Зубчатое колесо

(19) 50 4 1 16 Н 55 17, 55/14 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано 1323803 А 1 в зубчатых передачах. Целью изобретения является повышение надежности зубчатого колеса. Положительный эффект достигается за счет улучшения условий нагружения зубьев, рассматриваемых как балки, работающие на изгиб. Зубчатый венец в виде трех дисков 2, 3 и 4 с укрепленными на их периферии зубьями 5 установлен на ступице 1. Диски 2 и 3 закреплены на ступице 1 жестко, а диск 4 - с возможностью относительного окружного смещения (либо с зазором, либо со скольжением). Зубья могут быть выполнены в виде роликов с осями,1323803 могут быть вставными и крепиться своими хвостовиками в пазах дисков 2 и 3. В последнем случае наружный диаметр дисков равен диаметру делительной окружности. Диски 2, 3 и 4 могут быть соединены упругими элементами в виде пальцев 9, Гри использовании колеса в нереверсивной передаче пальцы 9 могут быть предварительно напряжены усилием, противоположным ра бочему. При работе момент в зацеплении от зубьев 5 (либо от осей) передается через диски 2, 3 на ступицу 1. Зубья 5 (либо оси) работают как балки, заделанные с двух сторон и нагруженные симметричной нагрузкой. Диск 4 позволяет перераспределить усилие в зацеплении сразу на все зубья колеса. При установке диска 4 на ступице 1 со скольжением образующая кинематическая пара играет роль демпфера сухого трения, сглаживающего колебания венца относитель 1Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах.Цель изобретения - повышение надежности зубчатого колеса, что достигается за счет улучшения условий нагружения зубьев, рассматриваемых как балки, работающие на изгиб.На фиг. 1 изображено предлагаемое зубчатое колесо; на фиг. 2 - фиг. 5 - варианты конструкций зубчатого колеса; на фиг. 6 - разрез А - А на фиг. 4.Зубчатое колесо содержит ступицу 1 и установленный на ней зубчатый венец в виде трех дисков 2 - 4, на периферии которых закреплены зубья 5. Крайние диски 2 и 3 жестко закреплены на ступице 1, а средний диск 4 - с возможностью окружного смещения относительно ступицы 1. Диск 4 может быть размещен с зазором относительно ступицы(фиг. 1 и фиг. 3) и без зазора (фиг. 2, 4 и 5). В последнем случае диск 4 установлен на ступице 1 с возможностью относительного скольжения. Зубья могут быть выполнены в виде роликов 6 с осями 7, закрепленными в дисках:, 3 и 4 (фиг. 3). Зубья 5 могут быть вставными (фиг. 4) и крепиться своими хвостовиками 8 в соотвстствукнцих пазах дисков 2 и 3, а своим телом - в пазах диска 4. При этом наружный диаметр дисков 2 - 4 равен диаметру делительцой окружности зубьев 5.Диски 2, 3 и 4 могут быть соединены между собой упругими эпементами в виде пальцев 9 (фиг. 5), установленных равномерно по окружности колеса между зубьями и ступицей параллельно оси колеса. но ступицы 1 в процессе работы. При работе колеса с ответным и аналогичным ему, соответствующие диски перекатываются друг относительно друга без скольжения, играя роль направляющих, препятствующих перекосам в зацеплении. Пальцы 9 воспринимают часть изгибающих зубья 5 нагрузок. Пальцы 9 могут быть предварительно напряжены при изготовлении колеса. Для этого вначале крепят венец на ступице 1. Затем поворачивают диск 4 относительно дисков 2 и 3 в окружном направлении в пределах упругой деформации зубьев 5, сверлят отверстия под пальцы 9 и вставляют их, после чего снимают окружное усилие на диск 4. В результате при работе в нереверсивной передаче окружные усилия на зубья 5 мотут быть увеличены вдвое за счет изменения знака возникающих в них напряжений. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. 2При использовании колеса в нереверсивной передаче пальцы 9 могут быть предварительно напряжены, т.е. предварительнонагружены усилием, противоположным рабо 5 чему усилию.Зубчатое колесо работает следующим образом.Момент в зацеп,пении от зубьев 5 (либоот оси 7 роликов 6) передается через диски 2 и 3 на ступицу 1. При этом зубья 5 (либо оси 7) работают как балки,заделанные с двух сторон и нагруженныесимметричной нагрузкой. Диск 4 позволяетперераспределить усилие в зацеплении сразуна все зубья колеса. В случае установки5 диска 4 на ступице 1 с возможностью относительного скольжения (фиг. 2, 4 и 51происходит демпфирование колебаний венцаотносительно ступицы 1 в окружном направлении, возникающих при работе колеса впередаче. В этом случае диск 4 в паре соступицейиграет дополнительную роль --демпфера сухого трения.В колесе со вставными зубьями 5 (вариант по фиг. 4) наружный диаметр дисков 2, 3 и 4 равен диаметру делительнойокружности. В этом случае при работе колеса соответствуюгцие друг другу диски 2,3 и 4 будут перекатываться друг относительно друга без скольжения, играя рольнаправляющих, препятствующих перекосам взацеплении.,В варианте, изображенном на фиг. 5,пальцы 9 воспринимают часть изгибающихнагрузок на зубья 5, что позволяет повысить изгибную прочность последних. В случаепредварительного нагружения пальцев 9 уси 13лием, противоположным рабочему усилию в нереверсивной передаче, перераспределение нагрузок происходит в еще большей степени.Предварительное нагружение пальцев 9 при изготовлении зубчатого колеса осуществляют следующим образом. Вначале соединяют зубчатый венец со ступицей 1, Затем диск 4 поворачивают в окружном направлении относительно дисков 2 и 3 в пределах упругой деформации зубьев 5 и засверливают отверстия в дисках 2 - 4 под пальцы 9. После установки пальцев 9 снимают окружное усилие на диск 4, в результате чего пальцы 9 и зубья 5 будут предварительно нагружены окружным усилием.Усилие со стороны зубьев парного колеса направлено так, что зубья 5 деформируются в направлении, которое противоположно направлению предварительной деформации при изготовлении колеса. С увеличением усилия величина предварительной деформации будет уменьшаться, а следовательно, будет уменьшаться и величина изгибных напряжений. При равенстве усилия, действующего со стороны зубьев парного колеса, усилию предварительной деформации величина изгибных напряжений будет равна нулю. При дальнейшем увеличении усилия, действующего со стороны зубьев парного колеса, зубья 5 будут деформироваться в противоположную сторону и в них будут возникать изгибные напряжения по знаку противоположные напряжениям, возникающим при предварительной деформации. За счет предварительного напряжения зубьев 5 (предварительной деформации) их изгибную прочность можно повысить примерно в два 3238034раза. Величина напряжений в упругих элементах (пальцах 9) будет возрастать и может быть больше предварительных напряжений тоже в два раза. Для обеспечения прочности пальцев 9 их устанавливают несколько штук, равномерно располагая по окружности. Формула изобретения1, Зубчатое колесо, содержащее ступицу 10 и установленный на ней зубчатый венец ввиде трех равноотстоящих друг от друга вдоль оси соосных дисков, на периферии которых закреплены зубья, один из крайних дисков жестко закреплен на ступице, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, другой крайний диск также жестко закреплен на ступице, а средний размещен на ступице с возможностью окружного смещения относительно нее.2. Колесо по и. 1, отличающееся тем,что зубья выполнены в виде роликов с осями, закрепленными в дисках.3. Колесо по п. 1, отличающееся тем,что наружный диаметр дисков равен диаметру длительной окружности зубьев колеса.4. Колесо по п. 1, отличающееся тем,что диски соединены между собой упругими элементами в виде пальцев, установленных равномерно по окружности колеса между зубьями и ступицей параллельно оси колеса.5. Колесо по п. 4, отличающееся тем,что, с целью повышения надежности колеса при использовании в нереверсивной передаче, упругие элементы предварительно напряжены усилием, противоположным рабочему.Составитель В, СергеевРедактор Л. Ренин Техред И. Верес Корректор Г. РешетникЗаказ 2950/41 Тираж 811 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 95Производственно-полиграфическое прс приятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4