ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЗУБЧАТЫЙ РЕДУКТОР

Полезная модель относится к машиностроению, в частности редукторо-строению. а именно к изготовлению шевронных вал-шестерен и может быть использована во всех цилиндрических редукторах общего и специального назначения.
Известен Реверсивный двухступенчатый редуктор в описании изобретения к авторскому свидетельству №1786317 А1, F 16 Н 3/14,бюл. №1 от 07.01.1993 года, авт. Л.И.Полищуков и А.А.Кохан (аналог).
Реверсивный двухступенчатый редуктор, содержащий ведущий вал с шестерней и находящимися с ней в зацеплении двумя зубчатыми колесами первой ступени, установленными на валах, шестерню и находящееся с ней в зацеплении зубчатое колесо с выходным валом второй ступени и две муфты с ведущими и ведомыми полумуфтами для связи первой и второй ступеней, отличающийся тем, что с целью упрощения конструкции уменьшения массы, зубчатые колеса первой ступени выполнены одно с наружными, а другое с внутренними зубьями, валы зубчатых колес первой ступени установлены коаксиально друг другу и шестерне второй ступени, ведущие полумуфты закреплены на валах зубчатых колес первой ступени, а ведомые полумуфты закреплены на торцах шестерни второй ступени. Недостатки данной конструкции редуктора: сложность конструкции и низкая надежность в связи с применением разобщительных муфт.
Наиболее близким к полезной модели техническим решением, принятым за прототип, является двухступенчатый зубчатый редуктор в описании изобретения к авторскому свидетельству №1768833 А1, F 16 H 3/16, бюл. №38 от 15.10.1992, авт. Н.В.Олейник, В.М.Бессараб и А.А.Чегодарь.
Двухступенчатый зубчатый редуктор, содержащий корпус, расположенные в нем входной, промежуточный и выходной валы с зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении, а одни из опор входного вала расположены в полости зубчатого колеса выходного вала, отличающийся тем, что, с целью
повышения компактности и надежности он снабжен закрепленным в корпусе стаканом, дно которого размещено в полости зубчатого колеса выходного вала, выходной вал на опорах установлен в стакане, выходной вал установлен параллельно входному, а зубчатое колесо входного вала связано с зубчатым колесом промежуточного вала посредством зубчатого колеса, установленного с возможностью независимого вращения на выходном валу.
Недостатки: малая ширина зубчатых колес второй ступени, вследствие чрезмерной компактности редуктора, что делает невозможным применение шевронного зацепления, которое резко снижает износ зубьев при работе редуктора.
Технический результат предлагаемой полезной модели: снижение на 25% энергозатрат на изготовление шевронной вал-шестерни, экономия более чем вдвое дорогостоящих легированных сталей, обеспечение равномерного нагружения зубьев полушевронов шевронной вал-шестерни, увеличение не менее чем на 15% срока службы данной вал-шестерни и простота изготовления ее отдельными деталями.
Технически результат достигается за счет того, что в двухступенчатом зубчатом редукторе вместо промежуточного вала применена вал-шестерня шевронного зацепления, выполненная сборочной единицей и состоящая из вала с размещенными на нем шестерней на шпонке и шестерней, зафиксированной на этом валу штифтами, причем отдельные детали (вал, шестерни, штифты) шевронной вал-шестерни изготавливаются на более простых и менее энергозатратных станках, чем при изготовлении этой вал-шестерни традиционно - из одной заготовки; из дорогостоящих легированных сталей изготавливаются только шестерни являющиеся полушевронами, шевронной вал-шестерни, а вал этой вал-шестерни изготавливается из более дешевой стали (Ст.35); сборка вал-шестерни по шаблону работающего в зацеплении с ней зубчатого колеса обеспечивает равномерное нагружение и износ зубьев обоих полушевронов шевронной вал-шестерни и, как следствие этого, увеличение не менее чем на 15% срока службы данной вал-шестерни и
возможность снижения требований к квалификации персонала при изготовлении отдельных деталей вал-шестерни.
Отличительной особенностью заявляемой полезной модели является то, что при изготовлении шевронной вал-шестерни из отдельных деталей, не происходит увеличения размеров или массы ее по сравнению с изготовлением из одной заготовки.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в конструкции сборной вал-шестерни применяются изготовленные отдельно на менее энергоемких и более простых станках простые детали (вал, шестерни, штифты), что обеспечивает снижение, не менее чем на 25% энергозатрат, необходимых при изготовлении вал-шестерни традиционным способом. Изготовление из дорогостоящих легированных сталей, например (Ст.40ХН) только шестерен, являющихся полушевронами шевронной вал-шестерни, а собственно вала из менее дорогостоящих углеродистых сталей, например (Ст.35), позволяет сэкономить более чем вдвое расход дорогостоящей легированной стали, а сборка шевронной вал-шестерни из отдельных деталей по шаблону работающего с ней в зацеплении зубчатого колеса, позволяет более равномерно нагружать при работе зубья обоих полушевронов этой вал-шестерни, снизить интенсивность износа этих зубьев и увеличить срок службы шевронной вал-шестерни не менее чем на 15%, что является дополнительным преимуществом и отличием предлагаемой конструкции вал-шестерни.
В сравнении с известными техническими решениями заявляемый двухступенчатый зубчатый редуктор, состоящий из ведущего и ведомого валов, зубчатых колес и шевронной вал-шестерни, являющейся сборочной единицей, и состоящей в свою очередь из вала, шестерни на шпонке, шестерни на штифтах и собственно штифтов обеспечивает снижение на 25% энергозатрат на изготовление шевронной вал-шестерни, экономит более чем вдвое дорогостоящие легированные стали, равномерное нагружение зубьев полушевронов шевронной вал-шестерни, увеличение не менее чем на 15%
срока службы данной вал-шестерни и простоту изготовления ее отдельных деталей.
Таким образом, предлагаемая конструкция шевронной вал-шестерни соответствует критерию полезной модели «Новизна».
Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что применение шевронных вал-шестерен в цилиндрических редукторах известно, но в данном случае за счет применения шевронной вал-шестерни сборной конструкции вдвое снижается расход дорогостоящей легированной стали, снижаются энергозатраты, увеличивается не менее чем на 15% срок службы вал-шестерни и значительно упрощается собственно изготовление данной вал-шестерни.
Все вышеперечисленное позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая полезная модель обладает признаками, позволяющими говорить о ее соответствии критерию «Существенное отличие».
На фигуре 1 изображен продольный разрез и поперечное сечение А-А шевронной вал-шестерни, изготовленной из отдельных деталей.
Сущность полезной модели. Предлагаемый двухступенчатый зубчатый редуктор состоит из ведущего и ведомого валов, зубчатых колес (на чертеже не показаны) и шевронной вал-шестерни, являющейся сборочной единицей, и в свою очередь состоящей из вала 1, шестерни 2 на шпонке, шестерни 3 на штифтах и собственно штифтов 4, которые служат для передачи крутящего момента от шестерни 3 к валу 1. Количество и диаметр штифтов зависят от величины передаваемого крутящего момента и определяются расчетным путем. После сборки шевронной вал-шестерни, шестерни 2 и 3 выполняют роль полушевронов данной вал-шестерни с левым и правым направлениями нарезки зубьев шевронной вал-шестерни. Работа в цилиндрическом редукторе, изготовленной путем сборки из отдельных деталей шевронной вал-шестерни, ни чем не отличается от работы шевронной вал-шестери, изготовленной из одной заготовки.
Промышленная применимость.
Изготовленная путем сборки из отдельных деталей шевронная вал-шестерня может применяться на всех типах цилиндрических редукторах, в которых целесообразно применение шевронного зацепления. Сборка шевронной вал-шестерни происходит следующим образом: шестерня 2 со шпоночным пазом посредством шпонки сажается на вал 1, затем вторая шестерня 3 со специально оставленным поясом сажается на цилиндрическую поверхность вала 1 с минимальным зазором, имея первоначально возможность проворачиваться на валу 1, после этого шестерня 3 на специальном стенде вводится в зацепление с работающим с ней в редукторе зубчатым колесом и после осуществления нормального зацепления зубьев вал-шестерни и колеса, шестерня 3 фиксируется несколькими прихватками сваркой к валу 1. Затем снимается со стенда и на станке сверлятся в поясе шестерни 3 совместно с валом 1 необходимого диаметра и количества отверстия, в которые затем вставляются штифты и фиксируются там каким либо образом. Количество и диаметр штифтов определяется расчетным путем в зависимости от передаваемого полушевроном 3 валу 1 крутящего момента. После окончательной сборки вал-шестерня устанавливается в редуктор для дальнейшей работы в месте с тем зубчатым колесом, с которым выставлялась на стенде.