ЗУБЧАТЫЙ ПОДШИПНИК

Название	ЗУБЧАТЫЙ ПОДШИПНИК
Разработчик (Авторы)	Волков Глеб Юрьевич, Курасов Дмитрий Алексеевич
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2345255
Дата регистрации	10.04.2007
Правообладатель	Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курганский государственный университет
Область применения (класс МПК)	F16C 19/22 (2006.01) F16C 33/34 (2006.01) F16C 33/58 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к машиностроению, а именно к подшипниковым узлам передаточных механизмов.

Известны радиальные бессепараторные зубчатые подшипники (например, А.с.188231 СССР), содержащие внутреннее и наружное кольца с находящимися между ними роликовыми телами качения. При этом кольца и тела качения снабжены зубчатыми венцами с винтовыми каналовыми выпукло-вогнутыми рабочими поверхностями зубьев. В том числе известен шевронный вариант зубчатого подшипника. Недостаток таких зубчатых подшипников - сложность получения каналовой винтовой поверхности зубьев на внутреннем венце наружного кольца.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является зубчатый подшипник (А.с.1548545 СССР), содержащий внутреннее и наружное кольца с находящимися между ними телами качения. При этом внутреннее кольцо снабжено зубчатым венцом с винтовыми каналовыми вогнутыми рабочими поверхностями зубьев. Ролики имеют выпуклые рабочие поверхности зубьев, а наружное кольцо снабжено вставными элементами, содержащими зубья с винтовыми каналовыми вогнутыми рабочими поверхностями. Вставные элементы связаны с наружным кольцом с помощью соединения типа ласточкин хвост. Недостатком данной конструкции является то, что применение вставных элементов приводит к увеличению сложности изготовления наружного кольца, так как возникает необходимость дополнительной обработки опорных поверхностей для присоединения вставных элементов и сами вставные элементы сложны в изготовлении.

Для устранения этих недостатков в зубчатом подшипнике, содержащем внутреннее кольцо, снабженное зубчатым венцом с внешними зубьями, имеющими выпуклые винтовые каналовые рабочие поверхности, тела качения с соответствующими внутреннему кольцу вогнутыми винтовыми каналовыми рабочими поверхностями зубьев, наружное кольцо, состоящее из обоймы и закрепленных на ее внутренней поверхности вставных элементов, несущих рабочие поверхности зубьев, вставные элементы наружного кольца выполнены в виде стержней кругового сечения, оси которых расположены по теоретической винтовой линии каналового зуба.

Применение вставных стержневых элементов в данном подшипнике позволяет облегчить обработку наиболее нетехнологичного элемента - наружного кольца с внутренними зубьями. Вставной стержневой элемент изготавливают путем гибки заранее обработанного по диаметру прутка.

Для точного совпадения рабочей поверхности вставного элемента с теоретической винтовой каналовой поверхностью зуба его ось выполнена по соответствующей винтовой линии.

Для дополнительного упрощения изготовления вставного элемента ось стержня может быть выполнена по дуге окружности.

Для закрепления вставных элементов на обойме наружного кольца применяются неразъемные соединения: пайка, сварка, клей.

Для дополнительной фиксации вставных элементов наружного кольца обойма может быть выполнена в виде набора пластин с выемками на внутренней стороне.

Для дополнительного расширения функциональных возможностей зубчатого подшипника его тела качения имеют разные диаметры, а оси внутреннего и наружного колец смещены относительно друг друга.

В эксцентриковом варианте зубчатый подшипник выполняет функции опоры качения, эксцентрика и редуктора одновременно, что значительно упрощает конструкцию привода. При этом в отличие от фрикционных подшипников он имеет значительно больший эксцентриситет и обладает постоянным передаточным отношением.

На фиг.1 показан предлагаемый зубчатый подшипник; на фиг.2 - его разрез по А-А, на фиг.3 и фиг.4 показаны варианты крепления вставных элементов наружного кольца.

Зубчатый подшипник, изображенный на фиг.1, 2 и 3, содержит внутреннее кольцо 1, снабженное шевронным зубчатым венцом с внешними зубьями, имеющими выпуклые винтовые каналовые рабочие поверхности, тела качения 2 с соответствующими внутреннему кольцу вогнутыми винтовыми каналовыми рабочими поверхностями зубьев, наружное кольцо 3, состоящее из обоймы 4 и закрепленных на ее внутренней поверхности вставных элементов 5. Тела качения 2 состоят из двух косозубых зубчатых колес, соединенных между собой осями 6 с помощью гаек 7. Вставные элементы 5 наружного кольца 3 изготовлены в виде стержней кругового сечения, оси 8 которых расположены по теоретической винтовой линии каналового зуба. Вставные элементы 5 кругового сечения закреплены на обойме 4 наружного кольца 3 с помощью неразъемного соединения, например пайки 9 (фиг.3). Такой способ закрепления вставного элемента является наиболее простым.

Обойма 4 наружного кольца 3 (фиг.4) может состоять из набора пластин 10 с выемками для стержневых элементов, смещенных относительно друг друга в окружном направлении и соединенных между собой, например, заклепками. При этом крайние пластины имеют буртики 11 для фиксации стержневых элементов 5.

При работе подшипника тела качения 2 и кольца 1, 3 находятся в строгой кинематической связи друг с другом. Эта взаимосвязь не нарушается и в ненагруженной зоне подшипника.

Применение зубчатых подшипников в машиностроении затруднено сложностью его изготовления. Предлагаемый вариант зубчатого подшипника позволяет упростить изготовление его наиболее нетехнологичного элемента - наружного кольца с внутренним зубом. Это делает реальным изготовление и широкое применение зубчатых подшипников в машиностроении. В концентрическом варианте исполнения предложенный зубчатый подшипник качения может быть использован для установки звеньев, совершающих внецентренное высокоскоростное вращение, например сателлитов планетарных авиационных редукторов. В эксцентриковом варианте исполнения зубчатый подшипник может применяться в приводах насосов, в различных механизмах сельскохозяйственной техники, а также в любых других механизмах для получения возвратно-поступательного движения.

Формула изобретения

1. Зубчатый подшипник, содержащий внутреннее кольцо, снабженное зубчатым венцом с внешними зубьями, имеющими выпуклые винтовые каналовые рабочие поверхности, тела качения с соответствующими внутреннему кольцу вогнутыми винтовыми каналовыми рабочими поверхностями зубьев, наружное кольцо, состоящее из обоймы и закрепленных на ее внутренней поверхности вставных элементов, несущих рабочие поверхности зубьев, отличающийся тем, что вставные элементы наружного кольца изготовлены в виде стержней кругового сечения, оси которых расположены по теоретической винтовой линии каналового зуба.

2. Зубчатый подшипник по п.1, отличающийся тем, что вставной стержневой элемент кругового сечения выполнен с осью, изогнутой по винтовой линии, совпадающей с осью теоретической винтовой каналовой поверхности внутреннего зуба наружного кольца.

3. Зубчатый подшипник по п.1, отличающийся тем, что вставной стержневой элемент кругового сечения выполнен с осью, изогнутой по дуге окружности, максимально приближенной к теоретической винтовой линии оси каналовой поверхности внутреннего зуба наружного кольца.

4. Зубчатый подшипник по п.1, отличающийся тем, что вставные стержневые элементы кругового сечения закреплены на обойме наружного кольца с помощью неразъемного соединения: пайки, сварки, клея.

5. Зубчатый подшипник по п.1, отличающийся тем, что обойма наружного кольца выполнена в виде набора пластин с выемками для стержневых элементов кругового сечения.

6. Зубчатый подшипник по п.1, отличающийся тем, что тела качения имеют разные диаметры, а оси наружного и внутреннего колец смещены относительно друг друга.

Изобретение "ЗУБЧАТЫЙ ПОДШИПНИК" (Волков Глеб Юрьевич, Курасов Дмитрий Алексеевич) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога