RU2595049C1

RU2595049C1 - Gear wheel

Info

Publication number: RU2595049C1
Application number: RU2015124609/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Викторович Мендрух
Original assignee: Николай Викторович Мендрух
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2016-08-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to gear transmissions with cylindrical wheels that have wide rims with indirect teeth. Gear wheel contains hub, body of the gear wheel is in the form of a disc, rim wheel and a gear rim. On the gear wheel at both ends there is a pair of carrying rings with outer diameter equal to inner diameter of wheel rim. Rings have a shape of right-angled triangles. Each carrying ring is fixed on inner surface of a rim wheel and of a body end of the gear wheel. To the third surface of each carrying ring in the area of the area of engagement gear wheel with paired wheel gearing there are joined by their roll surfaces support rollers, installed with possibility of their free rotation on axles, which rigidly fixed in relation to the rotating tooth wheel. Projections of axes on the ends of the body of the gear wheel are arranged radially in relation to gear wheel. Carrying rollers are arranged symmetrically in relation to line of centers of pair of gear wheels. Distance between extreme carrying rollers is greater than the width of the zone of engagement of pair of gear wheels.

EFFECT: increase of strength of gear wheel.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими колесами, имеющими широкие зубчатые венцы с непрямыми зубьями.The invention relates to mechanical engineering, in particular to machine parts, and can be used in gears with cylindrical wheels having wide gear rims with indirect teeth.

Известно цилиндрическое зубчатое колесо с непрямыми зубьями, в частности - косыми, имеющее зубчатый венец, ширина которого больше, чем толщина тела колеса - см., например, «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с, ил.», стр. 45, рис. 4.3, а.Known cylindrical gears with indirect teeth, in particular oblique, having a gear rim, the width of which is greater than the thickness of the body of the wheel - see, for example, “Dunaev PF, Lelikov OP Machine parts. Course design: Textbook. allowance for machine building. specialist. technical schools. - M .: Higher. school, 1984. - 336 s, ill. ”, p. 45, fig. 4.3, a.

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что с увеличением ширины его зубчатого венца увеличивается действие сил, стремящихся при работе колеса в зацеплении перекосить колесо поперек плоскости его вращения. Для устранения этого действия необходимо увеличивать прочность, в частности венцового колеса, на котором расположен зубчатый венец; это увеличение сопровождается увеличением толщины этого венцового колеса, что требует дополнительных затрат на изготовление колеса. В случае, если зубья колеса - непрямые, то на зубья колеса, при его работе в режиме погружения, действуют осевые силы, стремящиеся перекосить тело колеса поперек плоскости вращения колеса. Для компенсации этого действия требуется увеличивать прочность тела колеса, в частности - увеличивать его толщину, что увеличивает издержки на изготовление колеса.The disadvantage of this gear wheel is that with an increase in the width of its gear rim, the action of forces tending to skew the wheel across the plane of its rotation when the gear is engaged is engaged. To eliminate this action, it is necessary to increase the strength, in particular of the crown wheel, on which the ring gear is located; this increase is accompanied by an increase in the thickness of this crown wheel, which requires additional costs for the manufacture of the wheel. If the teeth of the wheel are indirect, then the teeth of the wheel, when operating in the immersion mode, are subjected to axial forces that tend to skew the wheel body across the plane of rotation of the wheel. To compensate for this action, it is required to increase the strength of the wheel body, in particular, to increase its thickness, which increases the cost of manufacturing the wheel.

В качестве прототипа взята конструкция цилиндрического зубчатого колеса с непрямыми, в частности - косыми, зубьями, состоящее из ступицы, тела в виде диска, венцового колеса и зубчатого венца, ширина которого больше, чем толщина тела колеса - см. «Березовский Ю.Н. и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов / Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С. Петров; Под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с, ил.», стр. 62, рис. 4.4, а.As a prototype, the design of a cylindrical gear wheel with indirect, in particular oblique, teeth, consisting of a hub, a disk body, a ring gear and a ring gear, the width of which is greater than the thickness of the wheel body, is taken, see “Yu. N. Berezovsky. et al. Machine parts: Textbook for engineering schools / Yu.N. Berezovsky, D.V. Chernilevsky, M.S. Petrov; Ed. ON. Borodin. - M.: Mechanical Engineering, 1983. - 384 s, ill. ”, P. 62, Fig. 4.4 a.

Недостатки прототипа те же, что и у аналога.The disadvantages of the prototype are the same as that of the analogue.

Изобретением решается задача повышения прочности зубчатого колеса и снижения издержек на его изготовление.The invention solves the problem of increasing the strength of the gear wheel and reducing the cost of its manufacture.

Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, венцовое колесо и зубчатый венец; причем с обоих торцов зубчатого колеса укреплена пара опорных колец с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру венцового колеса; кольца имеют в сечении вид прямоугольных треугольников; двумя своими поверхностями, расположенными под прямым углом, каждое кольцо укреплено на внутренней поверхности венцового колеса и торце тела колеса; к третьей поверхности каждого опорного кольца, в районе области зацепления зубчатого колеса с парным колесом передачи, примыкают своими поверхностями катания опорные ролики, установленные с возможностью своего свободного вращения на осях, укрепленных неподвижно относительно вращающегося зубчатого колеса, и проекции которых на торцы тела расположены радиально относительно колеса; ролики расположены симметрично относительно линии центров парных зубчатых колес; а расстояние между крайними роликами больше, чем величина зоны зацепления парных колес.For this, the gear wheel contains a hub, a disk-shaped body, a ring gear and a ring gear; moreover, from both ends of the gear wheel, a pair of support rings with an outer diameter equal to the inner diameter of the crown wheel is strengthened; rings are in the form of rectangular triangles; with its two surfaces located at right angles, each ring is mounted on the inner surface of the crown wheel and the end face of the wheel body; to the third surface of each support ring, in the region of the gearing gear pair with the pair gear wheel, support rollers are mounted with their rolling surfaces, mounted for free rotation on axles fixed motionless relative to the rotating gear, and the projections of which on the ends of the body are radially relative to wheels the rollers are located symmetrically relative to the center line of the pair of gears; and the distance between the extreme rollers is greater than the size of the engagement zone of the twin wheels.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо, сопряженное с парным колесом передачи (вид с торца), - фиг. 1, то же (вид сбоку в разрезе) - фиг. 2.The invention is illustrated by drawings, which depict: a gear associated with a pair of transmission wheels (end view), - Fig. 1, the same (sectional side view) - FIG. 2.

На чертежах показаны: зубчатое колесо 1, ступица 2, тело в виде диска 3, венцовое колесо 4, зубчатый венец 5, парное зубчатое колесо 6, опорные кольца 7, опорные ролики 8, оси 9 роликов (8), опоры 10 осей (9) роликов (8), радиусы 11 колеса (1); линия центров 12 парных колес (1 и 6), ширина В зубчатого венца (5), толщина S венцового колеса (4), толщина С тела (3), ширина L зоны зацепления парных колес (1 и 6), осевая сила F_o.The drawings show: a gear wheel 1, a hub 2, a body in the form of a disk 3, a ring gear 4, a gear ring 5, a pair of gears 6, support rings 7, support rollers 8, axles 9 of the rollers (8), bearings 10 axes (9 ) rollers (8), radii 11 of the wheel (1); the center line of 12 twin wheels (1 and 6), the width of the gear (5), the thickness S of the crown wheel (4), the thickness C of the body (3), the width L of the engagement zone of the pair of wheels (1 and 6), axial force F _o .

Зубчатое колесо 1 состоит из ступицы 2, тела (в виде диска) 3 толщиной С, венцового колеса 4 толщиной S и зубчатого венца 5. Это колесо находится в парном зацеплении с зубчатым колесом 6 передачи. С обоих торцов колеса 1 укреплена пара опорных колец 7, имеющих наружные диаметры, равные внутреннему диаметру венцового колеса 4. Кольца 7 имеют в сечении вид прямоугольных треугольников; двумя своими поверхностями, расположенными под прямым углом, каждое кольцо 7 укреплено на внутренней поверхности венцового колеса 4 и торце тела 3 колеса. К третьей поверхности каждого опорного кольца 7, в районе области зацепления колеса 1 с колесом 6 зубчатой передачи, примыкают своими поверхностями катания опорные ролики 8, установленные с возможностью своего свободного вращения на осях 9, укрепленных неподвижно относительно вращающегося колеса 1 в опорах 10 на корпусе передачи (не показано). Проекции осей 9 на торцы тела 3 расположены по радиусам 11 колеса 1. Ролики расположены симметрично относительно линии центров 12 парных зубчатых колес 1 и 6. А расстояние между крайними роликами 8 больше, чем ширина L зоны зацепления колес 1 и 6.The gear wheel 1 consists of a hub 2, a body (in the form of a disk) 3 of thickness C, a ring gear 4 of thickness S and a gear ring 5. This wheel is in pair mesh with the gear gear 6. From both ends of the wheel 1, a pair of support rings 7 is reinforced, having outer diameters equal to the inner diameter of the crown wheel 4. The rings 7 are in the form of rectangular triangles in cross section; two of its surfaces located at right angles, each ring 7 is mounted on the inner surface of the crown wheel 4 and the end face of the body 3 of the wheel. To the third surface of each support ring 7, in the region of the engagement area of the wheel 1 with the gear wheel 6, support rollers 8 are mounted adjacent to their skating surfaces, mounted for free rotation on the axles 9, fixed motionless relative to the rotating wheel 1 in the bearings 10 on the gear housing (not shown). The projections of the axes 9 onto the ends of the body 3 are located along the radii 11 of the wheel 1. The rollers are located symmetrically with respect to the line of centers 12 of the pair of gears 1 and 6. And the distance between the extreme rollers 8 is greater than the width L of the engagement zone of wheels 1 and 6.

При работе колеса 1 в паре с сопряженным колесом 6 зубчатой передачи в режиме их совместного нагружения одни нагрузки, действующие в плоскости вращения колеса 1, стремятся изогнуть зубчатый венец 5 и венцовое колесо 4 в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения колеса; другие нагрузки (осевая сила F_o) стремятся сместить колесо 1 вдоль вала, на котором установлено колесо 1, и изогнуть тело 3 колеса в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения колеса. Наличие опорных роликов 8 и опорных колец 7 позволяет нейтрализовать воздействие этих сил.When the wheel 1 is paired with the mating gear wheel 6 in the mode of their joint loading, some loads acting in the plane of rotation of the wheel 1 tend to bend the ring gear 5 and the ring gear 4 in a plane perpendicular to the plane of rotation of the wheel; other loads (axial force F _o ) tend to displace the wheel 1 along the shaft on which the wheel 1 is mounted, and bend the body 3 of the wheel in a plane perpendicular to the plane of rotation of the wheel. The presence of support rollers 8 and support rings 7 allows you to neutralize the impact of these forces.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет нейтрализовать действие изгибающих нагрузок, действующих на венцовое колесо и тело колеса, и тем самым позволяет снизить их толщину, что снижает издержки на изготовление колеса. Установка дополнительных элементов, осуществляющих эту нейтрализацию, существенно не увеличивает расходы на изготовление колеса, т.к. ширина зоны зацепления парных колес весьма невелика относительно размеров колеса; это тем больше, чем больше габариты колеса - его диаметр и размеры зубчатого венца (и венцового колеса).Compared with the prototype, the proposed design of the gear wheel allows you to neutralize the effect of bending loads acting on the crown wheel and the body of the wheel, and thereby reduces their thickness, which reduces the cost of manufacturing the wheel. Installation of additional elements performing this neutralization does not significantly increase the cost of manufacturing the wheel, because the width of the engagement zone of the pair of wheels is very small relative to the size of the wheel; this is the larger, the larger the dimensions of the wheel — its diameter and the size of the ring gear (and crown wheel).

Claims

A gear wheel, predominantly cylindrical with indirect teeth, comprising a hub, a disk-shaped gear body, a gear wheel and a gear ring, characterized in that a pair of support rings with an outer diameter equal to the inside diameter of the crown wheel, a ring are fixed on the gear from both ends have a cross section in the form of right-angled triangles, with two surfaces located at right angles, each support ring is mounted on the inner surface of the crown gear and the end face of the gear wheel body, to t on the surface of each support ring in the region of the area of engagement of the gear wheel with the pair of gear wheels adjacent their skating surfaces support rollers mounted with the possibility of their free rotation on the axles fixed motionless relative to the rotating gear, and the projection of which on the ends of the body of the gear wheel are radially relative to gear, support rollers are located symmetrically relative to the line of centers of the pair of gears, and the distance between the extreme support and rollers greater than the magnitude of the width of the engagement zone of the pair of gears.