RU2581963C1

RU2581963C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2581963C1
Application number: RU2015113915/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2016-04-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in tooth gears. Gear wheel includes body with hub made in form of pair of disks fixed on hub ends and ends of toothed rim, made in form of separate teeth that are not connected to each other, fixed by their ends between disks. Working sections of side surfaces of teeth correspond to design for teeth of this wheel, and non-working sections of these surfaces are made in form of planes, oriented radially relative to wheel. Size of these planes at height of teeth is equal to value of axial clearance of toothed rim. With abutment on base between discs is rigidly fixed ring arranged coaxially relative to wheel axis. Width of ring along its whole circumference is equal to width of toothed rim wheel.

EFFECT: higher operational characteristics of gear wheel.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело со ступицей и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Иосилевич Г.Б. и др. Прикладная механика: Для студентов втузов /Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985. - 576 с., ил.», стр. 315, рис. 20.2.A gear wheel is known containing a body with a hub and a gear ring with teeth - see, for example, “Iosilevich GB and other Applied Mechanics: For students of technical colleges / GB. Iosilevich, P.A. Lebedev, V.S. Strelyaev. - M.: Mechanical Engineering, 1985. - 576 p., Ill. ", P. 315, Fig. 20.2.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что тело колеса между ступицей и зубчатым венцом выполнено сплошным, зубчатый венец выполнен как часть тела, - все это приводит к неоправданному расходу материала, идущего на изготовление колеса, особенно при большом диаметре колеса.The disadvantage of this design of the gear wheel is that the body of the wheel between the hub and the ring gear is solid, the ring gear is made as part of the body, all this leads to unjustified consumption of material used to manufacture the wheel, especially with a large diameter of the wheel.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2544467, кл. F16H 55/12, опубл. 20.03.2015 г., Бюл. №8. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело со ступицей и зубчатый венец с зубьями, причем участок тела между ступицей и зубчатым венцом выполнен в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы и торцах зубчатого венца; зубчатый венец выполнен в виде отдельных зубьев, не связанных между собой; зубья укреплены своими торцами между этими дисками, причем зубья выполнены усеченными по своим основаниям, с сохранением рабочих участков своих боковых поверхностей.As a prototype taken gear design according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2544467, class. F16H 55/12, publ. 03/20/2015, Bull. No. 8. Its essence is that the gear wheel contains a body with a hub and a gear ring with teeth, and the body section between the hub and gear ring is made in the form of a pair of disks mounted on the ends of the hub and the ends of the gear ring; the ring gear is made in the form of separate teeth that are not interconnected; the teeth are strengthened by their ends between these disks, and the teeth are truncated along their bases, while maintaining the working areas of their side surfaces.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при его работе со смазыванием - жидким или пластичным смазочным материалом, этот смазочный материал будет попадать (вследствие взаимодействия с зубьями парного колеса в процессе зацепления и под воздействием силы тяжести) со смазываемых поверхностей зубьев в область между зубчатым венцом и ступицей, накапливаясь в этой области (при смазывании пластичным материалом) или смачивая внутренние поверхности дисков и поверхность ступицы. Накапливание в этой области пластичного смазочного материала будет приводить к его перерасходу и способствовать загрязнению этой области. Смачивание же поверхностей в этой области жидким смазочным материалом будет приводить к образованию излишних поверхностей, смоченных смазочным материалом, что будет способствовать увеличению площади контактирования смазочного материала с окружающим воздухом, что будет способствовать дополнительному окислению смазочного материала и как следствие - ухудшению его свойств. Кроме того, наличие на поверхностях этих областей любого смазочного материала будет способствовать загрязнению этих поверхностей пылью из окружающего воздуха и т.п.The disadvantage of this design of the gear wheel is that when it operates with lubrication - liquid or plastic lubricant, this lubricant will fall (due to interaction with the teeth of the twin wheels during gearing and under the influence of gravity) from the lubricated surfaces of the teeth in the area between ring gear and hub, accumulating in this area (when lubricating with plastic material) or wetting the inner surfaces of the discs and the surface of the hub. The accumulation of plastic lubricant in this area will lead to its overspending and contribute to pollution of this area. Wetting the surfaces in this area with liquid lubricant will lead to the formation of excess surfaces moistened with lubricant, which will increase the contact area of the lubricant with the surrounding air, which will contribute to the additional oxidation of the lubricant and, as a consequence, to a deterioration in its properties. In addition, the presence of any lubricant on the surfaces of these areas will contribute to the contamination of these surfaces with dust from ambient air, etc.

Изобретением решается задача повышения эксплуатационных характеристик зубчатого колеса при работе его в режиме смазывания.The invention solves the problem of increasing the operational characteristics of the gear when it is in the lubrication mode.

Для этого зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, участок тела между ступицей и зубчатым венцом выполнен в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы и торцах зубчатого венца; зубчатый венец выполнен в виде отдельных зубьев, не связанных между собой; зубья укреплены своими торцами между этими дисками; зубья выполнены усеченными по своим основаниям с сохранением рабочих участков своих боковых поверхностей; причем рабочие участки боковых поверхностей зубьев соответствуют расчетным для зубьев данного колеса, а нерабочие участки этих поверхностей выполнены в виде плоскостей, ориентированных радиально относительно колеса; размер этих плоскостей по высоте зубьев равен величине осевых зазоров зубчатого венца; с примыканием по всей поверхности оснований зубьев между дисками жестко укреплено кольцо, расположенное соосно относительно оси колеса; а ширина кольца по всей его окружности равна ширине зубчатого венца колеса.To this end, the gear wheel contains a body and a gear ring with teeth, a portion of the body between the hub and the ring gear is made in the form of a pair of disks mounted on the ends of the hub and the ends of the ring gear; the ring gear is made in the form of separate teeth that are not interconnected; the teeth are strengthened by their ends between these discs; the teeth are truncated at their bases while maintaining the working areas of their side surfaces; moreover, the working sections of the lateral surfaces of the teeth correspond to those calculated for the teeth of the given wheel, and the non-working sections of these surfaces are made in the form of planes oriented radially relative to the wheel; the size of these planes along the height of the teeth is equal to the value of the axial clearances of the ring gear; with an abutment over the entire surface of the base of the teeth between the disks, a ring is rigidly fixed, located coaxially relative to the axis of the wheel; and the width of the ring along its entire circumference is equal to the width of the ring gear of the wheel.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: зубчатое колесо (вид с торца) - фиг. 1, то же колесо (вид сбоку в сечении) - фиг. 2, зуб зубчатого колеса (вид с торца) - фиг. 3.The invention is illustrated in the drawing, which shows: gear (end view) - Fig. 1, the same wheel (side view in cross section) - FIG. 2, gear tooth (end view) - FIG. 3.

На чертеже показаны: ступица 1, тело колеса - торцевые диски 2 и 3, зубья 4, боковые поверхности 5 зубьев, основания 6 зубьев, кольцо 7; высота h зубьев, длина l рабочих участков боковых поверхностей 5 зубьев, величина осевого зазора С колеса.The drawing shows: the hub 1, the wheel body - end disks 2 and 3, teeth 4, side surfaces of 5 teeth, the base of 6 teeth, ring 7; the height h of the teeth, the length l of the working sections of the side surfaces of the 5 teeth, the axial clearance C of the wheel.

Зубчатое колесо состоит из ступицы 1, тела, выполненного в виде пары торцевых дисков 2 и 3, укрепленных на торцах ступицы и имеющих диаметр, равный диаметру окружности вершин зубьев зубчатого венца, и зубчатого венца, выполненного из отдельных, не связанных между собой зубьев 4. Зубья своими торцами жестко укреплены между торцевыми дисками 2 и 3. Зубья 4 имеют рабочие участки длиной l боковых поверхностей 5, идентичные по профилю расчетному профилю зубьев данного зубчатого колеса; ниже рабочих участков (l) боковые поверхности 5 (размером С, равным размеру осевого зазора колеса) до основания 5 зубьев выполнены в виде плоскостей, ориентированных радиально относительно оси колеса. С примыканием по всей площади оснований 6 зубьев между дисками 2 и 3 жестко укреплено кольцо 7, соосное оси колеса; ширина кольца равна ширине зубчатого венца колеса. Кольцо 7 не предназначено для восприятия рабочих нагрузок, воспринимаемых рабочими элементами колеса (зубья и т.п.); толщина его минимальна, а само кольцо может быть изготовлено, например, из пластмассы.The gear wheel consists of a hub 1, a body made in the form of a pair of end disks 2 and 3, mounted on the ends of the hub and having a diameter equal to the diameter of the circumference of the tops of the teeth of the gear rim, and a gear rim made of separate, unconnected teeth 4. The teeth with their ends are rigidly fixed between the end disks 2 and 3. The teeth 4 have working sections with a length l of the side surfaces 5 that are identical in profile to the design profile of the teeth of this gear wheel; below the working sections (l), the side surfaces 5 (with a size equal to the size of the axial clearance of the wheel) to the base of the 5 teeth are made in the form of planes oriented radially relative to the axis of the wheel. With abutment over the entire area of the base of 6 teeth between the disks 2 and 3, a ring 7 is fixed rigidly, coaxial to the axis of the wheel; the width of the ring is equal to the width of the ring gear of the wheel. Ring 7 is not intended for the perception of workloads perceived by the working elements of the wheel (teeth, etc.); its thickness is minimal, and the ring itself can be made, for example, of plastic.

Работает данное зубчатое колесо следующим образом. При зацеплении в передаче с парным колесом, рабочие нагрузки воспринимаются и передаются рабочими участками (длиной l) боковых поверхностей 5 зубьев 4 каждого зуба в отдельности, при этом рабочие нагрузки на другие зубья не передаются. Боковые поверхности 5 зубьев, обращенные друг к другу, участки торцевых накладок 2 и 3 между ними и поверхности кольца 7 совместно образуют карманы, не соединенные с областью колеса между кольцом 7 и ступицей 1. Поэтому при смазывании колеса смазочный материал (пластичный и жидкий) в эти области не попадает.This gear works as follows. When engaged in a gear with a twin wheel, work loads are perceived and transmitted by the working sections (length l) of the side surfaces 5 of the teeth 4 of each tooth separately, while the work loads are not transferred to other teeth. The lateral surfaces of the 5 teeth facing each other, the portions of the end plates 2 and 3 between them and the surface of the ring 7 together form pockets that are not connected to the wheel area between the ring 7 and the hub 1. Therefore, when lubricating the wheel, lubricant (plastic and liquid) in these areas do not fall.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса не позволяет при его смазывании попадать смазочному материалу в области между основаниями зубьев и ступицей. Тем самым снижается перерасход смазочного материала, предотвращается загрязнение этой области (смазочным материалом, грязью и т.п.), а также лучше сохраняются эксплуатационные свойства смазочного материала.Compared with the prototype, the proposed design of the gear does not allow lubricant to get into the area between the bases of the teeth and the hub when lubricating it. This reduces the overexpenditure of the lubricant, prevents contamination of this area (with lubricant, dirt, etc.), and also maintains the operational properties of the lubricant.

Claims

Зубчатое колесо, содержащее тело со ступицей, выполненное в виде пары дисков, укрепленных на торцах ступицы и торцах зубчатого венца, выполненного в виде отдельных не связанных между собой зубьев, укрепленных своими торцами между дисками, отличающееся тем, что рабочие участки боковых поверхностей зубьев соответствуют расчетным для зубьев данного зубчатого колеса, а нерабочие участки этих поверхностей выполнены в виде плоскостей, ориентированных радиально относительно зубчатого колеса, размер этих плоскостей по высоте зубьев равен величине осевого зазора зубчатого венца, с примыканием по всей поверхности оснований зубьев между дисками жестко укреплено кольцо, расположенное соосно относительно оси зубчатого колеса, а ширина кольца по всей его окружности равна ширине зубчатого венца зубчатого колеса. A gear wheel containing a body with a hub, made in the form of a pair of disks, mounted on the ends of the hub and the ends of the gear rim, made in the form of separate unconnected teeth, strengthened by their ends between the disks, characterized in that the working sections of the side surfaces of the teeth correspond to the calculated for the teeth of a given gear wheel, and non-working sections of these surfaces are made in the form of planes oriented radially relative to the gear wheel, the size of these planes along the height of the teeth is equal to rank axial clearance toothing adjacently on the entire surface of the bases of the teeth between the discs rigidly reinforced ring disposed coaxially relative to the gear axis, while the width of the rings along its entire circumference equal to the width of the toothing of a gear wheel.