул Редактор Т. Киселева Заказ 9317/21 ВНИИПИ Рос по делам 113035, Москва филиал ППП Пат