УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КОСОЗУБОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА НА ВАЛУ

Использование: в машиностроении, в редукторостроении. Сущность изобретения: косозубое зубчатое колесо установлено на вал, на котором для передачи крутящего момента на участке под колесом нарезаны косозубые прямобочные или эвольвентные шлицы с определенными геометрическими параметрами. Направления осевых сил, возникающих в зацеплениях зубчатых колес передачи, и зубчатое колесо-вал противоположны, что достигается за счет нарезания шлиц в направлении, противоположном направлению зубьев колеса. Осевая сила передачи компенсируется осевой силой, возникающей в шлицевом зацеплении колесо-вал. При этом нет необходимости фиксировать колесо в осевом направлении. 1 ил.

Узел крепления косозубого зубчатого колеса на валу, содержащий косозубое шлицевое соединение вала и колеса, отличающийся тем, что шлицы противоположно направлены зубьям колеса, а геометрические параметры шлицевого соединения и зубчатого колеса удовлетворяют соотношению:

где m' модуль шлицевого зацепления вал-колесо;
Z' число шлиц;
f коэффициент трения в шлицевом зацеплении;
α угол профиля шлицы;
b угол наклона наружных зубьев колеса;
m модуль наружного зацепления колеса;
Z число зубьев колеса.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в редукторостроении.

Известны узлы крепления зубчатого колеса на вал, в которых для передачи крутящего момента используются шлицевые соединения [1] На валу и в отверстии зубчатого колеса нарезают шлицы, а для осевой фиксации колеса на валу выполняют буртик, канавку под фиксаторное кольцо или нарезают резьбу для упорной гайки. Эти дополнительные элементы являются концентраторами напряжений на валу, ослабляют его сечения, а буртик увеличивает диаметр заготовки вала.

Известен и другой узел крепления косозубого зубчатого колеса на валу [2] в котором косозубое колесо посажено на вал посредством винтовых шлицев. Он наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако и для него характерны вышеописанные недостатки.

Целью изобретения является повышение надежности вала и снижение диаметра его заготовки.

Указанная цель достигается тем, что косозубое зубчатое колесо установлено на вал, на котором для передачи крутящего момента на участке под колесом нарезаны косозубые прямобочные или эвольвентные шлицы с определенными геометрическими параметрами.

На чертеже представлено сечение узла крепления зубчатого колеса на вал.

Косозубое зубчатое колесо 1, наружные зубья которого выполнены с углом наклона, установлено на косозубых шлицах вала 2 и зафиксировано на нем распорными кольцами 3 и 4. Наружные зубья колеса 1 имеют угол наклона, противоположный углу наклона шлицев вала 2. Вал 2 на корпус 5 установлен при помощи радиальных подшипников 6 и 7, которые в осевом направлении фиксируются крышками 8 и 9, закрепленными на корпусе 5 болтами 10.

Направления осевых сил, возникающих в зацеплениях зубчатых колес передачи и зубчатое колесо -вал противоположны, что достигается за счет нарезания шлиц в противоположном направлении направлению зубьев колеса. Осевая сила передачи при этом компенсируется осевой силой, возникающей в шлицевом зацеплении колесо-вал, для чего параметры зацепления подобраны таким образом, что удовлетворяют соотношению

где m' модуль шлицевого зацепления вал-колесо;
Z' число шлиц;
f коэффициент трения в шлицевом зацеплении;
α угол профиля шлицы;
b угол наклона наружных зубьев колеса;
m модуль наружного зацепления колеса;
Z число зубьев колеса.

Узел крепления работает следующим образом.

Крутящий момент от косозубого колеса 1 передается на вал 2 при помощи косозубого шлицевого соединения вала с колесом. Осевая сила F_a, возникающая за счет наклона зубьев под углом b, направлена противоположно осевой силе, создающейся в зацеплении колесо-вал из-за нарезания шлиц под углом наклона g к оси вала. Осевые силы в наружном и во внутреннем зацеплении колеса равны и он находится в равновесии в осевом направлении.

Источники информации
1. Орлов П.И. Основы конструирования. М. Машиностроение, 1988, стр. 280 287.

Решетов Д.Н. Детали машин. М. Машиностроение, 1974, стр. 174.