ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО С УПРУГИМИ ЗУБЬЯМИ

Область техники
Полезная модель относится к области общего машиностроения, а именно к беззазорным зубчатым передачам.
Уровень техники
Известны устройства, где для обеспечения отсутствия зазоров в зубчатом зацеплении на одном или обоих зубчатых колесах, участвующих в зацеплении, изготавливают зубья с высокой упругостью, при этом делают так, чтобы зубья в зоне контакта всегда находились в натянутом состоянии.
Наиболее близким к полезной модели является зубчатое колесо [патент RU 2112173, F16H 55/16, опубл. 27.05.1998], состоящие из одной или двух частей, и разъемные с ним зубья, отличающееся тем, что по окружности обода выполнен фигурный паз, в котором закреплены на определенном расстоянии друг от друга зубья, изготовленные из упругого листового материала, имеющие закругленную или заостренную головку и корень, выполненный в форме фигурного паза обода колеса. Нагрузку в такой конструкции передает группа зубьев, расположенная около центра зацепления. В этом районе зубья плотно прилегают друг к другу, обеспечивая беззазорность передачи.
Недостатками известного устройства является сложность конструкции, обусловленная технологической разнородностью процессов изготовления ее составных частей и их большим количеством, сниженный коэффициент полезного действия (КПД) передачи и повышенный износ рабочих поверхностей зубьев из-за их относительно высокой амплитуды проскальзывания при повороте, а также необходимость достижения высоких значений жесткости данной передачи за счет увеличения числа зубьев, участвующих в зацеплении, что негативно влияет на КПД передачи.
Раскрытие сущности полезной модели
Целью полезной модели является обеспечение беззазорного зацепления в зубчатой передаче вместе с уменьшением количества составных элементов.
Указанная цель достигается тем, что зубья зубчатого колеса имеют разрезы, определяющие жесткость зуба, при этом их форма обеспечивает натяг при сборке узла и кривизну, необходимую для обеспечения требуемой плавности передачи вращения и невысокую амплитуду проскальзывания, а усилия в зацеплении задаются на этапе конструирования передачи и реализуются путем изготовления одного из зубчатых колес с зубьями специальной конструкции.
Технологичность конструкции обеспечивается малым количеством составных частей, а также возможностями использования ряда технологий изготовления: с помощью программно управляемых станков лазерной, пескоструйной, электроэрозионной резки и подобных с использованием заготовок из листового материала, с помощью станков объемной печати.
Краткое описание чертежа
Фиг. 1 Зубчатое колесо 1, зуб специальной формы колеса 2 (см. фиг. 1, сноска А).
Осуществление полезной модели
Отличительным элементом данной полезной модели является зуб колеса 2 (см. фиг. 1, сноска А) специальной формы, благодаря которой вне зоны зацепления контур контактной поверхности имеет окружную ширину большую, чем ширина впадины на ответном колесе 1 (на фиг. 1 такая форма в зоне зацепления показана пунктиром), что гарантирует наличие натяга при вхождении зуба в зацепление. Соотношение ширины зуба в ненагруженном состоянии и впадины на ответном колесе 1, наличие паза в зубе, а также боковых стенок зуба, выполненных в виде упругих элементов, обеспечивают выборку зазора и определяют величину натяга в зацеплении. Кроме того, контур контактной поверхности и формы прорези выбираются так, чтобы в зоне зацепления за счет податливости зуба он принимал контур эвольвенты или другой геометрической кривой, которая обеспечивала бы плавное перекатывание с минимальным проскальзыванием по ответному колесу 1.
Устройство работает следующим образом.
При передаче вращения с одного зубчатого колеса на другое зубья колеса 2 последовательно входят в зацепление с ответными зубьями колеса 1. За счет того что зубья колеса 2 шире, чем ответные впадины на колесе 1, происходит их упругая деформация, обеспечивающая отсутствие зазоров и наличие натяга в зацеплении. За счет специальных пазов в зубьях колеса 2 обеспечивается соответствие их контактного контура требуемой форме и плавность хода передачи.