Зубчатый венец эвольвентного зубчатого колеса, полученного методом обкатки

Номер патента: 13881

Опубликовано: 30.08.2010

Авторы: Ли Джин Хонг, Гутманн Петер

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Зубчатый венец (1) зубчатого колеса, содержащий множество зубьев (2, 3, 19), боковые поверхности (4, 5, 6, 22) которых в области, расположенной выше области (7, 8, 9, 23) основания зубьев, выполнены эвольвентными,

при этом в нормальном сечении область (7, 8, 9, 23) основания боковых поверхностей (4, 5, 6, 22) зубьев, которая проходит между граничной точкой (15, 16, 17, 24) основания и точкой (F) впадины, выполнена эллиптической и в граничной точке (15, 16, 17, 24) соединена по касательной с эвольвентной областью боковой поверхности (4, 5, 6, 22) зуба, а в точке (F) впадины прилегает по касательной к окружности (FKS) впадин,

отличающийся тем, что боковая поверхность (4, 5, 6, 22) зуба в нормальном сечении в области (7, 8, 9, 23) основания зуба, по существу, соответствует части (В) эллипса (10, 11, 12, Е) с полуосями (а, b) разной длины, одна из которых наклонена под углом a, который больше 0° и меньше 90°, к радиальной линии (R), проходящей через точку (F) впадины, при этом боковые поверхности (4, 5, 6, 22) зубьев (2, 3, 19) зубчатого венца симметричны друг другу относительно плоскости (А) симметрии, разделяющей соответствующий зуб (2, 3, 19) в осевом направлении.

2. Зубчатый венец по п.1, отличающийся тем, что длинная полуось (а) из двух полуосей (а, b) эллипса (10, 11, 12, Е) наклонена под углом a, лежащим в пределах 0°<a<90°, к радиальной линии (R), проходящей через точку (F) впадины, в сторону боковой поверхности (4, 5, 6, 22) зуба.

3. Зубчатый венец по п.1, отличающийся тем, что полуоси (а, b) эллипса (10, 11, 12, Е) и угол a его наклона выбраны таким образом, что максимальное напряжение в области основания зуба при заданной силе, действующей на боковую поверхность (4, 5, 6, 22) зуба в области его вершины перпендикулярно к этой поверхности, является минимальным.

4. Зубчатый венец по п.1, отличающийся тем, что обращенные друг к другу боковые поверхности (5, 6) двух соседних зубьев (2, 3) переходят по касательной одна в другую без промежуточного участка.

5. Зубчатое колесо, содержащее зубчатый венец по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что оно является цилиндрическим зубчатым колесом.

6. Зубчатое колесо по п.5, отличающееся тем, что цилиндрическое зубчатое колесо является прямозубым.

7. Зубчатое колесо, содержащее зубчатый венец по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что оно является коническим зубчатым колесом (18).

8. Зубчатое колесо по п.7, отличающееся тем, что коническое зубчатое колесо является прямозубым.

9. Зубчатое колесо по п.7, отличающееся тем, что длины полуосей (а, b) эллипса (Е) и/или угол a его наклона изменяются по длине образующей делительного конуса.

10. Зубчатое колесо по п.7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, на некоторой части длины зубчатого венца в осевом направлении угол a наклона эллипса и отношение а/b его полуосей постоянны.

11. Зубчатая пара, состоящая из двух зубчатых колес по одному из пп.5-10.

Рисунок 1


Текст

Смотреть все

ЗУБЧАТЫЙ ВЕНЕЦ ЭВОЛЬВЕНТНОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ ОБКАТКИ(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЗОНА БЛВ ПРЭЦИЗИОНСШМИДЕ ГМБХ (DE) Гутманн Петер, Ли Джин Хонг (DE) Представитель: Зубчатый венец (1) зубчатого колеса содержит множество зубьев (2, 3; 19), боковые поверхности(4, 5, 6; 22) которых выше области (7, 8, 9; 23) основания зубьев выполнены эвольвентными. В нормальном сечении область (7, 8, 9; 23) основания боковых поверхностей (4, 5, 6; 22) зубьев,которая проходит между граничной точкой (15, 16, 17; 23) основания и точкой (F) впадины, выполнена эллиптической и в граничной точке (15, 16, 17; 24) соединена по касательной с эвольвентной областью боковой поверхности (4, 5, 6; 22) зуба, а в точке (F) впадины прилегает по касательной к окружности (FKS) впадин. В нормальном сечении боковая поверхность (4, 5, 6; 22) зуба в области (7, 8, 9; 23) основания зуба по существу соответствует части (В) эллипса (10, 11,12; Е) с полуосями (а, b) разной длины, одна из которых наклонена под углом , который больше 0 и меньше 90, к радиальной линии (R), проходящей через точку (F) впадины. Боковые поверхности (4, 5, 6; 22) зубьев (2, 3; 19) симметричны друг другу относительно плоскости (А) симметрии, разделяющей соответствующий зуб (2, 3; 19) в осевом направлении. 013881 Данное изобретение относится к зубчатому венцу зубчатого колеса, содержащему множество зубьев, боковые поверхности которых в области, расположенной выше области основания зубьев, выполнены эвольвентными, а в области основания, проходящей между граничной точкой основания и точкой впадины, выполнены в нормальном сечении эллиптическими, при этом указанная область основания боковой поверхности зубьев в нормальном сечении соединена в граничной точке по касательной с эвольвентной областью этой поверхности, а в точке впадины прилегает по касательной к окружности впадин. Кроме того, изобретение относится к зубчатому колесу с соответствующим зубчатым венцом и к зубчатой паре,состоящей из двух таких зубчатых колес. Такие зубчатые венцы и зубчатые колеса с эллиптическим закруглением основания зуба известны. Из DE 10208408 А 1 известен неэвольвентный зубчатый венец для рабочего колеса шестеренного насоса, в котором контактирующие друг с другом головки и ножки зубьев образованы переходящими друг в друга по касательной эллиптическими кривыми. Обращенные друг к другу боковые поверхности двух соседних зубьев в нормальном сечении образованы в области основания общей частью эллипса,малая полуось которого расположена в плоскости симметрии, проходящей по радиальной линии через точку впадины. Другой зубчатый венец для насосов известен из US 2389728, где описано зубчатое кольцо с внутренними зубьями и установленное внутри него эксцентрично внутреннее зубчатое колесо. Форма боковой поверхности внутренних зубьев наружного кольца в области головки зуба определяется эллипсом. Геометрия зубьев внутреннего зубчатого колеса рассчитывается по закону зацепления. Чтобы одно направление вращения насоса было предпочтительным, полуось эллипса, определяющего зуб внутреннего зубчатого венца, может быть при необходимости расположена с наклоном относительно радиального направления, так что форма зуба будет несимметричной. В эвольвентных зубчатых колесах, полученных методом обкатки, на практике в большинстве случаев основание зуба закруглено по окружности. Правда в DE 19958670 В 4 в связи с различными типами зубчатых колес упоминается о том, что в принципе можно использовать эллиптическое закругление основания зуба, но это не описано подробно. Кроме того, из практики известно, что эллиптическое закругление основания зуба может уменьшить возникающее при обкатке напряжение в основании зуба; при этом полуось эллипса, задающего форму боковой поверхности в области основания зуба, расположена всегда в плоскости симметрии впадины между зубьями. Исходя из уровня техники, задачей данного изобретения является создание зубчатого венца для эвольвентного зубчатого колеса, полученного методом обкатки, описанного выше типа, который гарантирует еще более высокую прочность основания зуба. Эта задача решена при помощи зубчатого венца по п.1 формулы изобретения. Согласно изобретению боковая поверхность зуба в нормальном сечении в области основания зуба, расположенной ниже соответствующей граничной точки основания, по существу соответствует части эллипса с полуосями "а" и "b" разной длины, одна из которых наклонена под углом , который больше 0 и меньше 90, к радиальной линии, проходящей через точку впадины. Боковые поверхности зубьев зубчатого венца симметричны друг другу относительно плоскости симметрии, разделяющей соответствующий зуб в осевом направлении. Названные выше условия расположения по касательной для формы боковой поверхности зуба на обоих концах области основания представляют собой дополнительное условие для выбираемой части эллипса и самого эллипса. Таким образом, согласно изобретению предложен зубчатый венец, способный с одинаковым успехом работать в обоих направлениях вращения. Эллиптическая область основания зуба зубчатого венца согласно изобретению в нормальном сечении ограничена сверху граничной точкой основания и снизу точкой впадины. Под граничной точкой здесь понимается та точка боковой поверхности зубьев в нормальном сечении, выше которой зубья выполнены эвольвентными. То есть граничная точка основания представляет собой для каждого зуба самую нижнюю точку участка его боковой поверхности, который обкатывается сопряженным зубчатым венцом. При известных параметрах зацепления граничная точка основания определяется известным образом как самая нижняя точка контакта согласно закону зацепления, однако ее можно выбрать выше этой нижней точки контакта, если, например, нужно намеренно укоротить полученную обкаткой эвольвентную область боковых поверхностей зубьев, как это обычно делается в конических зубчатых колесах для подъема основания зуба в концевых областях зубьев, обращенных друг от друга. Под точкой впадины понимается самая нижняя, т.е. внутренняя в радиальном направлении, точка боковой поверхности зуба в нормальном сечении. Эта точка в цилиндрическом зубчатом колесе известным образом определяет окружность впадин зубчатого колеса, а в коническом зубчатом колесе - конус впадин. Однако в конических зубчатых колесах окружность впадин не обязательно должна совпадать с конусом впадин по всей длине зуба, так как зубья конического зубчатого колеса, в частности на обоих концах зубчатого венца с наименьшим и наибольшим диаметрами, часто имеют подъем контура основания зуба. Таким образом, в коническом зубчатом колесе на определенных участках по длине зуба или образующей делительного конуса может оказаться, что форма оснований зубьев отличается от кониче-1 013881 ской. Поскольку боковые поверхности двух соседних зубьев непосредственно переходят друг в друга без промежуточной области, то радиальная линия, проведенная через точку впадины в нормальном сечении,соответствует оси симметрии впадины между зубьями. Благодаря наклону эллипса относительно радиальной линии, проведенной через точку впадины, и форме боковой поверхности в области основания зуба, каковая форма задана двумя указанными условиями расположения боковой поверхности по касательной, достигается более плавное по сравнению с известными зубчатыми венцами изменение поперечного сечения зубьев по их высоте, что приводит к повышению несущей способности основания зуба в обоих направлениях вращения. В этом плане зубчатый венец согласно изобретению превосходит не только известные зубчатые венцы, у которых основания зубьев закруглены по окружности, но и зубчатые венцы с эллиптическим закруглением оснований зубьев, где эллипс расположен во впадине между зубьями симметрично, без наклона относительно радиальной линии, проходящей через точку впадины. В эвольвентных зубчатых колесах, полученных методом обкатки, сила, действующая, по существу,перпендикулярно на боковую поверхность зуба в области его вершины, вызывает в области основания зуба распределение напряжений, которое можно вычислить, например согласно DIN 3990 или ISO 6336,и на основании которого определяется несущая способность основания зуба. В конических зубчатых колесах для расчета напряжения в основании зуба, которое изменяется по образующей делительного конуса, для каждого нормального сечения используется так называемое эквивалентное цилиндрическое зубчатое колесо с параметрами зацепления соответствующего нормального сечения. Зубчатые зацепления с более высокими напряжениями в области основания зубьев, при прочих равных условиях и одинаковом силовом воздействии, имеют меньшую несущую способность основания зуба. Численные расчеты показывают, что с эллиптическим закруглением основания зуба, что положено в основу данного изобретения,напряжение в основании зуба в общем ниже или там возникают меньшие пики напряжения по сравнению с известными зубчатыми венцами. В результате повышается прочность основания зуба. Благодаря симметричности боковых поверхностей зубьев, это имеет силу также для соответствующего силового воздействия на противоположную боковую поверхность зуба и, таким образом, для обоих возможных направлений вращения зубчатой пары, выполненной с зубчатыми венцами согласно изобретению. Как указано выше, форма боковой поверхности в области основания зуба зубчатого венца, согласно изобретению, должна "по существу" соответствовать части эллипса, расположенного с наклоном. То есть форма боковой поверхности зубьев в области основания не обязательно должна быть строго эллиптической и может немного отличаться от нее, например в пределах обычных производственных допусков. В частности, часть, т.е. дуга эллипса, может быть близка к кривым, описанными другими математическими функциями, если они незначительно отклоняются от требуемого участка эллипса, ориентированного согласно изобретению. В первом предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что в нормальном сечении зубчатого венца большая полуось эллипса, задающего боковую поверхность зуба в области основания, наклонена на уголв диапазоне 045 к радиальной линии, проходящей через точку впадины, в сторону соответствующей боковой поверхности зуба. При этом точка впадины выгодным образом расположена глубже, чем она располагалась бы при закруглении основания зуба по окружности с постоянным радиусом и при соответствующем расположении по касательной. Благодаря более глубокому расположению точки впадины получается зуб, более высокий в радиальном направлении, от впадины до вершины. Хотя при действии силы перпендикулярно к боковой поверхности зуба в области его вершины возникает эффект более длинного рычага, но пики напряжений в области основания зуба будут меньше, чем в известных зубчатых венцах. Это объясняется, в свою очередь, тем, что область основания поперечного сечения зуба, определяемая частью расположенного с наклоном эллипса, более плавно изменяется по высоте. Следствием наличия более длинного рычага является также несколько меньшая жесткость зуба или несколько большее смещение его вершины. В сочетании с меньшим напряжением в основании зуба это приводит к уменьшению влияния ударов при входе в зацепление, что повышает несущую способность основания зуба. Согласно другому целесообразному варианту осуществления изобретения параметры эллипса, т.е. длины его полуосей "а" и "b", и уголнаклона выбраны таким образом, что сводится к минимуму максимальное значение напряжений в области основания зуба, определяемое путем расчета при заданном силовом воздействии в области вершины зуба. Как показали расчеты, максимальное значение напряжений в области основания зуба зависит от выбранных параметров эллипса, вследствие чего несущую способность основания зуба можно дополнительно увеличить путем правильного выбора параметров эллипса. При этом всегда должны соблюдаться условия расположения части эллипса по касательной в граничной точке основания и в точке впадины. Минимизация максимального напряжения в основании зуба может обеспечиваться, например, путем изменения параметров эллипса "а", "b" и в пределах надлежащего диапазона значений и соответствующего расчета распределения напряжений в области основания-2 013881 зуба. Специалистам известны методы расчета боковой поверхности в области основания зуба, позволяющие оптимизировать ее в плане достижения как можно меньших напряжений. Предпочтительно, чтобы боковые поверхности двух соседних зубьев непосредственно переходили одна в другую без промежуточной области, что возможно благодаря указанным условиям расположения по касательной двух обращенных друг к другу боковых поверхностей зубьев в точке впадины. Таким образом, граничащие друг с другом области основания боковых поверхностей двух зубьев определяются частями двух по-разному ориентированных эллипсов, которые имеют полуоси а и b одинаковой длины и наклонены одной полуосью на одинаковый уголотносительно плоскости симметрии, проходящей через точку впадины между зубьями, в сторону боковой поверхности соответствующего зуба. Изобретение относится также к зубчатому колесу, снабженному зубчатым венцом согласно изобретению, а также к зубчатой паре, состоящей из двух соответствующих зубчатых колес. Зубчатое колесо согласно изобретению предпочтительно является цилиндрическим или коническим колесом, предпочтительно прямозубым. Однако в принципе изобретение применимо к косозубым зубчатым колесам. В этом случае нормальным сечением считается сечение плоскостью, проходящей перпендикулярно к углу наклона зубьев. В цилиндрических зубчатых колесах с выполненным согласно изобретению зубчатым венцом эллиптическая область основания боковой поверхности зуба предпочтительно не изменяется по всей длине в осевом направлении или по ширине зуба. Однако возможно изменение параметров эллипса по ширине зуба, в частности, если его боковые поверхности выполнены бочкообразными по ширине, например, за счет укорочения концов, которое может быть результатом изменения смещения исходного контура или другой модификацией, влияющей на эвольвентную область боковой поверхности зуба. В этом случае целесообразно или необходимо согласование параметров эллипса таким образом, чтобы выполнялись указанные выше условия расположения по касательной. В зависимости от типа модификации, при необходимости можно соответствующим образом согласовывать один или несколько параметров эллипса, а другие оставить без изменений. В случае конических зубчатых колес требуется согласование одного или нескольких параметров эллипса с соответствующим расстоянием по образующей делительного конуса. Поэтому согласно одному варианту осуществления изобретения коническое зубчатое колесо выполнено таким образом, что длина полуосей а и b эллипса и/или уголего наклона изменяются по длине образующей делительного конуса в каждом нормальном сечении. В коническом зубчатом колесе с правильным зубчатым зацеплением это согласование реализуется сравнительно просто, например, исходя из параметров эллипса, выбранных для данного расстояния по образующей делительного конуса, уголнаклона эллипса выбирают постоянным по всей длине зуба, а для соблюдения соответствующих условий расположения по касательной согласовывают только длины полуосей эллипса, при необходимости при постоянном их отношении а/b. Однако если конический зубчатый венец подвергается по длине зубьев дополнительным модификациям, которые касаются не только делительной окружности, увеличивающейся по высоте делительного конуса, т.е. по длине его образующей, то предпочтительно согласовывать все параметры эллипса для каждого расстояния по образующей делительного конуса. Для этого при расчете зубчатого венца целесообразно сначала определить параметры эллипса для определенных расстояний по образующей делительного конуса. Затем с учетом условий расположения по касательной можно определить боковую поверхность зуба в промежуточных областях, например с помощью известных методов интерполяции, путем перехода из одной дуги эллипса в другую. В промежуточных областях боковую поверхность зуба в области основания можно также определить путем задания для каждого расстояния по образующей делительного конуса, точных параметров эллипса, полученных, например, путем интерполяции, при необходимости линейной, параметров эллипса, предварительно выбранных на крае промежуточной области. Однако при этом нужно иметь в виду необходимость выполнения условий расположения по касательной в граничной точке основания и в точке впадины, чтобы получился плавный переход основания зуба с одной стороны в эвольвенту, а с другой стороны в боковую поверхность другого зуба или впадину между зубьями. В зависимости от конкретного выполнения зубчатого венца конического зубчатого колеса может оказаться целесообразным разделить зубчатый венец по образующей делительного конуса, т.е. по длине зубьев, на различные зоны, внутри которых можно использовать надлежащие закономерности для изменения параметров эллипса. В частности, угол наклона эллипса может в определенных зонах сохраняться постоянным, а в других изменяться по образующей делительного конуса. В некоторых зонах целесообразно иметь постоянное отношение полуосей а/b, а в других оно может изменяться, при необходимости,линейно. Коническое зубчатое колесо согласно изобретению предпочтительно имеет зубчатый венец согласно изобретению, в котором, по меньшей мере, на некоторой части длины зубьев являются постоянными как угол наклона эллипса, так и отношение его полуосей а/b. Зубчатые колеса согласно изобретению вследствие комплексного выполнения области основания-3 013881 зубьев зубчатых венцов изготавливаются предпочтительно путем пластического деформирования, например ковки. Однако изготовление резанием тоже является возможным. Ниже изобретение поясняется при помощи чертежей, на которых фиг. 1 изображает вариант выполнения зубчатого венца цилиндрического зубчатого колеса в нормальном сечении согласно изобретению; фиг. 2 - осевой разрез варианта выполнения конического зубчатого колеса согласно изобретению и фиг. 3-7 - различные нормальные сечения зубчатого венца конического зубчатого колеса, показанного на фиг. 2. На фиг. 1 показан фрагмент зубчатого венца 1 прямозубого цилиндрического зубчатого колеса согласно изобретению в нормальном сечении. Видна форма боковой поверхности двух зубьев 2, 3, из которых правый зуб 3 изображен только до своей плоскости А симметрии, разделяющей зуб в осевом направлении. Боковые поверхности 4, 5, 6 зубьев 2, 3, соответственно, выше области 7, 8, 9 основания зубьев выполнены эвольвентными, а в области 7, 8, 9 основания зуба форма боковых поверхностей 4, 5, 6 соответствует части В эллипса 10, 11, 12 с полуосями а, b, где аb. Эллиптическая область 7, 8, 9 основания каждой боковой поверхности 4, 5, 6 зуба ограничена наверху (относительно центра (не показан) зубчатого колеса в радиальном направлении наружу) граничной точкой 15, 16, 17 основания, к которой примыкает проходящая до вершины 13, 14 зуба, соответственно, эвольвентная область этой боковой поверхности 4,5, 6. В граничной точке 15, 16, 17 эвольвентная область боковой поверхности 4, 5, 6 зуба и образованная частью В эллипса 10, 11, 12 область 7, 8, 9 основания боковой поверхности 4, 5, 6 зуба переходят по касательной друг в друга. Области 7, 8, 9 основания зуба ограничены внизу, т.е. в радиальном направлении внутрь, точкой F впадины, в которой области 7, 8, 9 основания зубьев переходят по касательной в окружность FKS впадин. На фиг. 1 также показана делительная окружность TKS зубчатого венца. Имеющие разную длину полуоси a, b эллипсов 10, 11, 12, показанных только наполовину, расположены во впадине между зубьями несимметрично, а наклонены под угломк соответствующим радиальным линиям R, проходящим через точки F впадин. Этот уголнаклона больше 0 и меньше 90. Радиальная линия R в данном варианте представляет собой ось симметрии зубчатого венца, проходящую через впадину между зубьями. Длинная полуось "а" эллипса 10, 11, 12 наклонена к оси R симметрии на уголв сторону той боковой поверхности 4, 5, 6 зубьев, область основания которой образована соответствующим участком В эллипса 10, 11, 12. Оси R симметрии и оси А симметрии пересекаются на центральной оси зубчатого колеса (не показана). Левая боковая поверхность 4 левого зуба 2 на фиг. 1 симметрична второй боковой (противоположной) поверхности 5 этого зуба 2 относительно плоскости А симметрии зуба 2. Аналогично левая боковая поверхность 6 правого зуба 3 симметрична его второй боковой поверхности (не показана) относительно плоскости А симметрии зуба 3. Остальные зубья цилиндрического зубчатого колеса, показанного на фиг. 1 частично, выполнены идентично и проходят в осевом направлении предпочтительно с неизменяющимися боковыми поверхностями. На фиг. 2 показан продольный разрез прямозубого конического зубчатого колеса 18 согласно изобретению, выполненного в виде тела вращения вокруг проходящей в осевом направлении центральной оси М и имеющего множество зубьев 19. В качестве характерных линий конического зубчатого колеса 18 показаны конус FK впадин, делительный конус ТК и конус КК вершин, пересекающиеся в точке S на центральной оси М. Однако последнее не является обязательным, так как для регулировки зазора между двумя взаимно обкатывающимися коническими зубчатыми колесами может быть предусмотрено параллельное смещение конуса вершин или конуса впадин. В обращенных друг от друга концевых областях 20, 21 зубчатого венца контур основания зубьев приподнят, так что в этих областях окружность FKS впадин расположена в радиальном направлении снаружи относительно конуса FK впадин. Показанный на фиг. 2 разрез конического зубчатого колеса 18 проходит точно через впадину между зубьями, так что видна боковая поверхность 22 зуба 19 зубчатого венца согласно изобретению на виде спереди. При этом отмечено положение граничных точек 24 основания по длине образующей делительного конуса. На фиг. 3-7 показаны различные нормальные сечения боковой поверхности 22 зуба, выполненные перпендикулярно к делительному конусу ТК через разные точки его образующей Плоскости сечения обозначены на фиг. 2 римскими цифрами, причем на фиг. 3 показано сечение III, на фиг. 4 - сечение IV,на фиг. 5 - сечение V, на фиг. 6 - сечение VI и на фиг. 7 - сечение VII. Боковая поверхность 22 зуба в нормальных сечениях (за исключением сечений, представленных на фиг. 3, где боковая поверхность 22 зуба из-за заметного укорочения головки оканчивается ниже граничной точки 24 основания, ср. также фиг. 2) в области, расположенной выше граничной точки 24 основания, выполнена эвольвентной. Ниже граничной точки 24 боковая поверхность 22 зуба соответствует,вплоть до точки F впадины, части В показанного лишь наполовину эллипса Е с полуосями а и b, длина которых изменяется по образующей делительного конуса. Часть В эллипса Е оканчивается в точке F впа-4 013881 дины по касательной к окружности FKS впадин и переходит в соответствующей граничной точке 24 по касательной в эвольвентную область боковой поверхности 22 зуба. Большая полуось "а" каждого эллипса Е наклонена под углом , лежащим в пределах 090, к радиальной линии R, проходящей через соответствующую точку F впадины, в сторону боковой поверхности 22 зуба. Величина углаизменяется по длине образующей делительного конуса. В расположенной между сечениями IV и V области боковой поверхности 22 зуба, в которой окружность FKS впадин совпадает с конусом FK впадин и граничные точки 24 основания также лежат вдоль конуса, уголнаклона эллипса имеет в каждом нормальном сечении постоянное значение. Здесь пропорционально расстоянию по образующей делительного конуса изменяются только длины полуосей а и b эллипсов, благодаря чему их отношение а/b остается постоянным. Поэтому уголнаклона эллипса на фиг. 4 и 5 тоже имеет примерно одинаковую величину; небольшое различие вызвано лишь тем, что сечение на фиг. 5 относится уже к той области боковой поверхности 22 зуба, где окружность FKS впадин,заданная точками F впадин, вследствие начинающегося там подъема основания зуба расположена в радиальном направлении несколько снаружи конуса FK впадин (ср. фиг. 2). Кроме того, вершина 25 зуба в концевых областях зубчатого венца укорочена относительно конуса КК вершин. Без этого укорочения получалась бы форма 26 боковой поверхности зуба, показанная на фиг. 3, 5, 6 и 7. Противоположная боковая поверхность зуба, показанного на фиг. 2-7 лишь наполовину, симметрична его боковой поверхности 22 относительно плоскости А симметрии. Обращенная к боковой поверхности 22 боковая поверхность соседнего зуба симметрично примыкает к проходящей через радиальные линии R плоскости симметрии так же, как в цилиндрическом зубчатом колесе согласно фиг. 1. Остальные зубья конического зубчатого колеса 18 выполнены аналогично. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Зубчатый венец (1) зубчатого колеса, содержащий множество зубьев (2, 3, 19), боковые поверхности (4, 5, 6, 22) которых в области, расположенной выше области (7, 8, 9, 23) основания зубьев, выполнены эвольвентными,при этом в нормальном сечении область (7, 8, 9, 23) основания боковых поверхностей (4, 5, 6, 22) зубьев, которая проходит между граничной точкой (15, 16, 17, 24) основания и точкой (F) впадины, выполнена эллиптической и в граничной точке (15, 16, 17, 24) соединена по касательной с эвольвентной областью боковой поверхности (4, 5, 6, 22) зуба, а в точке (F) впадины прилегает по касательной к окружности (FKS) впадин,отличающийся тем, что боковая поверхность (4, 5, 6, 22) зуба в нормальном сечении в области (7, 8,9, 23) основания зуба, по существу, соответствует части (В) эллипса (10, 11, 12, Е) с полуосями (а, b) разной длины, одна из которых наклонена под углом , который больше 0 и меньше 90, к радиальной линии (R), проходящей через точку (F) впадины, при этом боковые поверхности (4, 5, 6, 22) зубьев (2, 3, 19) зубчатого венца симметричны друг другу относительно плоскости (А) симметрии, разделяющей соответствующий зуб (2, 3, 19) в осевом направлении. 2. Зубчатый венец по п.1, отличающийся тем, что длинная полуось (а) из двух полуосей (а, b) эллипса (10, 11, 12, Е) наклонена под углом , лежащим в пределах 090, к радиальной линии (R), проходящей через точку (F) впадины, в сторону боковой поверхности (4, 5, 6, 22) зуба. 3. Зубчатый венец по п.1, отличающийся тем, что полуоси (а, b) эллипса (10, 11, 12, Е) и уголего наклона выбраны таким образом, что максимальное напряжение в области основания зуба при заданной силе, действующей на боковую поверхность (4, 5, 6, 22) зуба в области его вершины перпендикулярно к этой поверхности, является минимальным. 4. Зубчатый венец по п.1, отличающийся тем, что обращенные друг к другу боковые поверхности(5, 6) двух соседних зубьев (2, 3) переходят по касательной одна в другую без промежуточного участка. 5. Зубчатое колесо, содержащее зубчатый венец по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что оно является цилиндрическим зубчатым колесом. 6. Зубчатое колесо по п.5, отличающееся тем, что цилиндрическое зубчатое колесо является прямозубым. 7. Зубчатое колесо, содержащее зубчатый венец по одному из пп.1-4, отличающееся тем, что оно является коническим зубчатым колесом (18). 8. Зубчатое колесо по п.7, отличающееся тем, что коническое зубчатое колесо является прямозубым. 9. Зубчатое колесо по п.7, отличающееся тем, что длины полуосей (а, b) эллипса (Е) и/или уголего наклона изменяются по длине образующей делительного конуса. 10. Зубчатое колесо по п.7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, на некоторой части длины зубчатого венца в осевом направлении уголнаклона эллипса и отношение а/b его полуосей постоянны. 11. Зубчатая пара, состоящая из двух зубчатых колес по одному из пп.5-10.

МПК / Метки

МПК: F16H 55/08

Метки: венец, колеса, обкатки, зубчатого, методоm, эвольвентного, зубчатый, полученного

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/8-13881-zubchatyjj-venec-evolventnogo-zubchatogo-kolesa-poluchennogo-metodom-obkatki.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Зубчатый венец эвольвентного зубчатого колеса, полученного методом обкатки</a>

Похожие патенты