КОЛЕСО ПЕРЕДАЧИ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ
GEAR WHEEL WITH MESH

Изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в приводах вращательного движения, в тяговых передачах локомотивов.
Известно зубчатое колесо, содержащее зубчатый венец и ступицу, выполненную за одно целое с венцом [1]. В известной конструкции между зубчатым венцом и ступицей нет упругой связи, обеспечивающей гашение колебаний и вибрации зубчатой передачи.
Известно упругое зубчатое колесо, содержащее ступицу, венец и связывающие их упругие элементы в виде балок [2]. При работе колеса динамические нагрузки зацепления демпфируются прогибом балок.
Перемещение венца относительно ступицы, вызванные, например, погрешностями окружных шагов сопряженных колес, приводят к изнашиванию центрирующих поверхностей, что снижает надежность и долговечность передачи.
Прототипом изобретения является упругое зубчатое колесо, содержащее зубчатый венец и ступицу, связанные между собой упругими элементами [3]. Упругие элементы выполнены в виде резинометаллических втулок, расположенных в отверстиях зубчатого венца и установленных на осях, закрепленных в дисках ступицы. Резинометаллические втулки обеспечивают амортизацию боковых сил, действующих на венец и ступицу колеса.
При нагружении колеса зубчатый венец стремится провернуться относительно ступицы, деформирует упругие элементы. Перемещения ступицы и венца приводят к изнашиванию резиновых упругих элементов, снижению работоспособности резинометаллических втулок особенно при низкой температуре окружающей среды. Это снижает ресурс передач в целом.
Цель изобретения - повышение работоспособности зубчатой передачи размещением в колесе передачи между венцом и ступицей диска с упругими элементами.
Поставленная цель достигается тем, что колесо передачи зацеплением, содержащее установленные с радиальным зазором венец и ступицу, соединенные упругими элементами, размещенными между венцом и ступицей, выполнено с диском, установленным между венцом и ступицей по посадкам, исключающим осевые перемещения и проворот диска, в диске с обеих сторон колеса выполнены цилиндрические проточки глубиной, превышающей половину толщины диска, при этом размещение проточек по высоте диска обеспечивает образование упругих перемычек и за счет этого подвижность венца колеса относительно ступицы при его взаимодействии с шестерней передачи.
На фиг. 1 представлен продольный разрез колеса с диском, установленным с гарантированными натягами в венец колеса и на его ступицу, на фиг. 2 - продольный разрез колеса с дополнительным креплением диска планками с болтовыми соединениями.
Упругое колесо содержит зубчатый венец 1 с цилиндрическим отверстием, ступицу 2 с наружной цилиндрической поверхностью и диск 3 толщиной, равной толщине венца колеса. В диске выполнены цилиндрические проточки 4 глубиной, превышающей половину толщины диска. Такое размещение проточек и их чередование с каждой стороны диска обеспечивает образование упругих перемычек а, б, в. Податливость каждой перемычки обеспечивается ее толщиной и глубиной рядом расположенных проточек 4. Кроме этого, жесткость диска определяет количество перемычек, материал диска и его химико-термическая обработка. Диск 3 устанавливается между венцом 1 и ступицей 2 по посадкам, исключающим осевые перемещения и проворот диска (например, с гарантированным натягом). В случае необходимости (например, высокая температура окружающей среды) следует использовать дополнительное крепление диска, например, планками 5 с болтовыми соединениями (см. фиг. 2).
Передача работает следующим образом. В процессе зацепления упругого зубчатого колеса с другим колесом неточности изготовления венцов колес и переменности силового потока от корпуса передачи, опор, вала и ступицы компенсируются перемещениями в упругих перемычках диска, установленного без зазора в венце и на ступице колеса.
При действии сил на зубчатый венец происходит деформация сдвига наружной поверхности диска относительно ступицы колеса, демпфирование в упругих перемычках, выполняющих функцию металлических амортизаторов. Возможно обратное действие - сдвиг вала со ступицей и упругих перемычек диска с демпфированием венца зубчатой передачи.
Осевая и радиальные деформации упругих перемычек диска колеса обеспечивают достаточную подвижность зубчатого венца колеса, его самоустанавливаемость, повышают работоспособность передачи в экстремальных условиях эксплуатации.
Источники информации
1. A Heated Intake Throttle Valve Assembly for an Internal Combustion Engine: Пат. 2037894 Великобритания, МПК F02D 9/10; F02M 15/04; F02M 29/04; F02M 31/135; F02M 31/18; F02M 69/00; заявитель и патентообладатель NISSAN MOTOR - № GB19790044353 19791224, опубл. 16.07.1980.
2. Упругое зубчатое колесо [Текст]: пат. 2019763 Рос. Федерация: МПК F16H 1/14, F16H 55/17 / Берестнев О.В. и др.; заявитель и патентообладатель Институт надежности машин АН Беларуссии. - №4949466/28; заявл. 26.06.1991; опубл. 15.09.1994. - 3 с. ил.
3. Зубчатое колесо [Текст]: пат. 1633212 СССР: МКИ F16H 55/17 / Ковпак М.П. - №4625856/28; заявл. 26.12.1988; опубл. 07.03.91, Бюл. №9. - 3 с. ил.