Способ изготовления зубчатого колеса из композиционного материала и его конструкция

(51) 4 В 29 Р 1500 ОП Е ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Цыплаков О. Г. Конструирование изделий из композиционно-волокнистых материалов. - Л.: Машиностроение, 1984, с. 112 - 120, рис. 4.3.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И ЕГО КОНСТРУКЦИЯ (57) Изобретение относится к конструкции зубчатого колеса из композиционного мате,ЯО 13282 риала и технологии его изготовления. Целью изобретения является повышение производительности, расширение технологических возможностей способа и повышение долговечности конструкции зубчатого колеса. Способ включает установку на предварительно сформованный обод 3 в виде трубы образующих сегменты 2 гофрированных лент с укладкой их вдоль оси трубы по числу зубьев, фиксацию лент с примоткой по впадинам волокнистым материалом 6 и помещение полученной заготовки в форму с заполнением ее наполнителем 7. Готовое изделие разрезают на отдельные зубчатые колеса. 2 с. и 1 3. и. ф-лы, 6 ил.Формула изобретения 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, в частности к сборным зубчатым колесам из композиционных материалов, технологии его получения.Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей в части способа, а такжеповышение долговечности в части конструкции зубчатого колеса.За счет рациональной ориентации армирующего зуб колеса элемента, увеличивается жесткость тела зуба в направленииусилия в зацеплении, кроме того, обеспечивается возможность изготовления ряда зубчатых колес одновременно.На фиг. 1 изображено зубчатое колесос монолитным венцом; на фиг. 2 - разрезЛ-А на фиг. 1; на фиг. 3 - колесо с венцом, зубья которого образованы съемнымцаполнителем (коронками); на фиг. 4разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг, 5 - крепление армирующего сегмента к ободу; нафиг. 6 - вид В на фиг. 5.Зубчатое колесо содержит зубчатый венец 1, включающий армирующие сегменты2 из непрерывной ленты, уложенной в видегофр (выступов и впадин) с перегибами соответственно на диаметрах выступов и впадин зубьев. Складки гофр перпендикулярны оси колеса и расположены вдоль нее сопределенным шагом. Лента сегментов 2может быть перфорированной и выполненаиз любого необходимого материала. Сегменты 2 установлены на ободе 3.Ооод 3 представляет собой часть гладкой или с углублениями трубы любого необходимого профиля и любого необходимогоматериала. Обод выполняется с углублениями в виде канавок 4, параллельных осиобода, и ручьев 5, перпендикулярных осиобода.Обод 3 и сегменты 2 могут крепитьсямежду собой любым известным способом,например, предварительной сваркой, склейкой и т.п. Сегменты 2 могут устанавливаться в канавки 4.Высокопрочный волокнистый материал6 укладывается с натягом во впадины сегментов 2 рядами определенной толщиныи высоты намоткой. Он может быть в видесинтетических нитей, лент, металлическойпроводки и его укладывают в ручьи 5 однимили несколькими слоями,Способ осуществляют следующим образом.Изготавливают обод 3 в виде составленной из колец или цельной трубы, длина которой кратна ширине зубчатого колеса, например, намоткой ленточного материалаили другим известным способом, определяющимся выбором материала этого обода.Причем труба может быть образована изчастей длиной, равной ширине колеса. Из 5 10 15 20 25 30 35 непрерывной ленты получают гофры с перегибами ца диаметрах выступов и основания согласно заданной форме зуба и располагают складками параллельно торцам обода 3, образуя сегменты 2, закрепляя между собой, например, склейкой, и приматывают по впадинам волокнистым материалом или другим материалом. Полученную заготовку помещают в форму, вводят в нее наполцитель и формируют изделие, которое извлекают и разрезают поперечно на отдельные колеса или разделяют на отдельные зубчатые колеса.Наполнитель 7 представляет собой тело, образующее зубчатый профиль совместно с сегментами 2. Его формуют, например, из пластмассы в пресс-форме заливкой и по известному режиму, заполняя свободное пространство сегментов 2 и рядов нитей материала 6. Получается монолитный армированный зубчатый венец 1. Он может быть засыпан в пресс-форму порошком из любого необходимого материала и соединен с сегментами 2 и ободом 3 спеканием. Наполнитель 7 может выполняться в виде съемной коронки 8 каждого зуба, которая надевается на каркас из сегментов 2 и закрепляется на нем любым удобным способом, например, с помощью клея, штифтов 9 и т.п.При работе зубчатого колеса армирующие сегменты 2, скрепленные с ободом 3, придают каждому зубу и венцу в целом необходимую жесткость, так как складки гофр перпецдикулярны оси колеса и линии действия усилия в зацеплении. Наличие съемных коронок 8 позволяет при необходимости упростить ремонт колеса.Изобретение позволяет обеспечить получение прочных зубчатых колес из композиционного материала более прОизводительно. 1. Способ изготовления зубчатого колеса из композиционного материала, включающий получение заготовки путем укладки на предварительно сформованный цилиндрический обод гофрированного ленточного материала с размерами гофр, соответствую- шими размерам выступов и впадин зуба, фиксации гофр с их примоткой по впадинам высокопрочным волокнистым материалом и последующее формование колеса заполнением заготовки наполнителем в форме, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей, обод выполняют в виде составленной из равных ширине колеса колец или цельной трубы длиной, кратной ширине зубчатого колеса, гофрированный ленточный материал укладывают на ободе вдоль его оси с радиальным располо 328225жением плоскости ленты относительно торца этого обода, а сформованное изделие поперечно разрезают на отдельные зубчатые колеса.2. Зубчатое колесо из композиционного материала, содержащее предварительно сформованный обод, расположенный на нем зубчатый венец, образованный установленными в теле каждого зуба выступами и впадинами перфорированной гофрированной ленты, примотанной по впадинам к ободу высокопрочным волокнистым материалам, и наполнитель, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности, гофриро ванные ленты установлены на ободе в видесегментов с расположением гофр перпендикулярно оси колеса.3. Колесо по п. 2, отличающееся тем,что каждый зуб венца выполнен с наполнителем в виде съемной коронки.Соста Редактор М. Бланар Техред Заказ 3439121 Тираж В 11111111 Государственного комитета 1 3035. Москва, УК 35 11 р ственно.поли рафп ссклпвитель М. ОсиповаИ. Верее Ко рректо р А. Т я с ко564 Подписное:СОР по делам изобретений и открытий1, гнскан наб., д. 4/5н 1 с. г, к прод, ул. Проектная, 4