RU2186272C2 - Gear wheel - Google Patents
Gear wheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186272C2 RU2186272C2 RU2000111818A RU2000111818A RU2186272C2 RU 2186272 C2 RU2186272 C2 RU 2186272C2 RU 2000111818 A RU2000111818 A RU 2000111818A RU 2000111818 A RU2000111818 A RU 2000111818A RU 2186272 C2 RU2186272 C2 RU 2186272C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- disk
- axis
- gear wheel
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к области механики, а конкретно к узлам и деталям зубчатых передач, и может быть использовано в станкостроении (например, в силовых приводах металлорежущих станков), а также в других отраслях науки и техники для повышения точности механизмов с зубчатыми (преимущественно силовыми) передачами. The proposed device relates to the field of mechanics, and specifically to components and parts of gears, and can be used in machine tools (for example, in power drives of metal-cutting machines), as well as in other branches of science and technology to improve the accuracy of gear mechanisms (mainly power) gears.
Погрешность мертвого хода зубчатой передачи (в частности, из-за наличия боковых зазоров между зубьями, обусловленных технологическими и эксплуатационными причинами) можно уменьшить, выполнив одно из двух колес передачи разрезным (в виде двух соосных, размещенных с возможностью относительного поворота дисков с зубчатыми венцами) и введя между дисками упругую связь, действующую в окружном направлении [1: статья Беззазорный механизм, схема б] , например с упругим элементом в виде цилиндрической винтовой или плоской С-образной пружины [2а: рис.14,28]. The error of the gears dead travel (in particular, due to the presence of lateral gaps between the teeth due to technological and operational reasons) can be reduced by making one of the two gear wheels split (in the form of two coaxial disks placed with the possibility of relative rotation of the gear rims) and introducing between the disks an elastic bond acting in the circumferential direction [1: article Backlash-free mechanism, scheme b], for example with an elastic element in the form of a cylindrical helical or flat C-shaped spring [2a: fig. .14.28].
Создаваемый упругим элементом момент должен превышать (например, согласно [2б: с. 139] - в 2...3 раза) расчетный момент на валу колеса, поэтому общим недостатком беззазорных силовых передач с упругим элементом, непосредственно соединяющим диски разрезного колеса, является трудность размещения упругого элемента с достаточным рабочим усилием в объеме передачи (в частности, без выхода за габарит колеса по оси) и, тем самым, дополнительное ограничение передаваемого момента. Указанный недостаток сохраняется при выполнении упругого элемента в виде пружины иной формы (например, пластины с переменным сечением по ширине [3а] или оболочки - части поверхности усеченного конуса [3б]), в частности торсионного вала (например, закрепленного на ступице диска одним концом, а другим - взаимодействующего с помощью рычага, или кривошипа, со вторым диском [4а]). Снабжение последнего из перечисленных устройств регулирующим передаваемые нагрузки элементом (например, воздействующим на рычаг с целью изменения закрутки торсиона [4б]) дополнительно увеличивает габарит колеса. The moment created by the elastic element must exceed (for example, according to [2b: p. 139] - 2 ... 3 times) the calculated moment on the wheel shaft, therefore, the common disadvantage of clearance-free power transmission with the elastic element directly connecting the disks of the split wheel is the difficulty placing an elastic element with sufficient working force in the transmission volume (in particular, without going beyond the wheel dimension along the axis) and, thereby, an additional limitation of the transmitted moment. This drawback persists when the elastic element is made in the form of a spring of a different shape (for example, a plate with a variable cross-section [3a] or a shell - part of the surface of a truncated cone [3b]), in particular a torsion shaft (for example, one end fixed to the disk hub, and another - interacting with a lever, or crank, with a second disk [4a]). The supply of the last of the listed devices with the regulating element of the transmitted loads (for example, acting on the lever to change the torsion bar spin [4b]) additionally increases the size of the wheel.
Известно сборное зубчатое колесо [5], два зубчатых венца которого подвижно связаны эксцентриковыми пальцами, расположенными в отверстиях обоих венцов, причем в отверстиях одного из них установлены кольцевые упругие элементы. Вследствие недостаточного усилия упругой связи оно снабжено механизмом, фиксирующим относительное положение венцов; однако действующий вручную, этот механизм не позволяет компенсировать зазор непрерывно в процессе эксплуатации колеса. A prefabricated gear wheel is known [5], two gear rims of which are movably connected by eccentric fingers located in the holes of both rims, and ring elastic elements are installed in the holes of one of them. Due to the insufficient force of the elastic connection, it is equipped with a mechanism fixing the relative position of the crowns; however, operating manually, this mechanism does not allow to compensate for the gap continuously during operation of the wheel.
Предлагаемое устройство позволяет уменьшить усилие упругого элемента (увеличить передаваемый момент), исключить увеличение габаритов (колеса и передачи) более требуемых по критериям прочности, сохранить в процессе работы (по мере износа зубьев и увеличения зазора) величину воздействия упругого элемента на диски. Сущность изобретения заключается в том, что в зубчатом колесе, содержащем два соосных, установленных с возможностью относительного поворота диска с зубчатыми венцами и механизм нагружения, упруго связывающий диски, механизм нагружения в каждой ветви содержит рычаг с шипом, размещенным в отверстии одного из дисков с возможностью вращения относительно оси, параллельной оси зубчатого колеса, причем элемент рычага, связанный упругим элементом с указанным диском, образует плечо силы реакции упругой связи относительно оси вращения рычага, а элемент рычага, размещенный с возможностью движения в отверстии другого диска - плечо равнодействующей реакции этого диска, при этом направление поворота рычага под действием упругого элемента соответствует уменьшению плеча равнодействующей реакции диска и увеличению плеча силы реакции упругой связи, а плечи пересекают ось вращения рычага в разных точках. The proposed device allows to reduce the force of the elastic element (to increase the transmitted moment), to exclude the increase in dimensions (wheels and gears) more than those required by the strength criteria, to save the magnitude of the impact of the elastic element on the disks during operation (as the teeth wear and the gap increases). The essence of the invention lies in the fact that in a gear wheel containing two coaxial, mounted with the possibility of relative rotation of the disk with gear crowns and the loading mechanism, elastically connecting the disks, the loading mechanism in each branch contains a lever with a spike placed in the hole of one of the disks with the possibility rotation about an axis parallel to the axis of the gear wheel, and the lever element connected by an elastic element to the specified disk forms a shoulder of the elastic coupling reaction force relative to the axis of rotation of the lever, and the lever element placed with the possibility of movement in the hole of another disk is the shoulder of the resultant reaction of this disk, while the direction of rotation of the lever under the action of the elastic element corresponds to a decrease in the shoulder of the resultant reaction of the disk and an increase in the shoulder of the elastic coupling reaction force, and the shoulders cross the axis of rotation of the lever at different points .
Упругий элемент может быть выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины растяжения. Рычаг может выполняться составным и содержать кривошипный вал, у которого шип, соосный средней части вала, размещен с возможностью вращения в отверстии одного диска, а шип, расположенный эксцентрично - с возможностью вращения и перемещения перпендикулярно своей оси в отверстии другого диска, и коромысло, взаимодействующее с первым диском с помощью упругого элемента и связанное шлицевым соединением со средней частью кривошипного вала. The elastic element can be made in the form of a cylindrical helical tension spring. The lever can be made integral and contain a crank shaft, in which the tenon, coaxial to the middle part of the shaft, is rotatably disposed in the hole of one disk, and the tenon located eccentrically - with the possibility of rotation and movement perpendicular to its axis in the hole of another disk, and the beam interacting with the first disk using an elastic element and connected by a spline connection to the middle part of the crank shaft.
При введении рычага в механизм нагружения требуемое от упругого элемента усилие уменьшается (по сравнению с непосредственным соединением дисков) как отношение плечей указанных сил, которое, в частности, пропорционально отношению расстояний от оси указанного рычага до места взаимодействия рычага со стенкой отверстия диска и до места соединения рычага с упругим элементом. Противоположные изменения плечей сил (увеличение для реакции упругой связи и уменьшение для реакции диска за счет поворота линий сил относительно оси вращения рычага при повороте последнего) обеспечивают поддержание величины воздействия упругого элемента на диски при увеличении зазора и одновременном уменьшении усилия упругого элемента. Размещение элемента рычага, образующего плечо равнодействующей реакции диска, в отверстии этого диска, при котором указанное плечо и плечо упругой связи пересекают ось рычага в разных точках, уменьшает габарит колеса по его оси. Все это позволяет установить упругий элемент с рабочим усилием, достаточным для передачи заданного в широких пределах крутящего момента, в требуемых по критериям прочности габаритах колеса, и, следовательно, не увеличивая габаритов, создавать конструктивно и технологически простые силовые зубчатые передачи с надежной и автоматической непрерывной компенсацией мертвого хода. Введение составного рычага, части которого (кривошипный вал и коромысло) связаны шлицевым соединением, может облегчить как сборку колеса, так и предварительную настройку рабочего усилия упругого элемента. When the lever is introduced into the loading mechanism, the force required from the elastic element decreases (compared with the direct connection of the disks) as the ratio of the shoulders of the indicated forces, which, in particular, is proportional to the ratio of the distances from the axis of the specified lever to the point of interaction of the lever with the wall of the hole of the disk and to the place of connection lever with an elastic element. Opposite changes in the force shoulders (an increase for the elastic bond reaction and a decrease for the reaction of the disk due to the rotation of the force lines relative to the axis of rotation of the lever when the latter is rotated) ensure the magnitude of the impact of the elastic element on the disks with an increase in the clearance and at the same time a decrease in the force of the elastic element. The placement of the lever element forming the shoulder of the resultant reaction of the disk in the hole of this disk, at which the specified shoulder and the shoulder of the elastic connection cross the axis of the lever at different points, reduces the size of the wheel along its axis. All this allows you to install an elastic element with a working force sufficient to transmit the specified torque over a wide range, in the wheel dimensions required by the strength criteria, and, therefore, without increasing the dimensions, to create structurally and technologically simple power gears with reliable and automatic continuous compensation the dead end. The introduction of a compound lever, the parts of which (the crank shaft and the rocker arm) are connected by a spline connection, can facilitate both the assembly of the wheel and the preliminary adjustment of the working force of the elastic element.
Предлагаемое устройство (в частных формах) поясняется чертежами, где:
фиг.1 - сечение колеса плоскостью, проходящей через его ось;
фиг. 2 - сечение (А-А) колеса в плоскости плеча равнодействующей реакции диска;
фиг.3 - вид (Б) колеса с одним снятым диском;
фиг.4 - колесо, выполненное с использованием кривошипного вала;
фиг.5 - вид (В) со стороны кривошипа, расположенного эксцентрично.The proposed device (in private forms) is illustrated by drawings, where:
figure 1 - section of the wheel by a plane passing through its axis;
FIG. 2 - section (AA) of the wheel in the plane of the shoulder of the resultant reaction of the disk;
figure 3 is a view (B) of a wheel with one disc removed;
4 is a wheel made using a crank shaft;
5 is a view (B) from the side of the crank located eccentrically.
Зубчатое колесо содержит диск 1, закрепленный на валу (не показан) передачи, и соосный ему диск 2, установленный с возможностью поворота относительно диска 1; оба диска снабжены зубчатыми венцами с одинаковыми параметрами. Механизм нагружения включает (при нескольких параллельных ветвях - в каждой) рычаг 3 с шипом 4, размещенным с возможностью вращения вокруг геометрической оси 5, параллельной оси 6 зубчатого колеса, в отверстии 7 диска 1. Элемент 8 рычага 3 связан пружиной растяжения 9 с диском 1 и образует плечо (длинное) силы реакции пружины 9 (относительно оси 5), а элемент 10 рычага 3 размещен с возможностью движения в пределах отверстия 11, выполненного в диске 2, и образует плечо (короткое) равнодействующей реакции диска 2 (относительно оси 5). При этом плоскости 12 и 13 плечей не совпадают и пересекают ось 5 в разных точках. Плечо силы реакции пружины 9 (относительно оси 5) будет увеличиваться по мере увеличения зазора, например, если проекции оси 5 и точек взаимодействия ненагруженной пружины 9 с рычагом 3 и диском 1 на плоскость, перпендикулярную оси 5, лежат в вершинах прямоугольного треугольника. Плечо равнодействующей реакции диска 2 (относительно оси 5) будет уменьшаться по мере увеличения зазора, например, если стенка отверстия 11 выполнена прямолинейной, а взаимодействующий с ней конец элемента 10 - с закруглением малого радиуса. Если конфигурация механизма нагружения такова, что место взаимодействия элемента 10 с диском 2 при увеличении зазора удаляется от оси 6 колеса, то относительный поворот дисков 1 и 2 (с уменьшением указанного плеча) в случае пересечения линий стенки и радиуса, на котором лежит ось 5, при их продолжении в направлении от оси 6 будет больше, чем в случае пересечения при их продолжении в противоположном направлении. The gear wheel contains a disk 1 mounted on a transmission shaft (not shown), and a disk 2 coaxial thereto, mounted for rotation relative to the disk 1; both disks are equipped with gear rims with the same parameters. The loading mechanism includes (with several parallel branches each) a lever 3 with a spike 4 arranged rotatably around a geometrical axis 5 parallel to the axis 6 of the gear in the hole 7 of the disk 1. The element 8 of the lever 3 is connected by a tension spring 9 to the disk 1 and forms a shoulder (long) of the reaction force of the spring 9 (relative to axis 5), and the element 10 of the lever 3 is placed with the possibility of movement within the hole 11 made in the disk 2, and forms a shoulder (short) of the resultant reaction of the disk 2 (relative to axis 5) . In this case, the planes 12 and 13 of the shoulders do not coincide and cross the axis 5 at different points. The shoulder of the reaction force of the spring 9 (relative to the axis 5) will increase as the gap increases, for example, if the projections of the axis 5 and the points of interaction of the unloaded spring 9 with the lever 3 and the disk 1 on a plane perpendicular to the axis 5 lie at the vertices of a right triangle. The shoulder of the resultant reaction of the disk 2 (relative to the axis 5) will decrease as the gap increases, for example, if the wall of the hole 11 is made rectilinear, and the end of the element 10 interacting with it is rounded with a small radius. If the configuration of the loading mechanism is such that the place of interaction of the element 10 with the disk 2 moves away from the axis 6 of the wheel with an increase in the gap, then the relative rotation of the disks 1 and 2 (with a decrease in the indicated shoulder) in the case of intersection of the wall lines and the radius on which axis 5 lies, when they continue in the direction from axis 6, there will be more than if they intersect when they continue in the opposite direction.
В процессе сборки передачи (в каждой ветви механизма нагружения) пружина 9, сжимаясь, поворачивает элементы 8 и 10 вокруг оси 5. Элемент 10, воздействуя (с усилием большим, чем усилие пружин 9) на стенку отверстия 11 диска 2, поворачивает его относительно диска 1 до упора противоположными боковыми поверхностями зубьев обоих дисков в зубья сопрягаемого колеса (не показано) передачи. В результате устраняется боковой зазор и, тем самым, уменьшается мертвый ход при реверсировании. In the process of assembling the transmission (in each branch of the loading mechanism), the spring 9, compressing, rotates the elements 8 and 10 around the axis 5. Element 10, acting (with a force greater than the force of the springs 9) on the wall of the hole 11 of the disk 2, rotates it relative to the disk 1 until it stops against the opposite side surfaces of the teeth of both disks into the teeth of the mating gear wheel (not shown). As a result, the lateral clearance is eliminated and, thereby, the deadlift during reversal is reduced.
В другой частной форме выполнения механизм нагружения содержит (при нескольких параллельных ветвях - в каждой) кривошипный вал 14, в средней части которого выполнены шлицы, предназначенные для взаимодействия с охватывающим эту часть вала и также снабженным шлицами концом коромысла 15; пружина растяжения 9 связывает с диском 1 другой конец коромысла 15. Соосный средней части вала 14 шип 16 размещен с возможностью вращения вокруг геометрической оси 17 в отверстии 18 диска 1, а расположенный эксцентрично шип 19 - с возможностью вращения и перемещения перпендикулярно своей оси в отверстии 20 диска 2. In another particular embodiment, the loading mechanism comprises (with several parallel branches each) a crank shaft 14, in the middle part of which slots are made, designed to interact with the end of the rocker arm 15 that covers this part of the shaft; a tension spring 9 connects to the disk 1 the other end of the rocker arm 15. The spike 16 coaxial to the middle part of the shaft 14 is rotatably rotated around the geometric axis 17 in the hole 18 of the disk 1, and the spike 19 located eccentrically rotates and moves perpendicular to its axis in the hole 20 drive 2.
При сборке колеса (в каждой ветви механизма нагружения) устанавливают (с помощью шлицевого соединения) такую конфигурацию коромысла 15 и шипа 19, которая обеспечивает требуемую величину рабочего усилия пружины 9. В процессе сборки передачи пружина 9, сжимаясь, поворачивает коромысло 15, которое за счет шлицевого соединения поворачивает кривошипный вал 14 вокруг оси 17. Шип 19, воздействуя (с усилием большим, чем усилие пружины 9) на стенку отверстия 20 диска 2, поворачивает его относительно диска 1 до упора противоположными боковыми поверхностями зубьев обоих дисков в зубья сопрягаемого колеса (не показано) передачи, в результате чего устраняется боковой зазор. When assembling the wheel (in each branch of the loading mechanism), a rocker arm 15 and a stud 19 are installed (using a spline connection) to provide the required spring 9 working force. In the process of gear assembly, the spring 9 compresses and rotates the rocker 15, which splined connection rotates the crank shaft 14 around the axis 17. The spike 19, acting (with a force greater than the force of the spring 9) on the wall of the hole 20 of the disk 2, rotates it relative to the disk 1 against the stop by the opposite side surfaces of the memory the teeth of both disks into the teeth of the mating wheel (not shown) of the transmission, as a result of which the side clearance is eliminated.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Крайнев А.Ф. Детали машин: Словарь - справочник.- М.: Машиностроение, 1992.SOURCES OF INFORMATION
1. Krainev A.F. Machine details: Dictionary - reference book .- M.: Mechanical Engineering, 1992.
2а. Красковский Е. Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем; Учебное пособие для вузов/Под ред. Ю.А. Дружинина. - 2-е изд.- М.: Высшая школа. 1991. 2a. Kraskovsky E. Ya., Druzhinin Yu.A., Filatova E.M. Calculation and design of mechanisms of devices and computer systems; Textbook for universities / Ed. Yu.A. Druzhinina. - 2nd ed. - M.: Higher School. 1991.
2б. Первицкий Ю.Д. Расчет и конструирование точных механизмов: Учебное пособие для вузов. - Л.: Машиностроение (Ленинг. отд-ние), 1976. 2b. Pervitsky Yu.D. Calculation and design of precise mechanisms: Textbook for universities. - L .: Engineering (Lening. Department), 1976.
3а. Сборное зубчатое колесо. Авторское свидетельство СССР 300686, МПК2 F 16 H 55/24, опубл. 1971.3a. Prefabricated gear wheel. USSR author's certificate 300686, IPC 2 F 16 H 55/24, publ. 1971.
3б. Зубчатое колесо. Авторское свидетельство СССР 815377, МПК3 F 16 H 55/18, опубл.1981.3b. Gear. USSR author's certificate 815377, IPC 3 F 16 H 55/18, publ. 1981.
4а. Зубчатое колесо. Авторское свидетельство СССР 476389, МПК2 F 16 H 1/00, опубл. 1975.4a. Gear. USSR author's certificate 476389, IPC 2 F 16 H 1/00, publ. 1975.
4б. Зубчатое колесо. Авторское свидетельство СССР 823717, МПК3 F 16 H 55/18, опубл.1981.4b. Gear. USSR author's certificate 823717, IPC 3 F 16 H 55/18, publ. 1981.
5. Сборное зубчатое колесо. Авторское свидетельство СССР 390314, МПК2 F 16 H 55/04. опубл. 1973.55. Precast gear. USSR author's certificate 390314, IPC 2 F 16 H 55/04. publ. 1973.5
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111818A RU2186272C2 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Gear wheel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000111818A RU2186272C2 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Gear wheel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000111818A RU2000111818A (en) | 2002-04-20 |
| RU2186272C2 true RU2186272C2 (en) | 2002-07-27 |
Family
ID=20234512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000111818A RU2186272C2 (en) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Gear wheel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2186272C2 (en) |
-
2000
- 2000-05-11 RU RU2000111818A patent/RU2186272C2/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10830318B2 (en) | Simplified gearbox mechanism | |
| KR20040032881A (en) | Disk brake caliper | |
| US10151375B2 (en) | Motorized gearbox mechanism | |
| JP2000274514A (en) | Anti-backlash gear | |
| US10626964B2 (en) | Axial cam gearbox mechanism | |
| WO2021107073A1 (en) | Reverse input blocking clutch | |
| CN107023642A (en) | Speed reducer | |
| US20210285528A1 (en) | Axial cam gearbox mechanism | |
| JP2006220303A (en) | Two way friction clutch or braking device for transmission | |
| JP7470477B2 (en) | Planetary gear arrangement with a planetary gear stage, position sensor system with such arrangement, and method for reducing backlash in such arrangement - Patents.com | |
| RU2186272C2 (en) | Gear wheel | |
| JP7060169B2 (en) | Reverse input cutoff clutch | |
| US5129272A (en) | Continuously variable transmission | |
| WO1991010081A1 (en) | Continuously variable transmission | |
| US20080039268A1 (en) | Ball Gearings for Rotation Transfer | |
| CA3108694C (en) | Simplified gearbox mechanism | |
| US10422413B2 (en) | Planetary gear train | |
| RU1768829C (en) | Two-flow axially-misaligned gear train | |
| WO2021183566A1 (en) | Axial cam gearbox mechanism | |
| KR0149455B1 (en) | Differential drive mechanism | |
| JPH0586506B2 (en) | ||
| KR200325626Y1 (en) | Gear unit for preventing backlash | |
| JP7477016B1 (en) | Scissor gear and transmission mechanism | |
| JPH0351542Y2 (en) | ||
| JP3079144B2 (en) | Variable speed reducer |