Зубчасте колесо

Реферат: Зубчасте колесо, що включає обід з диском, зубчастий вінець, складений з окремих зубців, згідно з винаходом, на нижній поверхні ніжки кожного зубця вздовж його осі по центру виконано паз, на поверхні обода вздовж його твірної виконані співвісні пази, що утворюють з пазами зубців отвори, в пази вмонтовано вкладиші. На торцях кожного зубця виконані виступи, на які встановлені охоплювальні кільцеві бандажі, що закріплюють зубці на ободі. Крім того, в зубчастому колесі охоплювальні кільцеві бандажі виконані розрізними вздовж радіуса бандажа. UA 103738 C2 (12) UA 103738 C2 UA 103738 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі важкого машинобудування, зокрема виготовлення відкритих зубчастих передач, й може буди використана при проектуванні, виготовленні та ремонтуванні зубчастих коліс, переважно великих модулів (m20 мм) і діаметрів (D4000 мм). Відомо зубчасте колесо, а. с. СРСР №1067270, F16 Н55/18, 1977, що містить маточину, диски-сепаратори, вставні зубці та пружні елементи у вигляді валиків, встановлені в дискахсепараторах і в зубцях. Один з кінців кожного валика виконаний циліндричним та встановлений у відповідному отворі диска-сепаратора, решта кожного валика та інший його кінець виконані багатогранними та зафіксовані у відповідному отворі диска-сепаратора. У кожному зубці виконаний отвір, частина якого, що примикає до диска-сепаратора, виконана багатогранною, а решта - циліндричною. Проте конструкція такого зубчастого колеса не може бути використана в важковантажних, великогабаритних та великомодульних силових зубчастих передачах з огляду на те, що не забезпечується надійне зубчасте зчеплення, пружний елемент - валик не розрахований на витримування критичного навантаження із запасом в 2,5-3 рази. Відоме зубчасте колесо може працювати тільки в закритому корпусі, тому робота такого зубчастого колеса може бути ускладнена при відкритій роботі через попадання вологи, бруду і абразивних елементів у внутрішні отвори під валик, тому може утворювати корозію, викликати дефекти і дати заклинювання при розборі на ремонт або поломку валика при роботі. Відомому зубчастому колесу притаманна складність і дорожнеча виготовлення профілю евольвенти кожного зубця, тривалий процес обробки отвору під пружний елемент. Зубчасте колесо не може працювати з тимчасовими ударними навантаженнями, тому це негативно відображається на валику, зубцях, дисках-сепараторах і кріпильних болтах. При короткочасно ударному навантаженню, крім самих зубців, негативний вплив несуть на собі болти кріплення і кінці валика, що в кінцевому підсумку призводить до зрізання болта, зрізанню решт валика, розбивці отворів кріплення і отворів установки валика, а далі піде руйнуваннярозсипання конструкції. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого винаходу є зубчасте колесо зі змінними зубцями, що містить диск, змінні зубці і вузол кріплення зубців на диску, де зубці з'єднані по три у кожній секції і виконані з виступами на підставах, а вузол кріплення зубців на диску включає в себе встановлений на диску сепаратор з прорізами для зубців, на внутрішній поверхні якого з боку одного з торців виконана фаска, і поєднану з диском за допомогою кріпильних елементів маточину, зовнішня поверхня якої виконана конічною і призначена для взаємодії з поверхнею фаски сепаратора і виступами зубців (див. патент Росії № 2097629 МПК F 16Н55/17, 1997). Недоліком такої конструкції є розташування зубців, розміщення яких уздовж ділильної кола диктується прорізами в сепараторі для змінних зубців. При роботі цього зубчастого колеса, контактні напруження між поверхнями прорізів сепаратора і зубців створюють зазор в зубчастому зчепленні уздовж ділильної окружності. Конічна поверхню маточини практично не може взаємодіяти одночасно з двома конічними поверхнями сепаратора і зубців, тому що у кожного зубця є припуски на точність виготовлення, тому конічну маточину може притиснути тільки три зубці, тому для поверхні контакту достатньо три точки. У випадку поломки одного з зубців секції, коли зубець не підлягає відновленню, необхідно здійснити зміну всієї секції, що ускладнює ремонт та економічно недоцільно. Більш того, у разі спрацювання зубців і пазів сепаратора, в якому розміщені зубці, конічна поверхня маточини зафіксована тільки в радіальному напрямку зубцями, а інші зубці будуть мати люфт радіальний і уздовж ділильної окружності. Таким чином, зубчастий вінець такої конструкції не забезпечує точність геометрії зубчастого вінця і призводить до розхитування змінних зубців, в результаті чого, має місце швидке зношування зубців, а також значно зростає ймовірність непередбаченої поломки, що знижує надійність конструкції та довговічність. Виготовлення зубчастих коліс великих діаметрів (від D4000 мм) за даним конструкторським рішенням технічно неможливо. Задачею винаходу є підвищення надійності, ремонтопридатності та довговічності зубчастого колеса. Поставлена задача вирішується тим, що зубчасте колесо, що включає обід з диском, зубчастий вінець, складений з окремих зубців, згідно з винаходом, на нижній поверхні ніжки кожного зубця вздовж його осі по центру виконано паз, на поверхні обода вздовж його твірної виконані відповідні пази, що утворюють з пазами зубців отвори, в пази вмонтовано вкладиші, причому на торцях кожного зубця виконані виступи, на які встановлені охоплюючи кільцеві бандажі, взаємодіючі з ободом. Крім того, в зубчастому колесі охоплюючи кільцеві бандажі, виконані розрізними вздовж радіуса. 1 UA 103738 C2 5 10 15 20 25 30 Запропоноване технічне рішення дозволяє підвищити надійність, ремонтопридатність та довговічність зубчастого колеса, завдяки закріпленню на ободі окремих "монозубців" зубчастого колеса. Дана конструкція зубчастого вінця дозволяє виготовляти зубчасті колеса діаметром до 10000-12000 мм за рахунок набраних зубців, шпонок і шпонкових пазів. Таким чином, значне спрощення технології виробництва за рахунок застосування індивідуальних набірних зубців, тому немає необхідності застосовувати великі важкі верстати для механічної обробки зубчастого вінця (на кресленні не показано), економія різального інструмента - черв'ячних, дискових і пальцевих фрез, довбача. Можливість зробити повну і якісну термічну обробку всіх зубців колеса. Кожен зубець має індивідуальне закріплення, яке не залежить від зносу або розхитування інших зубців зубчастого вінця. Заміна зношеного або зламаного зубця не вимагає повного демонтажу зубчастого вінця і деталей кріплення інших зубців на ободі. Запропоноване технічне рішення дозволяє скоротити час ремонту зубців (відновлення зубця на 100 % відбувається протягом 60 хвилин). Запропонований винахід пояснюється кресленням, де на Фіг. 1 виконано поперечний розріз зубчастого колеса, на Фіг.2 - розріз А-А. Зубчасте колесо (Фіг. 1 - Фіг. 2) містить обід 1 з диском 2. На ободі уподовж його твірної виконані співвісні пази 3, а на нижній поверхні ніжки 4 зубця 5 вздовж його осі по центру виконано паз 6. На торцях зубця виконано виступи 7. В пази обода 1 та ніжки зубців 4 вмонтовані вкладиші 8, котрі щільно взаємодіють з поверхнями пазів обода та зубців. На ободі біля торців проточені кільцеві канавки 9. На виступи зубців встановлені охоплюючі кільцеві бандажі 10, які виконані розрізними вздовж радіуса бандажа (на кресленнях не показано), котрі входять у кільцеві канавки 9 обода 1, фіксуючи зубці від зміщення вздовж пазів 6. При роботі на зубець діє окружна сила, яка сприймається вкладишем 8, а обертаючий момент від окружної сили сприймається кільцевим бандажем 10. Винахід дозволяє підвищити надійність, ремонтопридатність та довговічність зубчастого колеса, зокрема проводити в процесі експлуатації заміну окремих зубців (у разі поломки) або повністю заміняти вінець на нові зубці без демонтажу зубчастого колеса, що скорочує ремонтний термін, зберігаючи несучу металоконструкцію колеса, та знижує експлуатаційні витрати. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 1. Зубчасте колесо, що включає обід з диском, зубчастий вінець, складений з окремих зубів, яке відрізняється тим, що на нижній поверхні ніжки кожного зубця вздовж його осі по центру виконано паз, а на поверхні обода вздовж його твірної виконані співвісні пази, що утворюють з пазами зубців отвори, в пази вмонтовано вкладиші, причому на торцях кожного зубця виконані виступи, на які встановлені охоплювальні кільцеві бандажі, що закріплюють зубці на ободі. 2. Зубчасте колесо за п. 1, яке відрізняється тим, що охоплювальні кільцеві бандажі виконані розрізними вздовж радіуса бандажа. 2 UA 103738 C2 3 UA 103738 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4