RU2780893C2 - Gear wheel, in particular intermediate gear wheel, for gear transmission - Google Patents
Gear wheel, in particular intermediate gear wheel, for gear transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780893C2 RU2780893C2 RU2018139318A RU2018139318A RU2780893C2 RU 2780893 C2 RU2780893 C2 RU 2780893C2 RU 2018139318 A RU2018139318 A RU 2018139318A RU 2018139318 A RU2018139318 A RU 2018139318A RU 2780893 C2 RU2780893 C2 RU 2780893C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- gear
- teeth
- axis
- driven
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к зубчатому колесу, в частности, к промежуточному зубчатому колесу для уменьшения бокового зазора зубчатой передачи. The invention relates to a gear wheel, in particular, to an intermediate gear wheel for reducing gear side clearance.
Зубчатые передачи, сильно подверженные воздействию изменяющихся крутящих моментов, склонны издавать треск при низких оборотах двигателя и свист при высоких оборотах двигателя. Особенно выражено данное явление в механизме привода воздушных компрессоров на двигателях транспортных средств хозяйственного назначения. Поршневые воздушные компрессоры обладают особенностью: после прохождения поршнем верхней мертвой точки знак крутящего момента кратковременно инвертируется в результате обратного расширения. Из-за этого происходит соударение боковых поверхностей зубьев, что приводит к возникновению акустического треска.Gears highly subject to varying torques tend to crackle at low engine speeds and whistle at high engine speeds. This phenomenon is especially pronounced in the drive mechanism of air compressors on the engines of commercial vehicles. Reciprocating air compressors have the peculiarity that after the piston has passed top dead center, the sign of the torque momentarily inverts as a result of the reverse expansion. Because of this, there is a collision of the side surfaces of the teeth, which leads to the occurrence of acoustic crackling.
В связи с этим в DE 100 58 482 A1 предлагается зубчатое колесо для демпфирования импульса вращения. Нежелательный шум предотвращается путем создания зубчатого колеса из двух частей, соединенных между собой эластомером с возможностью передачи крутящего момента. В состоянии до монтажа зубья этих частей повернуты друг относительно друга. После установки зубчатого колеса части колеса повернуты друг относительно друга так, что зубья практически совмещаются. Это достигается за счет того, что зубья другого зубчатого колеса, входящего в зацепление с этим зубчатым колесом, удерживают зубья частей колеса в этом положении. Под влиянием противодействующего момента, возникающего в результате поворота, эластомер создает постоянное предварительное напряжение, благодаря чему профили зубьев частей колеса и входящего с ним в зацепление зубчатого колеса постоянно находятся в кинематически замкнутом контакте. В зубчатых передачах, где в зацеплении находятся два зубчатых колеса, при использовании этой технологии на ведущем или ведомом колесах функционал сохраняется в полной мере. В зубчатых передачах, где в зацеплении находятся три зубчатых колеса и в которых в качестве промежуточного используется составное зубчатое колесо, функционал сохраняется не полностью. Согласно концепции недостатком составного зубчатого колеса в данном случае может быть то, что оно только демпфирует возникающие эффекты. For this reason, DE 100 58 482 A1 proposes a gear wheel for damping the rotational impulse. Unwanted noise is prevented by creating a gear wheel in two parts, interconnected by an elastomer with the ability to transmit torque. In the state before installation, the teeth of these parts are rotated relative to each other. After installing the gear wheel, the parts of the wheel are rotated relative to each other so that the teeth are practically aligned. This is achieved by the fact that the teeth of another gear meshing with this gear hold the teeth of the parts of the wheel in this position. Under the influence of the counteracting moment resulting from the rotation, the elastomer creates a constant prestress, due to which the tooth profiles of the parts of the wheel and the gear engaged with it are constantly in kinematically closed contact. In gears where two gears are meshed, when using this technology on the drive or driven wheels, the functionality is fully preserved. In gears where three gears are engaged and in which a compound gear is used as an intermediate gear, the functionality is not fully preserved. According to the concept, the disadvantage of the composite gear in this case may be that it only dampens the resulting effects.
В основе данного изобретения лежит задача создания альтернативного или улучшенного зубчатого колеса для зубчатой передачи, позволяющего, в частности, при его использовании в качестве промежуточного зубчатого колеса, эффективно уменьшить или компенсировать боковой зазор. В частности, при использовании в качестве промежуточного зубчатого колеса должна быть создана возможность уменьшения или компенсации с его помощью бокового зазора на ведущем и ведомом зубчатых колесах.The present invention is based on the problem of providing an alternative or improved gear for gearing, which allows, in particular, when used as an intermediate gear, to effectively reduce or compensate for backlash. In particular, when used as an intermediate gear, it should be possible to reduce or compensate for the side clearance on the driving and driven gears with it.
Поставленная задача решается созданием зубчатого колеса и зубчатой передачи согласно независимым пунктам формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения и в описании.The problem is solved by creating a gear wheel and a gear train according to the independent claims. Preferred additional embodiments of the invention are listed in the dependent claims and in the description.
Зубчатым колесом может быть, в частности, промежуточное зубчатое колесо. Данное зубчатое колесо предназначено для уменьшения и/или компенсации бокового зазора в зубчатой передаче. Зубчатое колесо включает первую часть колеса с некоторым количеством зубьев, распределенных по окружности первой части. Первая часть колеса выполнена с возможностью вращения вокруг первой оси. Зубчатое колесо включает вторую часть колеса с некоторым количеством зубьев, распределенных по окружности второй части. Вторая часть колеса выполнена с возможностью вращения вокруг второй оси, расположенной параллельно и со смещением относительно первой оси. The gear may in particular be an intermediate gear. This gear is designed to reduce and/or compensate for backlash in a gear train. The gear wheel includes the first part of the wheel with a certain number of teeth distributed around the circumference of the first part. The first part of the wheel is rotatable about the first axis. The toothed wheel includes a second part of the wheel with a certain number of teeth distributed around the circumference of the second part. The second part of the wheel is made with the possibility of rotation around the second axis, located in parallel and offset relative to the first axis.
Параллельное расположение первой и второй осей приводит к тому, что вторая часть колеса установлена эксцентрично относительно первой части зубчатого колеса. В установленном состоянии центр вращения первой части колеса и центр вращения второй части колеса смещены в радиальном направлении на расстояние, соответствующее расстоянию от первой оси до второй оси. Благодаря этому можно создать между несколькими зубьями первой части колеса и несколькими зубьями второй части колеса смещение по окружности (зубья не расположены на одной прямой относительно друг друга). В результате зубчатое колесо, выступающее в зубчатой передаче в роли промежуточного зубчатого колеса, можно использовать для уменьшения или компенсации бокового зазора, при этом учитывается смена рабочих профилей зубьев от ведущего колеса к промежуточному зубчатому колесу и от промежуточного зубчатого колеса к ведомому зубчатому колесу. При этом обеспечивается контакт профилей зубьев первой части колеса с рабочими профилями зубьев ведущего зубчатого колеса и ведомого зубчатого колеса зубчатой передачи для передачи крутящего момента от ведущего колеса к ведомому колесу через промежуточное колесо. Эксцентричность положения второй части колеса обеспечивает такое взаимное смещение зубьев второй и первой частей зубчатого колеса, что профили зубьев второй части колеса входят в зацепление с нерабочими профилями зубьев ведущего и ведомого колес. The parallel arrangement of the first and second axes results in the second part of the wheel being mounted eccentrically with respect to the first part of the gear wheel. In the installed state, the center of rotation of the first part of the wheel and the center of rotation of the second part of the wheel are displaced in the radial direction by a distance corresponding to the distance from the first axle to the second axle. Thanks to this, it is possible to create a circumferential offset between several teeth of the first part of the wheel and several teeth of the second part of the wheel (the teeth are not located in a straight line relative to each other). As a result, a gear wheel acting as an intermediate gear in a gear train can be used to reduce or compensate for backlash, while taking into account the change in working profiles of the teeth from the driving wheel to the intermediate gear and from the intermediate gear to the driven gear. This ensures the contact of the tooth profiles of the first part of the wheel with the working profiles of the teeth of the driving gear and the driven gear of the gear for transmitting torque from the drive wheel to the driven wheel through the intermediate wheel. The eccentricity of the position of the second part of the wheel provides such a mutual displacement of the teeth of the second and first parts of the gear wheel that the tooth profiles of the second part of the wheel engage with the non-working tooth profiles of the driving and driven wheels.
В частности, зубья первой части колеса могут быть равномерно распределены по наружной окружности первой части колеса. В качестве альтернативы или дополнительно зубья второй части колеса могут быть равномерно распределены по наружной окружности второй части колеса.In particular, the teeth of the first wheel part may be uniformly distributed around the outer circumference of the first wheel part. Alternatively or additionally, the teeth of the second wheel part may be uniformly distributed around the outer circumference of the second wheel part.
Предпочтительно, чтобы количество нескольких зубьев первой части колеса могло соответствовать количеству нескольких зубьев второй части колеса.Preferably, the number of several teeth of the first part of the wheel could correspond to the number of several teeth of the second part of the wheel.
Предпочтительно, чтобы несколько зубьев первой части колеса и несколько зубьев второй части колеса могли иметь аналогичную конструкцию.Preferably, some of the teeth of the first part of the wheel and some of the teeth of the second part of the wheel could have a similar design.
В наиболее предпочтительном примере осуществления изобретения некоторые участки второй части колеса выполнены с возможностью упругой деформации в радиальном направлении относительно второй оси. Например, некоторые участки второй части колеса могут быть изготовлены из упругого материала, включать упругий элемент и/или упругую структуру. Упругость второй части колеса в сочетании с эксцентрическим положением центра вращения второй части колеса обеспечивает ее зажатие между нерабочими профилями зубьев ведущего колеса, нерабочими профилями зубьев ведомого колеса и подшипником второй части колеса. Дополнительно вторая часть колеса может подвергаться упругой деформации для адаптации к положению нерабочих профилей зубьев ведущего и ведомого колес, обусловленному производственными допусками. В частности, вторая часть колеса не должна подвергаться упругой деформации при перемене знака момента привода или момента ведомого вала. Целью является предотвращение отрыва рабочих профилей зубьев. Цель достигается за счет компенсации усилием предварительного зажатия от эксцентрического положения центра вращения второй части колеса и его упругостью отрицательной доли крутящего момента, в результате чего в этот момент не происходит упругой деформации второй части колеса или, соответственно, отрыва рабочих профилей зубьев. Однако упругость второй части колеса положительно влияет на адаптацию к производственным допускам и на возникающий на практике боковой зазор. В качестве альтернативы это могло бы быть обеспечено с помощью резьбового соединения первого и второго болтов подшипников.In the most preferred embodiment of the invention, some sections of the second part of the wheel are made with the possibility of elastic deformation in the radial direction relative to the second axis. For example, some sections of the second part of the wheel may be made of elastic material, include an elastic element and/or an elastic structure. The elasticity of the second part of the wheel in combination with the eccentric position of the center of rotation of the second part of the wheel ensures its clamping between the idle profiles of the teeth of the driving wheel, the idle profiles of the teeth of the driven wheel and the bearing of the second part of the wheel. Additionally, the second part of the wheel can be subjected to elastic deformation to adapt to the position of the non-working profiles of the teeth of the driving and driven wheels, due to manufacturing tolerances. In particular, the second part of the wheel should not be subjected to elastic deformation when the sign of the drive moment or the moment of the driven shaft changes. The aim is to prevent tearing of the working profiles of the teeth. The goal is achieved by compensating with the pre-clamping force from the eccentric position of the center of rotation of the second part of the wheel and its elasticity of the negative share of the torque, as a result of which at this moment there is no elastic deformation of the second part of the wheel or, accordingly, separation of the working profiles of the teeth. However, the elasticity of the second part of the wheel has a positive effect on adaptation to manufacturing tolerances and on the backlash that occurs in practice. Alternatively, this could be achieved by threading the first and second bearing bolts.
В одном из примеров осуществления изобретения вторая часть колеса имеет возможность вращаться относительно первой части колеса. В частности, первая часть колеса может быть выполнена сплошной.In one exemplary embodiment of the invention, the second part of the wheel is rotatable relative to the first part of the wheel. In particular, the first part of the wheel may be solid.
В предпочтительном примере осуществления изобретения вторая часть колеса включает по меньшей мере одну зубчатую пластину. По меньшей мере одна зубчатая пластина выполнена с возможностью упругой деформации в радиальном направлении относительно второй оси. Использование зубчатых пластин, толщина материала которых составляет, например, приблизительно 1 мм, делает возможной интеграцию упругости в структуру зубчатых пластин, например, за счет наличия в пластинах продолговатых отверстий.In a preferred embodiment of the invention, the second part of the wheel includes at least one toothed plate. At least one toothed plate is made with the possibility of elastic deformation in the radial direction relative to the second axis. The use of toothed plates whose material thickness is, for example, approximately 1 mm, makes it possible to integrate elasticity into the structure of the toothed plates, for example, by providing elongated holes in the plates.
В дополнительном варианте осуществления изобретения имеется определенное количество зубчатых пластин, располагающихся рядом друг с другом и/или образующих пакет зубчатых пластин.In a further embodiment of the invention, there is a certain number of toothed plates located next to each other and/or forming a stack of toothed plates.
Предпочтительно, чтобы зубчатые пластины могли быть выровнены друг относительно друга по одной линии в осевом направлении.Preferably, the toothed plates can be aligned with each other along the same line in the axial direction.
В другом примере осуществления изобретения вторая часть колеса и/или по меньшей мере одна зубчатая пластина изготовлены из пружинной стали. Тем самым, за счет наличия соответствующих структур на некоторых участках может быть обеспечена упругость.In another embodiment of the invention, the second part of the wheel and/or at least one toothed plate is made of spring steel. Thus, due to the presence of appropriate structures in some areas, elasticity can be ensured.
В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере одна зубчатая пластина включает для обеспечения упругости второй части колеса по меньшей мере одно продолговатое отверстие, предпочтительно определенное количество продолговатых отверстий. По меньшей мере одно продолговатое отверстие продолжается по окружности вокруг второй оси, в частности, в форме кольца и/или спирали.In one of the embodiments of the invention, at least one toothed plate includes at least one elongated hole, preferably a certain number of elongated holes, to provide elasticity to the second part of the wheel. At least one elongated hole extends circumferentially around the second axis, in particular in the form of a ring and/or a spiral.
В другом варианте осуществления изобретения зубчатое колесо включает первый болт крепления колеса, вокруг которого может вращаться первая часть колеса. В качестве альтернативы или дополнительно зубчатое колесо включает второй болт крепления колеса, вокруг которого может вращаться вторая часть колеса. Предпочтительно, чтобы первый и второй болты крепления колеса могли быть закреплены друг рядом с другом эксцентрически по отношению друг к другу, в частности, за счет прессовой посадки.In another embodiment of the invention, the gear wheel includes a first wheel bolt around which the first part of the wheel can rotate. Alternatively or additionally, the gear wheel includes a second wheel bolt around which the second wheel part can rotate. Preferably, the first and second wheel bolts can be fastened next to each other eccentrically with respect to each other, in particular by means of a press fit.
В дополнительном варианте осуществления изобретения зубчатое колесо включает первый вкладыш подшипника, расположенный между первым болтом крепления колеса и первой частью колеса. В качестве альтернативы или дополнительно зубчатое колесо включает второй вкладыш подшипника, расположенный между вторым болтом крепления колеса и второй частью колеса.In a further embodiment of the invention, the gear wheel includes a first bearing bush located between the first wheel bolt and the first wheel portion. Alternatively or additionally, the gear wheel includes a second bearing bush located between the second wheel bolt and the second wheel part.
Для смазки вкладышей подшипников в первом и/или втором болте может быть предусмотрен, в частности, центральный смазочный канал. Предпочтительно, чтобы от смазочного канала первый радиальный канал мог продолжаться к первому вкладышу подшипника и/или второй радиальный канал мог продолжаться ко второму вкладышу подшипника для подачи смазочной среды. Например, смазочная среда может подаваться к смазочному каналу через каналы в картере двигателя внутреннего сгорания. Например, первый радиальный канал и/или второй радиальный канал могут быть предусмотрены в первом болте крепления колеса между первым болтом крепления колеса и вторым болтом крепления колеса или во втором болте крепления колеса.For lubrication of the bearing shells, in particular a central lubrication channel can be provided in the first and/or second bolt. Preferably, from the lubrication channel, the first radial channel may extend to the first bearing shell and/or the second radial channel may extend to the second bearing shell to supply a lubricating medium. For example, the lubricating medium may be supplied to the lubrication channel through channels in the crankcase of an internal combustion engine. For example, the first radial passage and/or the second radial passage may be provided in the first wheel bolt between the first wheel bolt and the second wheel bolt, or in the second wheel bolt.
Также возможно, чтобы зубчатое колесо включало по меньшей мере одну дополнительную часть колеса, которая в каждом случае может быть выполнена в соответствии со второй частью промежуточного зубчатого колеса. Благодаря этому при наличии нескольких ведомых колес для каждого такого ведомого колеса может быть предусмотрена собственная «вторая» часть колеса. It is also possible for the gear wheel to include at least one additional gear part, which in each case can be made in accordance with the second part of the intermediate gear. Due to this, if there are several driven wheels, each such driven wheel can be provided with its own "second" part of the wheel.
Изобретение также относится к зубчатой передаче для транспортного средства. Зубчатая передача включает промежуточное зубчатое колесо, представляющее собой зубчатое колесо в соответствии с приведенным здесь описанием. Зубчатая передача включает одно ведущее колесо, входящее в зацепление с первой частью промежуточного зубчатого колеса и второй частью промежуточного зубчатого колеса. Зубчатая передача включает одно ведомое колесо, входящее в зацепление с первой частью промежуточного зубчатого колеса и второй частью промежуточного зубчатого колеса. Зубчатая передача может иметь преимущества, описанные здесь для зубчатого колеса.The invention also relates to a gear train for a vehicle. The gear train includes an intermediate gear, which is a gear as described herein. The gear train includes one drive wheel engaged with the first part of the intermediate gear and the second part of the intermediate gear. The gear train includes one driven wheel engaged with the first part of the intermediate gear and the second part of the intermediate gear. The gear train may have the advantages described here for the gear.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения вторая часть промежуточного зубчатого колеса, в частности, упруго зажата ведущим колесом, в частности, нерабочими профилями зубьев ведущего колеса и ведомым колесом, в частности, нерабочими профилями зубьев ведомого колеса в направлении ко второй оси.In a preferred embodiment of the invention, the second part of the idler gear is, in particular, resiliently clamped by the drive wheel, in particular by the non-working tooth profiles of the drive wheel and the driven wheel, in particular by the non-working tooth profiles of the driven wheel in the direction towards the second axle.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения рабочие профили зубьев ведущего колеса и рабочие профили зубьев ведомого колеса входят в зацепление с первой частью колеса. В качестве альтернативы или дополнительно нерабочие профили зубьев ведущего колеса и нерабочие профили зубьев ведомого колеса входят в зацепление со второй частью колеса. In a further preferred embodiment of the invention, the driving tooth profiles and the driven wheel tooth profiles engage the first wheel portion. Alternatively or additionally, the non-working tooth profiles of the drive wheel and the non-working tooth profiles of the driven wheel are engaged with the second part of the wheel.
В дополнительном варианте осуществления изобретения вторая ось расположена со смещением относительно первой оси в направлении биссектрисы угла, образуемого осью вращения ведущего колеса, первой осью и осью вращения ведомого колеса. Данное смещенное расположение позволяет обеспечить контакт профилей зубьев второй части колеса с нерабочими профилями зубьев как ведущего, так и ведомого зубчатых колес.In a further embodiment of the invention, the second axis is offset from the first axis in the direction of the bisector of the angle formed by the axis of rotation of the driving wheel, the first axis and the axis of rotation of the driven wheel. This offset arrangement makes it possible to ensure that the tooth profiles of the second part of the wheel are in contact with the non-working tooth profiles of both the driving and driven gears.
В одном из вариантов осуществления изобретения несколько зубьев первой части колеса контактируют с рабочими профилями зубьев ведущего зубчатого колеса и рабочими профилями зубьев ведомого зубчатого колеса. В качестве альтернативы или дополнительно несколько зубьев второй части колеса контактируют с нерабочими профилями зубьев ведущего зубчатого колеса и нерабочими профилями зубьев ведомого зубчатого колеса.In one of the embodiments of the invention, several teeth of the first part of the wheel are in contact with the working profiles of the teeth of the driving gear and the working profiles of the teeth of the driven gear. Alternatively or additionally, a plurality of teeth of the second wheel portion are in contact with non-working tooth profiles of the driving gear and non-working tooth profiles of the driven gear.
В частности, рабочие и нерабочие профили зубьев ведущего зубчатого колеса могут быть противопоставленными. Точно также рабочие и нерабочие профили зубьев ведомого зубчатого колеса могут быть противопоставленными.In particular, the working and non-working profiles of the teeth of the drive gear can be opposed. Likewise, the working and non-working tooth profiles of the driven gear can be opposed.
В дополнительном варианте осуществления изобретения за счет зажатия второй части, возникающего, в частности, из-за расположения со смещением между первой частью и второй частью и упругости второй части колеса, возникает противодействие отрыву нескольких зубьев первой части колеса от рабочих профилей зубьев ведущего колеса и от рабочих профилей зубьев ведомого колеса при перемене знака момента привода и/или момента на выходе и/или при возникновении крутильных колебаний.In a further embodiment of the invention, due to the clamping of the second part, which occurs in particular due to the offset arrangement between the first part and the second part and the elasticity of the second part of the wheel, there is a resistance to the separation of several teeth of the first part of the wheel from the working profiles of the teeth of the drive wheel and from working profiles of the teeth of the driven wheel when the sign of the drive torque and/or output torque changes and/or when torsional vibrations occur.
В одном из примеров осуществления изобретения имеется несколько ведомых колес, входящих в зацепление с промежуточным зубчатым колесом. Для каждого ведомого колеса предусмотрена дополнительная часть промежуточного зубчатого колеса, которая в каждом случае выполнена в соответствии со второй частью промежуточного зубчатого колеса.In one of the embodiments of the invention, there are several driven wheels that engage with the intermediate gear. For each driven wheel, an additional intermediate gear part is provided, which in each case is made in accordance with the second intermediate gear part.
Изобретение также относится к транспортному средству, в частности, к транспортному средству хозяйственного назначения (например, грузовому автомобилю или автобусу). Транспортное средство включает описанную здесь зубчатую передачу. Как необязательный элемент транспортное средство включает компрессор для сжатия воздуха, приводимый в действие с помощью такой зубчатой передачи.The invention also relates to a vehicle, in particular to a commercial vehicle (for example, a truck or a bus). The vehicle includes the gear train described here. Optionally, the vehicle includes an air compressor driven by such a gear train.
Также зубчатое колесо в соответствии с приведенным здесь описанием и/или зубчатая передача в соответствии с приведенным здесь описанием могут использоваться в любой другой машине.Also, a gear wheel as described herein and/or a gear train as described herein can be used in any other machine.
В частности, также возможно, чтобы зубчатое колесо согласно представленному здесь описанию и/или зубчатая передача согласно представленному здесь описанию применялись в других приводных агрегатах, где происходит перемена знака крутящего момента.In particular, it is also possible for the gear wheel as described here and/or the gear train as described here to be used in other drive units where a torque reversal occurs.
Дополнительно зубчатое колесо по представленному здесь описанию и/или зубчатая передача по представленному здесь описанию также могут применяться для уменьшения и/или предотвращения передачи крутильных колебаний коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.Additionally, a gear as described herein and/or a gear train as described herein can also be used to reduce and/or prevent torsional transmission of the crankshaft of an internal combustion engine.
Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом в любом сочетании. Другие детали и преимущества данного изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показаны:The preferred embodiments and features of the invention described above can be combined with each other in any combination. Other details and advantages of this invention are described below with reference to the accompanying drawings. They show:
Фиг. 1 Схематическая модель зубчатой передачи в разнесенном виде; Fig. 1 Schematic exploded view of the gear train;
Фиг. 2 Вид спереди схематической модели зубчатой передачи;Fig. 2 Front view of a schematic model of a gear train;
Фиг. 3 Дополнительный вид спереди схематической модели зубчатой передачи в несмонтированном состоянии;Fig. 3 Additional front view of a schematic model of a gear train in an unmounted state;
Фиг. 4 Вид спереди промежуточного зубчатого колеса по одному из примеров осуществления изобретения;Fig. 4 Front view of an intermediate gear according to one embodiment of the invention;
Фиг. 5 Сечение промежуточного зубчатого колеса по линии A-A на фиг. 4; иFig. 5 Section of the idler gear along line A-A in FIG. four; and
Фиг. 6 Разнесенный вид промежуточного зубчатого колеса согласно примеру осуществления изобретения.Fig. 6 Exploded view of an idler gear according to an embodiment of the invention.
Изображенные на фигурах варианты осуществления изобретения совпадают по меньшей мере частично, так что аналогичные или идентичные детали обозначены одинаковыми номерами позиций и в качестве пояснений к ним даются ссылки на описание других вариантов осуществления либо, соответственно, на другие фигуры во избежание повторений. The embodiments of the invention depicted in the figures coincide at least partially, so that similar or identical parts are designated by the same reference numbers and, as explanations, reference is made to the description of other embodiments or, accordingly, to other figures in order to avoid repetition.
На фиг. 1–3 изображена схематическая модель зубчатой передачи 10 в разных видах согласно представленному здесь описанию для пояснения принципа действия зубчатой передачи 10.In FIG. 1-3 are schematic representations of the
Со ссылкой на фиг. 1 и 2 ниже приводится описание одного примера конструкции зубчатой передачи 10. With reference to FIG. 1 and 2 below is a description of one example of the design of
Зубчатая передача 10 включает ведущее колесо 12, промежуточное зубчатое колесо 14 и ведомое колесо 16. Ведущее колесо 12 входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 14, которое, в свою очередь, входит в зацепление с ведомым колесом 16. Также возможно, чтобы в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 14 входило несколько ведомых колес 16.The
Ведущее колесо 12, промежуточное колесо 14 и ведомое колесо 16 вращаются на соответствующих болтах крепления. Болты крепления зубчатых колес 12, 14 и 16 крепятся, например, с помощью винтов 34 (см. фиг. 2) к картеру двигателя внутреннего сгорания.The
Ведущее колесо 12 установлено на болт крепления 18 (см. фиг. 2) с возможностью вращения. Ведущее колесо 12 может приводиться в движение, к примеру, коленчатым валом 20 (схематически изображен на фиг. 2) двигателя внутреннего сгорания транспортного средства. Транспортным средством может быть, например, транспортное средство хозяйственного назначения, в частности, автобус или грузовой автомобиль. Также возможно, чтобы ведущее колесо 12 приводилось в движение иным образом.The
Ведомое колесо 16 установлено на болт крепления 22 (см. фиг. 2) с возможностью вращения. Ведомое колесо 16 может быть предназначено, например, для приведения в действие вспомогательного агрегата 24 (схематически изображен на фиг. 2). В частности, вспомогательный агрегат 24 ввиду своего принципа функционирования и/или своей конфигурации имеет тенденцию к неравномерному вращению и крутильным колебаниям в форме перемены знака крутящего момента. The driven
Вспомогательным агрегатом 24 может быть, к примеру, масляный насос, гидравлический насос или воздушный компрессор. Обычно, например, воздушный компрессор (также называется воздушный нагнетатель) транспортного средства хозяйственного назначения имеет неравномерный момент ведомого вала с переменой знака, что обусловлено особенностями его конструкции. Воздушный компрессор может работать, например, по принципу плунжерного компрессора. Воздух всасывается через впускной клапан воздушного компрессора, сжимается в цилиндре компрессора его поршнем и выталкивается через выпускной клапан компрессора. Из-за особенностей конструкции часть сжатого воздуха после выталкивания остается в цилиндре. Этот оставшийся сжатый воздух расширяется после прохождения поршнем верхней мертвой точки и возвращает энергию через кинематику привода воздушного компрессора.The accessory 24 may be, for example, an oil pump, a hydraulic pump, or an air compressor. Typically, for example, an air compressor (also referred to as an air blower) of a utility vehicle has an uneven output shaft moment with a sign reversal due to its design. The air compressor can operate, for example, on the principle of a plunger compressor. Air is drawn in through the air compressor inlet valve, compressed in the compressor cylinder by its piston, and pushed out through the compressor outlet valve. Due to design features, part of the compressed air remains in the cylinder after being pushed out. This remaining compressed air expands after the piston has passed top dead center and returns energy through the air compressor drive kinematics.
Другие неравномерности вращения и крутильные колебания в зубчатой передаче 10 возникают, например, из-за неравномерности изменения крутящего момента коленчатого вала 20 двигателя внутреннего сгорания. Проще говоря, из-за комбинации силы воздействия газа в цилиндре и силы инерции кинематики крутящий момент неравномерно изменяется в диапазоне угла поворота коленчатого вала в 720°. Эти отдельные изменения в многоцилиндровых двигателях складываются в общее изменение с минимальными и максимальными значениями. Характеристика этого изменения крутящего момента зависит, например, от числа цилиндров, максимального давления цикла и особенностей сгорания.Other rotational irregularities and torsional vibrations in the
Если не принимать меры по снижению или компенсации бокового зазора в зубчатой передаче, то из-за перемены знака моментов привода и ведомого вала может происходить отрыв рабочих профилей зубьев зубчатых колес зубчатой передачи в пределах значения бокового зазора. В результате последующего соударения профилей зубьев возникают паразитные шумы и повышенный износ.If measures are not taken to reduce or compensate for the lateral clearance in the gear train, then due to a change in the sign of the moments of the drive and the driven shaft, the working profiles of the teeth of the gear wheels of the gear train may break off within the value of the lateral clearance. As a result of the subsequent collision of the tooth profiles, parasitic noises and increased wear occur.
Раскрываемое здесь изобретение компенсирует или уменьшает по меньшей мере боковой зазор между ведущим колесом 12 и промежуточным колесом 14, а также между промежуточным колесом 14 и ведомым колесом 16, так что предотвращаются или по меньшей мере снижаются повышенный износ и паразитный шум.The invention disclosed here compensates or reduces at least the side clearance between the
Для этого промежуточное зубчатое колесо 14 включает первую часть 26 и вторую часть 28. To do this, the
Первая часть 26 колеса установлена с возможностью вращения вокруг первой оси A (см. фиг. 2). Вторая часть 28 колеса установлена с возможностью вращения вокруг второй оси B (см. фиг. 2), расположенной параллельно и со смещением относительно первой оси A. The
На примере фиг. 2 показано, что вторая ось B второй части 28 колеса расположена со смещением в радиальном относительно первой оси A первой части 26 колеса направлении по отношению к первой оси A. В частности, вторая часть 28 колеса смещена вдоль стрелки C. Стрелка C продолжается вдоль биссектрисы угла. Биссектриса делит угол, образованный осью вращения ведущего колеса 12, первой осью A и осью вращения ведомого колеса 16. Биссектриса продолжается через первую ось A. Как подробно описано ниже, вторая часть 28 колеса расположена с таким смещением относительно первой части 26 колеса, что профили зубьев второй части 28 колеса контактируют с нерабочими профилями зубьев ведущего колеса 12 и ведомого колеса 16. В установленном состоянии центр вращения первой части 26 колеса (ось A) и центр вращения второй части 28 колеса (ось B) смещены в радиальном направлении на расстояние, соответствующее расстоянию от первой оси A до второй оси B. Благодаря этому между несколькими зубьями 36 первой части 26 колеса и несколькими зубьями 42 второй части 28 колеса создается смещение по окружности.On the example of Fig. 2 shows that the second axis B of the
На фиг. 2 показано, что первая часть 26 колеса установлена с возможностью вращения, в частности, вокруг первого болта 30 крепления промежуточного зубчатого колеса 14. Первый болт 30 крепления включает первую ось A, являющуюся центральной осью. При этом положение первой оси A и, тем самым, первой части 26 колеса зависит от рабочих начальных окружностей по классическому расчету зубьев между ведущим колесом 12, промежуточным колесом 14 и ведомым колесом 16. Вторая часть 28 колеса установлена, в частности, с возможностью вращения вокруг второго болта 32 крепления. Второй болт 32 крепления включает вторую ось B, являющуюся центральной осью. Первая часть 26 колеса выполнена с возможностью вращения относительно второй части 28 колеса.In FIG. 2 shows that the
Первый болт 30 и второй болт 32 могут крепиться друг к другу с помощью винтов 34. Также возможна, например, прессовая посадка между болтами 30, 32 крепления колес. Винты 34 могут крепить болты 18, 22, 30 и 32, например, к картеру двигателя внутреннего сгорания.The
По своей наружной окружности первая часть 26 колеса включает определенное количество зубьев 36, равномерно распределенных по этой наружной окружности. Эти Зубья 36 входят в зацепление с зубьями 38 ведущего колеса 12 и с зубьями 40 ведомого колеса 16. В обычном режиме работы ведущее колесо 12 вращается, например, против часовой стрелки в направлении D (см. фиг. 2 и 3). Ведущее колесо 12 приводит в движение промежуточное колесо 14. Промежуточное зубчатое колесо 14 вращается по часовой стрелке. При этом рабочие профили 38A зубьев 38 ведущего колеса 12 входят в зацепление с первыми рабочими профилями 36A зубьев 36 первой части 26 промежуточного колеса 14. Промежуточное колесо 14, в свою очередь, приводит в движение ведомое колесо 16. Ведомое колесо 16 вращается против часовой стрелки. При этом вторые рабочие профили 36B зубьев, противостоящие первым рабочим профилям 36A зубьев, первой части 26 промежуточного колеса 14 входят в зацепление с рабочими профилями 40A зубьев ведомого колеса 16. Вследствие особенностей монтажа и для обеспечения возможности свободного вращения зубчатых колес 12, 14 между нерабочими профилями 38B зубьев ведущего колеса 12, противостоящими рабочим профилям 38A зубьев, и вторыми рабочими профилями 36B зубьев первой части 26 промежуточного колеса 14 имеется боковой зазор. Точно также вследствие особенностей монтажа и для обеспечения возможности свободного вращения зубчатых колес 14, 16 между нерабочими профилями 40B зубьев ведомого колеса 16, противостоящими рабочим профилям 40A зубьев, и первыми рабочими профилями 36A зубьев первой части 26 промежуточного колеса 14 имеется боковой зазор. Этот боковой зазор может быть компенсирован или по меньшей мере значительно уменьшен второй частью 28 промежуточного колеса 14.Along its outer circumference, the
По своей наружной окружности вторая часть 28 колеса включает определенное количество зубьев 42, равномерно распределенных по этой наружной окружности. Вторая часть 28 колеса зажата между ведущим колесом 12, ведомым колесом 16 и вторым болтом 32 крепления так, что первые профили 42A зубьев 42 второй части 28 промежуточного колеса 14 входят в зацепление с нерабочими профилями 38B зубьев 38 ведущего колеса 12. Дополнительно вторые профили 42B зубьев 42 второй части 28 промежуточного колеса 14 входят в зацепление с нерабочими профилями 40B зубьев 40 ведомого колеса 16.On its outer circumference, the
Вторая часть 28 колеса включает упругий участок 44. Упругий участок 44 может быть выполнен, например, за счет продолговатых отверстий, продолжающихся, к примеру, в форме спирали вокруг второй оси B. Вторая часть 28 колеса может быть изготовлена, например, из пружинной стали. За счет наличия упругого участка 44 вторая часть 28 колеса выполнена с возможностью упругой деформации в радиальном направлении ко второй оси B.The
Как было подробно описано выше, центр вращения второй части 28 колеса расположен эксцентрично относительно центра вращения первой части 26 колеса. Дополнительно некоторые участки второй части 28 колеса могут, например, подвергаться упругой деформации. Образующееся из-за эксцентрического положения и упругости второй части 28 колеса усилие предварительного зажатия между второй частью 28 колеса, с одной стороны, и ведущим 12 и ведомым 16 колесами, с другой стороны, предотвращает отрыв рабочих профилей зубьев 12, 14 и 16. Благодаря этому исключаются нежелательные шумы и повышенный износ профилей зубьев. Иными словами, за счет эксцентрически смещенной второй части 28 колеса промежуточное колесо 14 может компенсировать эффекты бокового зазора на ведущем колесе 12 и ведомом колесе 16 при соответствующем конструктивном исполнении. Усилие предварительного зажатия обеспечивается упругостью второй части 28 колеса и эксцентрическим смещением центра вращения второй части 28 колеса относительно первой части 26 колеса и необходимо для предотвращения отрыва рабочих профилей зубьев. Величина предварительного зажатия второй части 28 колеса может быть реализована и отрегулирована за счет эксцентричности и/или упругости второй части 28 колеса. Определение этих параметров осуществляется в зависимости от величины боковых зазоров между входящими в зацепление колесами12, 14 и 16, а также от отрицательных долей передаваемого крутящего момента.As described in detail above, the center of rotation of the
Следует обратить внимание на то, что эксцентричность центра вращения второй части 28 колеса относительно центра вращения первой части 26 колеса (т. е. оси A и B параллельно смещены друг относительно друга) необходима для того, чтобы профили 42A зубьев второй части 28 колеса прилегали к нерабочим профилям 38B зубьев ведущего колеса 12 и одновременно профили 42B зубьев второй части 28 колеса прилегали к нерабочим профилям 40B зубьев ведомого колеса 16. Реализовать эту функцию с помощью второй части колеса, расположенной концентрично относительно первой части колеса было бы невозможно. В случае с зажатием в форме поворота по окружности второй части колеса, установленной концентрично относительно первой части колеса, только один из профилей зубьев второй части колеса прилегал бы к нерабочему профилю зуба ведущего колеса (или ведомого колеса). Другой профиль зуба второй части колеса, напротив, прилегал бы к рабочему профилю зуба ведомого колеса (или ведущего колеса) из-за смены профилей зубьев. It should be noted that the eccentricity of the center of rotation of the
Ниже на примере фиг. 4–6 описан один из примеров осуществления промежуточного колеса 14, основанный на модели зубчатой передачи 10, которая описана на примере фиг. 1–3.Below, in the example of Fig. 4-6, one embodiment of the
Промежуточное колесо 14 включает первую часть 26 колеса и вторую часть 28 колеса. Первая часть 26 колеса установлена с возможностью вращения на первом болте 30 крепления за счет первого вкладыша 46 подшипника. Вторая часть 28 колеса установлена с возможностью вращения на втором болте 32 крепления за счет второго вкладыша 48 подшипника. Первая часть 26 колеса и вторая часть 28 колеса выполнены с возможностью вращения друг относительно друга. Смещение зубьев 36 первой части 26 колеса и зубьев 42 второй части 28 колеса, а также эксцентрическое расположение центра вращения второй части 28 колеса относительно центра вращения первой части 26 колеса едва ли видны в примерах типичного применения, как в примере осуществления, показанном на фиг. 4–6.The
В данном примере осуществления изобретения первая часть 26 колеса является сплошной. Вторая часть 28 колеса образована пакетом из нескольких (в данном примере — из восьми) зубчатых пластин 50, расположенных друг рядом с другом. Толщина зубчатых пластин 50 может составлять, например, 1 мм. В осевом направлении зубчатые пластины 50 расположены в одну линию друг относительно друга. Зубчатые пластины 50 могут подвергаться упругой деформации в радиальном направлении относительно оси вращения второй части 28 колеса. Для обеспечения упругости зубчатых пластин 50 они включают определенное количество продолговатых отверстий 44. Продолговатые отверстия 44 продолжаются в форме кольца или спирали по окружности вокруг оси вращения второй части 28 колеса. В частности, зубчатые пластины 50 могут быть изготовлены из пружинной стали.In this exemplary embodiment of the invention, the
Промежуточное колесо 14 дополнительно включает регулировочную шайбу 52. Болты 30, 32 крепления могут быть закреплены с помощью нескольких винтов (не показаны) на картере двигателя внутреннего сгорания. Болты 30, 32 крепления могут быть прикреплены друг к другу с помощью прессовой посадки. Регулировочная шайба 52 может быть установлена прессовой посадкой на втором болте 32 крепления. В результате промежуточное колесо 14 может быть установлено как один элемент. Регулировочная шайба 52 является осевым упором для зубчатых пластин 50 и препятствует сгибанию зубчатых пластин 50.
Вкладыши 46, 48 могут быть выполнены в виде гидродинамических подшипников скольжения, к которым в процессе эксплуатации необходимо подавать достаточное количество смазочной среды. Смазочная среда может подаваться к вкладышам 46, 48 из центрального смазочного канала 54 в первом и втором болтах 30, 32 через радиальные каналы в болтах 30, 32. The
Данное изобретение не ограничивается предпочтительными примерами осуществления, которые были описаны выше. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также будет использована идея данного изобретения, и поэтому такие варианты будут входить в пределы правовой охраны. В частности, данное изобретение претендует на защиту предмета и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от отсылки к соответствующим пунктам формулы. В частности, признаки зависимых пунктов формулы изобретения также раскрываются независимо от всех признаков независимого пункта 1 и, к примеру, независимо от признаков касательно наличия и конфигурации первой части колеса и/или второй части колеса из независимого пункта 1.The present invention is not limited to the preferred embodiments that have been described above. Moreover, many variations and modifications are possible in which the idea of this invention will also be used, and therefore such variations will be within the scope of legal protection. In particular, the present invention claims to protect the subject matter and features of the dependent claims, regardless of reference to the respective claims. In particular, the features of the dependent claims are also disclosed independently of all the features of the independent claim 1 and, for example, regardless of the features regarding the presence and configuration of the first wheel part and/or the second wheel part from the independent claim 1.
Список номеров позицийPosition number list
10 Зубчатая передача10 Gear
12 Ведущее зубчатое колесо12 Drive gear
14 Промежуточное зубчатое колесо14 Intermediate gear
16 Ведомое зубчатое колесо16 Driven gear
18 Болт крепления зубчатого колеса18 Gear bolt
20 Коленчатый вал20 Crankshaft
22 Болт крепления зубчатого колеса22 Gear bolt
24 Вспомогательный агрегат24 Auxiliary unit
26 Первая часть зубчатого колеса26 First gear part
28 Вторая часть зубчатого колеса28 Second gear part
30 Первый болт крепления зубчатого колеса30 First gear bolt
32 Второй болт крепления зубчатого колеса32 Second gear bolt
34 Винт34 Screw
36 Зубья36 teeth
36A Первый рабочий профиль зуба36A First working tooth profile
36B Второй рабочий профиль зуба36B Second working tooth profile
38 Зубья38 teeth
38A Рабочий профиль зуба38A Working tooth profile
38B Нерабочий профиль зуба38B Non-working tooth profile
40 Зубья40 teeth
40A Рабочий профиль зуба40A Working tooth profile
40B Нерабочий профиль зуба40B Non-working tooth profile
42 Зубья42 teeth
42A Первый профиль зуба42A First tooth profile
42B Второй профиль зуба42B Second tooth profile
44 Упругий участок (продолговатые отверстия)44 Elastic section (oblong holes)
46 Первый вкладыш подшипника46 First bearing shell
48 Второй вкладыш подшипника48 Second bearing shell
50 Зубчатая пластина50 Serrated plate
52 Регулировочная шайба52 Adjusting washer
54 Смазочный канал54 Lubrication channel
A Первая осьA First axle
B Вторая осьB Second axis
C Стрелка вдоль биссектрисыC Arrow along the bisector
D Направление вращенияD Direction of rotation
Claims (30)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017126205.9A DE102017126205A1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | Gear, in particular intermediate, for a gear drive |
| DE102017126205.9 | 2017-11-09 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018139318A RU2018139318A (en) | 2020-05-12 |
| RU2018139318A3 RU2018139318A3 (en) | 2022-04-29 |
| RU2780893C2 true RU2780893C2 (en) | 2022-10-04 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU521419A1 (en) * | 1974-08-13 | 1976-07-15 | Предприятие П/Я Р-6476 | Device to eliminate the gap in the mesh |
| DE20102749U1 (en) * | 2001-02-16 | 2002-06-27 | Joh. Winklhofer & Söhne GmbH und Co KG, 81369 München | Toothed wheel |
| DE102009015947B4 (en) * | 2009-03-27 | 2013-06-27 | Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg | Rattle-free component pairing |
| RU2492079C2 (en) * | 2008-05-30 | 2013-09-10 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Нутцфарцойге Гмбх | Compressor system and method of its operation |
| DE102009055214B4 (en) * | 2009-12-22 | 2016-03-17 | Fev Gmbh | Tooth clearance adjustment with gears |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU521419A1 (en) * | 1974-08-13 | 1976-07-15 | Предприятие П/Я Р-6476 | Device to eliminate the gap in the mesh |
| DE20102749U1 (en) * | 2001-02-16 | 2002-06-27 | Joh. Winklhofer & Söhne GmbH und Co KG, 81369 München | Toothed wheel |
| RU2492079C2 (en) * | 2008-05-30 | 2013-09-10 | Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Нутцфарцойге Гмбх | Compressor system and method of its operation |
| DE102009015947B4 (en) * | 2009-03-27 | 2013-06-27 | Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg | Rattle-free component pairing |
| DE102009055214B4 (en) * | 2009-12-22 | 2016-03-17 | Fev Gmbh | Tooth clearance adjustment with gears |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9010209B2 (en) | Scissors gear assembly | |
| US8662038B2 (en) | Traction mechanism drive with a compensating device for vibration reduction | |
| EP3436721B1 (en) | Gear backlash control for an opposed-piston engine | |
| EP2198183B1 (en) | Torsion damping mechanism for a supercharger | |
| US10578011B2 (en) | Motive-power transmission device for supercharger | |
| JPH01244116A (en) | Auxiliary drive for air compressor of internal combustion engine | |
| US10900551B2 (en) | Harmonic drive | |
| CN114576333A (en) | Elastic gear of harmonic drive mechanism | |
| CN109882568B (en) | Gear, gear drive and motor vehicle | |
| US8915162B2 (en) | Compliant gear assembly having variable spring force | |
| US6637389B2 (en) | Electrically driven device for angular adjustment of a shaft relative to its drive | |
| JP3522645B2 (en) | Gear assembly, gear train assembly and assembling method thereof | |
| US20090223469A1 (en) | Balance shaft drive system | |
| RU2780893C2 (en) | Gear wheel, in particular intermediate gear wheel, for gear transmission | |
| NL2020399B1 (en) | Scissor gear assembly and internal combustion engine provided with the scissor gear assembly | |
| US4974557A (en) | Auxiliary drive arrangement of an internal combustion engine for an air compressor | |
| JP4984093B2 (en) | Power transmission mechanism | |
| EP3168156B1 (en) | Aircraft propeller drive system | |
| SU1709921A3 (en) | Auxiliary drive of internal combustion engine for air compressor | |
| CN112867854A (en) | Hub-hub connection for a power unit | |
| KR20090005578A (en) | Power Transmission Gears for Automotive Air Compressors | |
| CN110821593B (en) | Gear train for internal combustion engine system | |
| DE102013205443B4 (en) | Machine housing with a bearing for a first shaft of a gear transmission | |
| CA2195886C (en) | Multicylinder boxer crankshaft assembly | |
| JPS6235169A (en) | Backlash reducing device for gear transmission system |