Зубчатая передача

Полезная модель относится к машиностроению.

Задачей полезной модели является повышение надежности зубчатой передачи при переменном нагружении путем автоматического регулирования жесткости зубьев.

Поставленная задача решена за счет того, что в известной зубчатой передаче, содержащей зубчатое колесо с радиальными прорезями имеет в своем составе цилиндрические упругие вставки, помещенными в специальные гнезда в верхней широкой части прорези, выполненной шириной h₁ и глубиной l, которые могут быть выполнены из эластомера, размещенными в специальных гнездах, либо в виде упругих сборных элементов, своими концами закрепленные в верхней части широкой прорези.

Полезная модель относится к машиностроению.

Известна зубчатая передача, содержащая зубчатые колеса, одно из которых выполнено с радиальными прорезями, состоящими из двух частей, при этом часть, примыкающая к впадине, выполнена цилиндрической. [А.с. 1733777, кл. F16H 55/14, 1989]

Недостатком такой передачи является невозможность автоматического регулирования жесткости зубьев в зависимости от передаваемой нагрузки.

Наиболее близкой, принятой за прототип [А.с. 2225552, кл. F16H 55/14, 2004], является зубчатая передача, состоящая из зубчатых колес, в одном из которых во впадинах между зубьев выполнены радиальные прорези, состоящие из двух участков «А» и «В», участок «А», примыкающий к впадине, выполнен шириной и глубиной l₁ по среднему радиусу R с осью, лежащей на цилиндрической поверхности, проходящей через середину глубины l₁, другой «широкий» участок «В» прорези выполнен шириной h₁ и глубиной l, причем ширина, глубина и радиус прорезей «А» и «В» выбраны из следующих соотношений:

,

,

R=(1,5-2)m,

l₁ =(0,5-1,0)m,

где - ширина прорези первого участка,

h ₁ - ширина прорези второго участка,

R - средний радиус прорези первого участка,

l ₁ - длина прорези первого участка,

l ₂ - длина прорези второго участка,

h - высота зуба колеса,

m - шаг зубьев колеса,

z₂ - число зубьев колеса,

Н₁ - минимальное расстояние между соседними прорезями,

rf₂ - радиус окружности ножек колеса,

[_u] - допускаемое напряжение изгиба материала колеса,

Е - модуль упругости материала колеса,

Зубчатое колесо состоит из ступицы, жестко закрепленной на валу, и зубчатого венца, связанного, с одной стороны, со ступицей гибкими шатунами с цилиндрическими ползунами, помещенными в другую широкую часть прорези, выполненной шириной h₁ и глубиной, и упругими эластичными связями с валом, с другой стороны.

Зубчатая передача по патенту выполнена в виде замены ползунов со сложной цепью управления жесткостью пересопряжения, эластомерными вставками, размещенными в специальных гнездах, выполненных в радиальных прорезях по впадинам зубьев.

Недостатком такой передачи является ее повышенная сложность для практической реализации, за счет помещенных в радиальные прорези ползунов и параллельных кинематических целей, взаимодействующих со ступицей колеса.

Задачей заявленного технического решения является упрощение конструкции зубчатой передачи для ее практической реализации.

Данный технический результат достигается тем, что зубчатая передача, состоящая из зубчатых колес, в одном из которых во впадинах между зубьев выполнены радиальные прорези, состоящее из ступицы и зубчатого венца, связанного с одной стороны со ступицей гибкими шатунами с цилиндрическими ползунами, помещенными в «широкую» часть прорези «В», в которую в специальные гнезда «N» помещены упругие цилиндры (количество «n» которых определяется количеством зубьев зубчатого колеса), закрепленные в верхней части «широкой» прорези «В» и выполненные, например, из эластомера или в виде упругих сборных элементов (Фиг.2).

На фиг.1 показана - конструкция колеса, вид сбоку;

на фиг.2 - варианты конструкции упругой вставки, выполненной во впадине зубчатого колеса.

В зубчатом колесе поз.1 во впадинах между зубьями выполнены радиальные прорези, состоящие из двух участков. Участок «А» поз.2, примыкающий к впадине между зубьями, выполнен шириной и длиной l₁ по среднему радиусу R с осью, лежащей на цилиндрической поверхности, проходящей через середину длины l₁. Другой, «широкий» участок прорези «В» поз.3, выполнен шириной h₁ и длиной l, где участок «А» выполнен со специальными гнездами «N» поз.4, куда помещают специальные вставки, выполненные, например, в виде упругих эластичных элементов «n» поз.5 (Фиг.1), либо в виде упругих сборных элементов поз.6 (Фиг.2), также жестко закрепленных своими концами в верхнем участке «широкой» прорези «В» поз.3. Зубчатое колесо 1 образует зубчатую передачу с зубчатым колесом поз.7.

Работает зубчатая передача следующим образом.

При входе зуба зубчатого колеса поз.7 в зацепление с соответствующим зубом колеса поз.1 происходит динамическое взаимодействие зубьев. Динамическая нагрузка в зацеплении зависит от жесткости зуба, которая в начальный момент определяется длиной L зуба и деформации зацепления.

С увеличением силового потока, за счет нелинейной деформации (сжатия) упругих эластичных элементов поз.5, происходит автоматическое изменение жесткости зубьев вплоть до замыкания узкого верхнего участка прорези поз.2, примыкающего к впадине между зубьями, и выполненной шириной и глубиной l₁ по среднему радиусу R, при этом высота зуба L уменьшается до высоты зуба (L₁+l ₁), и, тем самым, жесткость зацепления ступенчато возрастает, ограничивая общую деформацию зубчатого венца.

При снятии нагрузки упругих эластичных элементов поз.5, под воздействием упругих свойств материала, из которого они изготовлены, возвращают зубьям зубчатого колеса исходную податливость.

Благодаря данной конструкции зубчатого колеса достигается функциональная зависимость жесткости зуба от величины передаваемого силового потока. Предлагаемая конструкция зубчатой передачи позволяет значительно упростить конструкцию передачи для ее практической реализации.

1. Зубчатая передача, состоящая из зубчатых колес, в одном из которых во впадинах между зубьев выполнены радиальные прорези, состоящие из двух участков «А» и «В», участок «А», примыкающий к впадине, выполнен шириной и глубиной l₁ по среднему радиусу R с осью, лежащей на цилиндрической поверхности, проходящей через середину глубины l₁, другой участок «В» прорези выполнен шириной h₁ и глубиной l, причем ширина, глубина и средний радиус R прорезей выбраны из следующих соотношений

, , R=(1,5-2)m, l₁=(0,5-1,0)m, где - ширина прорези участка «А», h₁ - ширина прорези участка «B», R - средний радиус прорези участка «А», l₁ - длина прорези участка «А», l - длина прорези участка «В», h - высота зуба колеса, m - шаг зубьев колеса, z₂ - число зубьев колеса, H₁ - минимальное расстояние между соседними прорезями, rf₂ - радиус окружности ножек колеса, [_u] - допускаемое напряжение изгиба материала колеса, Е - модуль упругости материала колеса, а зубчатое колесо состоит из ступицы, жестко закрепленной на валу, и зубчатого венца, связанного, с одной стороны, со ступицей гибкими шатунами с цилиндрическими ползунами, помещенными в участок прорези «В», выполненный шириной h₁ и глубиной l, и упругими эластичными связями с валом, с другой стороны, отличающаяся тем, что на участке «В» радиальной прорези зубчатого колеса в гнезда «N» помещены упругие эластичные элементы «n».

2. Зубчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что упругие эластичные элементы «n» могут быть выполнены из эластомера в виде упругих сборных элементов.