Малошумна зубчаста передача

Малошумна зубчаста передача, що містить ведуче та ведене двовінцеві зубчасті колеса з розташованими на них евольвентними зубами і з вмонтованими у кільцеві пази з натягом термостійкими пружними елементами зі спеціальної гуми, яка відрізняється тим, що ободи зубчастих коліс виконані роз'ємними, а в полотнах зубчастих коліс передбачені кільцеві пази шириною b, обмежені зовнішніми d1, D1 і внутрішніми d2, D2 діаметрами, 3 боків розташовано від 8 до 16 технологічних отворів діаметром d0, у які вмонтовані з натягом резинові шумопоглинаючі заглушки, відділені від поверхонь пружних елементів пластмасовими прокладками товщиною 3...5 мм, прикріпленими до заглушок термостійким клеєм, при цьому зовнішні діаметри d1 і D1 пружних елементів дорівнюють внутрішнім діаметрам ободів зубчастих колес, внутрішні діаметри пружних елементів d2 = (0,3... 0,5) d1 і D2 = (0,3... 0,5) D1, ширина пружних елементів 0,25 bw b 0,35bw, а діаметр d0 технологічних отворів визначається з урахуванням габаритів зубчастої передачі та конструкторських вимог, де bw - ширина кожного із зубчастих колес. Порівняльний аналіз з найближчим аналогом показує, що запропонована зубчаста передача відрізняється тим, що обода зубчастих колес не містять пружних прокладок і виконані роз'ємними, а в полотнах зубчастих колес передбачені кільцеві пази шириною b, обмежені зовнішніми d1 і D1 і внутрішніми d2 і D2 діаметрами, з розташованими усередині них з натягом пружними елементами з термостійкої резини, крім того, на бічних поверхнях полотен кожного з колес з обох боків розташовано від 8 до 16 технологічних отворів діаметром d0, у які вмонтовані з натягом резинові шумопоглинаючі заглушки, відділені від поверхонь пружних елементів пластмасовими прокладками товщиною 3...5мм, прикріпленими до заглушок термостійким клеєм, при цьому діаметри d1, d2, D1, D2 i d0, а також ширина h пружних елементів визначаються по приведеним співвідношенням і рекомендаціям. На Фіг.1 зображена одноступінчата зубчаста передача зовнішнього зачеплення з прямими зубами, а на фіг. 2 - вид з торця одного із зубчастих колес. У відповідності з позначеннями на фіг. 1 та 2 маємо: d1, d2 i D1, D2 - зовнішні та внутрішні діаметри пружних елементів ведучого та веденого зубчастих колес; d0 - діаметр технологічного отвору; d - діаметр штифта; b - ширина пружного елемента; bw - ширина кожного із зубчатих колес; с – ширина канавки. Зубчаста передача складається із ведучого зубчастого колеса 1, яке містить полотно 2 і двовінцевий обід 3 з розташованими на ньому лівими 4 та правими 5 зубами, а також із веденого зубчастого колеса 6, що складаються з полотна 7 і двовінцевого обода 8 з розташованими на ньому лівими 9 та правими 10 зубами. Двовінцеві обода 3 та 8 утворені шляхом розділення довжини зубів bw кільцевими канавками 11 та 12 шириною с=8...10мм. У середніх частинах полотен 2 та 7 зубчастих колес виконані кільцеві пази, обмежені діаметрами відповідно d1 та d2, a також D1 та D2. При цьому ширина b пазів однакова, і вона вибирається з умови 0,25 bw b 0,35bw. Вказані кільцеві пази містять з натягом пружні елементи 13 та 14, виконані із спеціальної термостійкої резини. На бічних поверхнях полотен 2 та 7 виконані технологічні отвори 15 діаметром d0, який визначається з урахуванням габаритів зубчастої передачі й пропонованих до неї конструкторських вимог. У отвори 15 вмонтовані з натягом шумопоглинаючі резинові заглушки 16. Заглушки 18383 4 16 відділені від пружних елементів 13 та 14 круглими пластмасовими прокладками 17, прикріпленими до заглушок термостійким клеєм. Прокладки 17 виконують роль направляючих при запресовці заглушок 16 у отвори 15. Товщина прокладок змінюється у межах від 3мм до 5мм у залежності від діаметра d0 отвору 15. Двовінцеві ободи 3 та 8 з'єднані з полотнами 2 та 7 зубчастих колес за допомогою штифтів 18 діаметром d, розташованих напроти один одного або у шаховому порядку. Діаметр d будь-якого штифта 18 дорівнює діаметру отвору 19, і він вибирається з урахуванням навантаження зубчастої передачі. При зборці зубчастих колес зовнішні циліндричні поверхні полотен 2 та 7 обміднюються. Крім того, внутрішні циліндричні поверхні ободів 3 та 8 мають відносно навантажених циліндричних поверхонь полотен 2 та 7 натяг у межах 0,3…0,6мм. Перед посадкою ободів 3 та 8 на полотна 2 та 7 ободи нагріваються до 140...180°С. Пружні елементи 13 та 14, розміщені у пазах полотен 2 та 7, характеризуються щільним та беззазорним заповненням вказаних пазів, у зв'язку з чим по відношенню до пазів вони мають натяг. Зубчаста передача працює наступним чином. При роботі двигуна, з'єднаного з ведучим зубчастим колесом 1 за допомогою вала, останнє набуває кутову швидкість 1. При цьому ліві 4 та праві 5 зуби ведучого зубчастого колеса 1 шляхом силового впливу на ліві 9 та праві 10 зуби веденого зубчастого колеса 6 здійснюють передачу корисного навантаження і частоти обертання з кутовою швидкістю 2. У процесі роботи зубчастої передачі при вході у зачеплення навантажених і взаємодіючих між собою зубів 4, 9 та 5, 10 у зоні контакту виникають динамічні сили ударного характеру, обумовлені помилками виготовлення зубів. Наявність двох венців на кожному із зубчастих колес дозволяє не тільки покращити умови теплообміну у зоні контакту, але й підвищити податливість зубів, що дозволяє не тільки частково компенсувати відхилення у геометрії зубів, обумовлені неточністю їх виготовлення, але й знизити дію динамічних сил, тобто зменшити шум та вібрацію. Однак значна частина шуму та вібрації передається у оточуюче середовище и на обладнання машинного відділення, створюючи при цьому несприятливі умови для обслуговуючого персоналу. Крім того, зубчасті передачі, що характеризуються великими шумами до 110Дб, можна легко виявити та запеленгувати на значних відстанях, а це виключає можливість їх експлуатації на спеціальних об'єктах. Для кардинального покращення віброакустичних характеристик зубчастої передачі, яка полягає у суттєвому зниженні рівня шуму та вібрації, використовуються пружні елементи 13 та 14 і заглушки 16, виконані із термостійкої спеціальної резини типу TCP-16, TCP-19 або ТСРМ-11. Пружні елементи 13 та 14 поглинають шуми та вібрації, які розповсюджуються від зачеплення зубів 4, 5 та 9, 10 у радіальному напрямку. Окрім радіального шуми та вібрації розповсюджуються у 5 осевому напрямку. Для поглинання шумів та вібрації, що йдуть у осевому напрямку, використовуються пружні заглушки 16, які з натягом мають контакт з пружними елементами 13, 14. Вказане розташування і сполучення пружних елементів та заглушок у полотнах двовінцевих зубчастих колес є на сьогодення найбільш оптимальним технічним рішенням при створенні малошумних зубчастих передач. Попередньо виконані розрахунки з використанням методу кінцевих елементів (МКЕ) дозволяють стверджувати, що запропоноване технічне рішення робить можливим зниження шуму та вібрації у зубчастій передачі до 20Дб. Вказаний ефект у цей час не має аналогів. Таким чином, пружні елементи 13, 14 та заглушки 16 не тільки поглинають шуми, які йдуть від 18383 6 зачеплення зубів колес, але й гасить вібрації, виконуючи роль демпфіруючого пристрою. З урахуванням сказаного зубчаста передача у повній мірі відповідає запропонованим вимогам, зв'язаним зі зниженням шумів та вібрацій, що має першорядне значення при експлуатації передач на спеціальних об'єктах. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення варто очікувати за рахунок підвищення ефективності зубчастої передачі шляхом зниження шуму та вібрації у зачеплення. Суспільна корисність технічного рішення, що заявляється, полягає у суттєвому поліпшенні віброакустичих характеристик зачеплення внаслідок зниження шуму і вібрацій (промсанітарія). 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 18383 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601