Составное зубчатое колесо

(19) 0 у)з Р 16 Н 55/17 тивное обьединеых фирм "Интер М 1303804,ГОСУДАРСТВЕННОЕ, ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) САНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 4865652/28(22) 09.07,90 (46) 15,02.93. Бюл. М 6 (71) Акционерное коопер ние специалиэированн Меркурий" (72) А,М, Мельниковский (56) Патент Великобрита кл. Р 16 Н 55/12, 1973,Изобретение относится к зубчатым ко- лесаМ, преимущественно к крупномодульными зубьями, и может быть использовано в тяжелом и транспортном машиностроении в малонагруженных передачах,Известно составное зубчатое колесо, включающее обод, набор отдельных зубьев, образующих зубчатый венец, и средство установки зубьев на ободе 1, Зубья выполнены сплошными из монолитного металла.Недостатком конструкции является повышение массы и момента инерции колеса, обусловленные сплошностью зубьев.,Цель изобретения - снижение массы и момента инерции колеса,Указанная цель достигается тем, что каждый эуб выполнен коробчатым из листового металла в виде профильного элемента, изогнутого по форме требуемого зацепления. и двух боковых стенок, жестко связанных с профильным элементом. Благодаря выполнению иэ листового металла зуб явля 795209 А 1(54) СОСТАВНОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО (57) Использование: составное зубчатое колесо, преимущественно большого диаметра с крупномодульными зубьями, относится к тяжелому и транспортному машиностроению. Сущность: в колесе, содержащем обод набора зубьев, образующих зубчатый венец, и средство установки зубьев на ободе, каждый зуб выполнен коробчатым из листового металла в виде профильного элемента, изогнутого по форме зуба и двух боковых стенок, жестко связанных с профильным элементом, 3 з,п. Ф-лы, 11 ил. ется пустотелым, что обеспечивает снижение массы и момента инерции колеса.С целью повышения точности профиля зуба соединение профильного элемента с боковыми стенками может быть выполнено так, что кромки стенок примыкают к внутренней поверхности профильного элемента. При этом фигурная часть кромок боковых стенок, выполняемая путем вырубки на . штампах, имеет высокую степень точности, что позволяет базировать по ней внутреннюю поверхность профильного элемента, имеющего не очень высокую точность, и в итоге добиться требуемой точности зуба при выполнении соединения профильного элемента со стенками, Дополнительным преимуществом такого выполнения является разгрузка собственно соединения, поскольку рабочие нагрузки передаются через непосредственный контакт внутренней поверхности профильного элемента с фигурными кромками стенок, а элементысоединения сварные швы, заклепки и т.п,) в передаче усилий не участвуют.С целью обеспечения высокой износостойкости рабочей поверхности зуба при одновременном облегчении технологии получения соединения боковых стенок с профильным элементом последний может быть выполнен из двухслойной стали; подложка - из низкоуглеродистой стали, а плакирующий слой - из стали высокой твердости, причем плакирующий слой обращен наружу зуба и образует его рабочую поверхность. При этом подложка, выполненная из низкоуглеродистой стали, обладает лучшими показателями обрабатываемости, свариваемости, паяемости и т,п., что облегчает осуществление соединения профильного элемента со стенками в различных технологических вариантах механическом, сварном, паяном и др.),С целью дальнейшего снижения массы и момента инерции колеса следует уменьшить толщину боковых стенок, Чтобы не допустить при этом снижения жесткости стенок и сокращения площади контакта с профильным элементом, фигурные кромки стенок могут быть выполнены отбортованными. С этой же целью ширина плакирующего слоя может быть выполнена уже ширины подложки. При этом, если соединение выполнено сварным, получается дополнительное преимущество, связанное с уменьшением термического влияния сварки на плакирующий слой,На фиг. 1 показан местный вид составного зубчатого колеса вариант со сварным ободом для внешнего зацепления); на фиг.2 - осевой разрез А-А на Фиг. 1, слева - со средством установки в виде болтового соединения, справа - в виде заклепочного сое-. динения; на фиг. 3- общий вид зуба; на фиг, 4 - зуб с плоскими боковыми стенками, вид сбоку; на фиг. 5 - то же, поперечный разрез Б-Б на фиг, 4, слева - вариант с тавровым сварным или паяным соединением боковых стенок с профильным элементом, справа - вариант с угловым соединением; на фиг, 6- профильный элемент зуба по фиг, 4 и 5; на фиг, 7- боковая стенка зуба по фиг, 4 и 5; на фиг, 8 - зуб с боковыми стенками с отбортованными кромками и профильным элементом с уменьшенной шириной плакирующего слоя, вид сбоку; на фиг. 9 - то же, поперечный разрез В-В на фиг, 8, слева - вариант сварного соединения, справа - заклепочного; на фиг, 10 - профильный элемент зуба по фиг, 8 и 9; на фиг. 11 - боковая стенка зуба по фиг,8 и 9. Составное зубчатое колесо фиг. 1) содержит обод 1, комплект одинаковых зубьев 2 и средство 3 установки зубьев на ободе.ЕОбод 1 состоит из обечайки 4 фиг, 2) и двух5 приваренных к ней реборд 5. Средство 3установки зубьев на ободе выполнено, например, в виде болтового 6 или заклепочного 7 соединения.Варианты конструктивного выполнения10 обода и средства установки зубьев на ободене являются отличительными существенными признаками и могут меняться в зависимости от типов колес и технологическихвозможностей производства,15Зуб фиг. 3) содержит профильный элемент 8 и две боковые стенки 9. Профильныйэлемент 8 и стенки 9 выполнены из листового металла и жестко соединены между со 20 бой. Вариант конструктивного исполнениязуба с плоскими стенками фиг, 4 и 5) предусматривает соединение стенок 9 с проф-.ильным элементом 8 путем, например,сварки или пайки. Вид соединения в этом25 случае: тавровое Фиг. 5 слева) или угловоефиг. 5, справа). Отверстия 10 фиг. 4 и 5)являющиеся элементами средства установки, выполняются после выполнения соединения боковых стенок 9 с профильным30 элементом 8, Профильный элемент фиг. 6)выполнен из листового металла таким образом, что его наружная. поверхность 11 соответствует требуемому типу зацепленияэвольвентному, циклоидальному и пр.) Фи 35 гурная часть 12 кромки боковой стенки 9фиг, 7) выполнена с обеспечением ее прилегания к внутренней поверхности 13 профильного элемента фиг. 6), что обеспечиваетпередачу рабочих нагрузок от профильного .40 элемента на стенки путем непосредственного контакта, каковой разгружает собственно соединение. При наличиипогрешностей Формы профильного элемента, возможность которых не исключена45. вследствие различной интенсивности упругого пружинения его изогнутой поверхности, Фигурные кромки 12, являясь опорнойбазой для его внутренней поверхности 13,обеспечивают снижение величины упомяну 50 тых погрешностей, что способствует повышению точности профиля зуба. Выполнениепрофильного элемента из двухстадийнойстали пунктир на фиг, 5 и 6) позволяет достичь сочетания противоречивых свойств:55 высокой твердости внешней поверхности 11зуба и хорошей обрабатываемости, свариваемости, паяемости и других технологических характеристик, облегчающихвыполнение соединения профильного элемента со стенками. Вариант конструктивно1795209 го исполнения зуния зуба с отбортованными стенками вериг.(ф . 8 и 9) предусматривает соединение стенок 14 с профильным элементом 5м нап имер, сварки или заклепками 16, Профильный элемент фиг, тдвухслойной стали, причем твер 17 дый плакирующий слойширину, меньшую, чем ширина подлоЖки т ванные кромки 19, увеличивающие как жесткость стенок, так и площадь кповерхности соединения стенок с профильнымым элементом, Крепежные отверстия 20 могут быть выполнены как в собранном зу бе (фиг, 8 и 9), так и в отдельной стенке (фиг. Формула изобретения 1, Составное зубчатое колесо, содержа- обод набор зубьев, образующих зубчатый венец, и средство установки зубье в на ободе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения мас сы и момента инерции колеса, каждый зу выб полнен коробчатым из листового металла, в ва в виде профильного элемента, изогнутого по форме зуба и двух оковых стенок, жестко связанных с профильным элементом.2, Колесо по п.1, отли ча ющееся тем, что, с целг елью повышения точности профиля зу ьев,б ев кромки стенок примыкают к 11), Для снижения контактных напряженииотверстий 20 отбортованы,стенкииз листоБлагодаря выполнению зубьевматериала предлагаемое зубчатое ко лесо имеет массу зубчатого венц дваго мн а э есяткио сплошнымиразз меньшую, чем прототип сооб айубьями . Исключение механической рба п об профильной поверхности зу а упр -отки иает изготовление колеса Кон ру цст к ия 10 профильного элемента и д ущает изг3 В хслойной стали обеспечивает повышение износостойкости зу ьев в с очетании с технологичностьюконструкции, ы, В полнение стенок отбортованными обеспечивает еще большее сниже ние массы и момента инерции колеса. внутренне ий оверхности профильного элемента.ееся3. Колесопоп,1,отлича ющтем, что,о с целью повышения износостойкосги, про ильльныйэлементвыполненизд уой стали: подложка - изийнизкоуглеродистой стали, а плакирующслой - из стали высокой твердости, и образует внешнюю поверхность зуба,4. Колесопопп.1-3,отличающеесятем, что крок омки стенок выполнены отбортованными, а ширина плакирующего слояпрофильного элемента выбрана меньше ширины подложки,1795209 ор С Патрушева т изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 419 ВНИИПИ Госуд Составитель А,МельниковскиТехред М.Моргентал Ко Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5