RU2194896C2 - Косозубая шестерня - Google Patents
Косозубая шестерня Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194896C2 RU2194896C2 RU99117835A RU99117835A RU2194896C2 RU 2194896 C2 RU2194896 C2 RU 2194896C2 RU 99117835 A RU99117835 A RU 99117835A RU 99117835 A RU99117835 A RU 99117835A RU 2194896 C2 RU2194896 C2 RU 2194896C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hub
- polymer
- polymer disk
- disk
- linear expansion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению. Косозубая шестерня содержит металлическую ступицу, жестко соединенные с ней зубчатый венец и полимерный диск. Полимерный диск и венец выполнены из стеклонаполненного полимера, например, армамида, с расчетным коэффициентом линейного расширения α. Наружная поверхность ступицы выполнена с отдельными Н-образными в сечении выступами, имеющими поднутрение. Переход полимерного диска к ступице выполнен по радиусу, а наружный диаметр d ступицы определяется из приведенного в описании соотношения. Технический результат: повышены эксплуатационные характеристики шестерни при экстремальных температурных условиях и улучшено качество литья полимерного диска. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях, имеющих шестеренчатую передачу и, в частности, в шестерне распределительного вала двигателя автомобиля.
Известны зубчатые колеса [1], выполненные из пластмассы с металлической ступицей.
Недостатком этих колес являются сложность их изготовления, невысокий уровень эксплуатационных характеристик при больших нагрузках.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является косозубая шестерня [2], содержащая металлическую ступицу и жестко соединенные с ней зубчатый венец и полимерный диск, выполненные из полиамида с ребрами жесткости таким образом, что отношение площади поперечного сечения венца к сумме площадей поперечного сечения диска и ребер от 1:2 до 1:4, а количество ребер определяется из соотношений:
B1=B2=(1/25÷1/35)Dш,
где Nреб - количество ребер;
Dдел - делительный диаметр шестерни;
B1 - толщина диска;
B2 - толщина зубчатого венца;
Dш - диаметр окружности вершин зубьев.
B1=B2=(1/25÷1/35)Dш,
где Nреб - количество ребер;
Dдел - делительный диаметр шестерни;
B1 - толщина диска;
B2 - толщина зубчатого венца;
Dш - диаметр окружности вершин зубьев.
Недостатком известной косозубой шестерни, принятой за ближайший аналог (прототип), является небольшая несущая способность (сцепная сила) соединения полимерного диска со ступицей, возможность потери прочности (растрескивание) полимерного диска при пониженных температурах, возможность потери центрирования полимерного диска и ступицы при повышенных температурах.
Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных характеристик шестерни при экстремальных температурных условиях и улучшение качества литья полимерного диска.
Указанный технический результат достигается тем, что в косозубой шестерне, содержащей металлическую ступицу, жестко соединенные с ней зубчатый венец и полимерный диск, согласно изобретению полимерные диск и зубчатый венец выполнены из стеклонаполненного полимера, например армамида, с коэффициентом линейного расширения α1, определяемым выражением:
α1-α2≤15•10-6 [1/°C],
где α2 - коэффициент линейного расширения ступицы.
α1-α2≤15•10-6 [1/°C],
где α2 - коэффициент линейного расширения ступицы.
Наружная поверхность ступицы для ее жесткого соединения с полимерным диском выполнена с отдельными H-образными в сечении выступами, имеющими поднутренние, причем переход полимерного диска к ступице выполнен по радиусу, а наружный диаметра ступицы определяется соотношением:
где Δt - перепад рабочих температур.
где Δt - перепад рабочих температур.
Сущность изобретения проясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид косозубой шестерни, на фиг.2 - металлическая ступица (вид сбоку), на фиг.3 - вид сверху на Н-образные выступы на поверхности ступицы.
Косозубая шестерня содержит металлическую ступицу 1, жестко соединенные с ней полимерный диск 2 с зубчатым венцом 3 и ребрами 4. Ступица 1 снабжена Н-образными выступами 5 с поднутрением 6.
Работа и устройство косозубой шестерни состоит в следующем. Металлическая ступица 1 снабжена H-образными выступами для того, чтобы увеличить несущую способность соединения диска 2 и ступицы 1.
Материал при заливке диска 2 обволакивает выступы 5 по максимально возможной поверхности, причем полимер на этих участках не прерывается металлом насквозь, т.е. соединение не ослабляется. Поднутрения 6 необходимы при повышенных температурах. Полимер, обладая большим коэффициентом линейного расширения, старается оторваться от металлической ступицы 1 и нарушить центрирование, однако материал диска 2, находящийся в поднутрении 6, препятствует этому. При пониженных температурах полимерный диск 2, обладая большим коэффициентом линейного расширения, старается сдавить металлическую ступицу 1. В месте их соединения возникают напряжения, которые могут превысить предел прочности полимера, и он может лопнуть. С целью предотвращения этого согласно изобретению полимерный материал выполнен стеклонаполненным, например армамид [4], с очень маленьким коэффициентом линейного расширения α1=25•10-6 [1/oC], при этом должно α1-α2≤15•10-6 [1/oС].
Ступица в основном выполняется из стали или чугуна α2=10÷12•10-6 [1/oС] (для повышения механической прочности). Правомерность этого выражения докажем дальше.
Известно, чем больше разность коэффициентов линейного расширения охватывающей и охватываемой детали, тем большие напряжения возникают в местах их соединения.
Из литературы [3] известно
Δt = 103d(α1-α2)Δt,
где Δt - температурный натяг (или зазор),
d - диаметр соединения охватывающей и охватываемой детали,
α1, α2 - коэффициенты линейного расширения этих деталей,
Δt - перепад температур.
Δt = 103d(α1-α2)Δt,
где Δt - температурный натяг (или зазор),
d - диаметр соединения охватывающей и охватываемой детали,
α1, α2 - коэффициенты линейного расширения этих деталей,
Δt - перепад температур.
Отсюда
Согласно графикам по формулам Ламе [3] максимальный температурный натяг ▽t для сочетания cтали или чугуна и материала Армамид [4] равен около 100 мкм, поэтому
Это максимальный диаметр сочленения стальной ступицы и армамида.
Согласно графикам по формулам Ламе [3] максимальный температурный натяг ▽t для сочетания cтали или чугуна и материала Армамид [4] равен около 100 мкм, поэтому
Это максимальный диаметр сочленения стальной ступицы и армамида.
Имея α1-α2=15•10-6 [1/oС] и Δt=70oС, т.е. разность от 20oС до допустимой рабочей температуры автомобиля 50oС, получим d≈95 мм. Это тот предельный диаметр ступицы 1, при котором сохраняется прочность материала Армамид, охватывающего стальную ступицу. В общем случае:
Из литературы [3] известно, что на краях сочленения при тепловых натягах возникают концентрации напряжений. Для их устранения края охватывающей детали делают с фаской.
Из литературы [3] известно, что на краях сочленения при тепловых натягах возникают концентрации напряжений. Для их устранения края охватывающей детали делают с фаской.
Однако согласно изобретению переход полимерного диска 2 к ступице выполнен по радиусу. Это плавнее снижает концентрацию напряжений.
К тому же при литье шестерни не образуется турбулентного потока, а поток материала идет ламинарный, без завихрений, а значит без воздушных включений. Этим самым повышается прочность литьевых заготовок и качество.
Согласно признакам предложенного изобретения авторы провели опытную работу и получили положительные результаты.
Источники информации
1. Белый В. А. "Зубчатые передачи из пластмасс", Минск, 1965 г., Машиностроение.
1. Белый В. А. "Зубчатые передачи из пластмасс", Минск, 1965 г., Машиностроение.
2. "Косозубая шестерня" патент РФ 2016296, кл. F 16 Н 55/02.
3. Орлов П.И. "Основы конструирования", Москва, 1977 г., Машиностроение.
4. Армамид. Технические условия ТУ 2243-015-11378612-97.
Claims (1)
- Косозубая шестерня, содержащая металлическую ступицу, жестко соединенные с ней зубчатый венец и полимерный диск, выполненные из полиамида с ребрами жесткости, отличающаяся тем, что полимерный диск и зубчатый венец выполнены из стеклонаполненного полимера, например Армамида, с коэффициентом линейного расширения α1, определяемым выражением
α1-α2≤15•10-61/°C,
где α2 - коэффициент линейного расширения ступицы;
наружная поверхность ступицы для ее жесткого соединения с полимерным диском выполнена с отдельными Н-образными в сечении выступами, имеющими поднутрения, причем переход полимерного диска к ступице выполнен по радиусу, а наружный диаметр d ступицы определяется соотношением
где Δt - температурный натяг (или зазор), мкм (Δt= 100 мкм = 0,1 мм);
d - диаметр соединения охватывающей и охватываемой детали, мм;
α1, α2 - коэффициенты линейного расширения этих деталей, 1/oС;
Δt - перепад температур, oС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117835A RU2194896C2 (ru) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Косозубая шестерня |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117835A RU2194896C2 (ru) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Косозубая шестерня |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99117835A RU99117835A (ru) | 2001-07-10 |
RU2194896C2 true RU2194896C2 (ru) | 2002-12-20 |
Family
ID=20223992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99117835A RU2194896C2 (ru) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Косозубая шестерня |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2194896C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498130C1 (ru) * | 2009-09-01 | 2013-11-10 | Сканиа Св Аб | Зубчатое колесо |
RU170727U1 (ru) * | 2016-11-30 | 2017-05-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Завод Сигнал" | Косозубая шестерня |
-
1999
- 1999-08-09 RU RU99117835A patent/RU2194896C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ОРЛОВ П.И. Основы конструирования, кн. 1. М.: Машиностроение, 1977, с. 467. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498130C1 (ru) * | 2009-09-01 | 2013-11-10 | Сканиа Св Аб | Зубчатое колесо |
RU170727U1 (ru) * | 2016-11-30 | 2017-05-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Завод Сигнал" | Косозубая шестерня |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4414894B2 (ja) | 内燃機関に用いられる、複数の部分から成る冷却されるピストン | |
FI87393B (fi) | Kuggfoerband mellan tvao koaxialt inuti varandra anordnade maskinelement. | |
RU2194896C2 (ru) | Косозубая шестерня | |
US20090011071A1 (en) | Injection-molded gear | |
US5720595A (en) | Composite wheel and metal hub for a torque converter or fluid coupling | |
US20030231960A1 (en) | Fan blade assembly | |
US20020139211A1 (en) | Driving force transmission device | |
JP4317784B2 (ja) | 等速ジョイント用ブーツの製造方法並びにその方法に用いられる製造装置 | |
KR100673409B1 (ko) | 블레이드의 결합구조 | |
EP0942515A3 (de) | Flüssigkeitsgekühlter Generator | |
US648352A (en) | Connection for shafts and hubs. | |
JP2008157452A (ja) | トルクコンバータカバーのためのパイロットボス及びパイロットボスを形成する方法 | |
FR2461153A1 (fr) | Joint de cardan a branches munies de cheminee | |
JPS61248968A (ja) | 蒸気タ−ビンに用いる弁及びその製造方法 | |
JP5158693B2 (ja) | 等速ジョイント用ブーツ | |
US6059088A (en) | Resin stator for a torque connector | |
US7152399B2 (en) | High efficiency torque converter | |
CN100591940C (zh) | 硅树脂材料制造的汽车动力传动***部件 | |
FR2635152A3 (fr) | Liaison enfichable pour deux arbres | |
JPH04257750A (ja) | 特にワイパーのための玉リンクソケットつき動力伝達リンク | |
GB2109503A (en) | Toothed belt | |
US3424483A (en) | Rotatable element | |
KR100410901B1 (ko) | 내연기관용 냉각팬 | |
RU9632U1 (ru) | Коническое соединение с гарантированным натягом | |
JPH0740115Y2 (ja) | 動力伝達用樹脂製回転体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170810 |