Результат интеллектуальной деятельности: ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к деталям машин и может быть использовано в тяжелонагруженных крупномодульных зубчатых передачах, работающих в режимах ударного нагружения и смазываемых пластичными смазочными материалами.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил.», стр. 96, рис. 8.2, а.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья при работе колеса в передаче в режиме нагружения подвержены изгибающим нагрузкам, способным привести к излому зубьев.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2545361, кл. F16H 55/08, опубл. 27.03.2015 г., Бюл. №9. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, а наружный диаметр накладок равен диаметру начальной (делительной) окружности колеса. Кольцевые накладки, связывающие между собой зубья колеса, повышают их взаимную жесткость и изгибную прочность.

Недостаток прототипа состоит в том, что силовые кольцевые накладки имеют диаметр своей наружной окружности меньший, чем диаметр окружности вершин зубчатого венца. Поэтому при смазывании зубьев колеса пластичным смазочным материалом этот смазочный материал, вытесняемый с боковых (рабочих) поверхностей зубьев, будет выдавливаться зубьями сопряженного колеса за пределы зацепления, ограниченного накладками - на участки торцов зубьев, не перекрытые накладками, а также на поверхности наружного периметра накладок и на наружные поверхности накладок. При этом этот вытесненный смазочный материал исключается из процесса смазывания зубьев, что ухудшает режим смазывания и приводит к перерасходу смазочного материала. Это ухудшает режим смазывания зубчатого колеса.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания зубчатого колеса.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых кольцевых накладок с наружным диаметром, меньшим диаметра окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Участки зубчатого венца, не перекрытые силовыми кольцевыми накладками, перекрыты плоскими резиновыми кольцами с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца, и укрепленными на торцах зубьев и по наружному периметру силовых кольцевых накладок, для чего последние снабжены кольцевыми выступами, расположенными по их наружному периметру и охватывающими резиновые кольца снаружи по их внутреннему периметру.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1), тот же фрагмент - вид сбоку в разрезе (фиг. 2).

На чертеже показаны: тело 1, зубчатый венец с зубьями 2, силовые накладки 3 и 4, резиновые кольца 5 и 6, окружность вершин Д_в зубчатого венца, окружность Д_о оснований зубьев, высота h зубьев, внутренний диаметр Д_вн накладок, наружный диаметр Д_н накладок, ширина а накладок, ширина а ₁ перекрытия накладками торцов тела, ширина а ₂ перекрытия накладками торцов зубьев, высота а ₃ кольцевых выступов на накладках, толщина C₁ накладок, толщина С₂ резиновых колец, ширина a ₄ резиновых колец.

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 высотой h и пару силовых кольцевых накладок 3 и 4 шириной а и толщиной С₁, с наружным диаметром Д_н, меньшим диаметра Д_в окружности вершин зубчатого венца, и внутренним диаметром Д_вн, меньшим диаметра Д_о окружности оснований зубьев. Накладки укреплены на торцах тела, с шириной их перекрытия - а ₁, и на торцах зубьев, шириной их перекрытия - а ₂. По внешнему периметру накладки имеют кольцевые выступы высотой a ₃. Участки зубчатого венца, не перекрытые силовыми кольцевыми накладками 3 и 4, перекрыты резиновыми кольцами 5 и 6, имеющими наружный диаметр, равный диаметру Д_в окружности вершин зубчатого венца. Ширина резиновых колец - а ₄, их толщина - С₂. Эти кольца крепятся (например, наклеиванием) на торцах зубьев и фиксируются в кольцевых выступах силовых накладок (3 и 4) высотой а ₃.

При работе колеса силовые кольцевые накладки 3 и 4, связывающие между собой зубья 2 и тело 1 колеса, повышают жесткость и их изгибную прочность. Резиновые кольца 5 и 6, перекрывающие торцевые участки зубчатого венца, не перекрытые силовыми накладками 3 и 4, локализуют зоны зацепления зубьев парных зубчатых колес и не позволяют пластичному смазочному материалу, вытесняемому с боковых (рабочих) поверхностей зубьев, попадать за пределы зон зацепления зубьев. Это снижает расход смазочного материала и повышает качество смазывания колеса. Выполнение кольцевых накладок 5 и 6 не жесткими, а из резины, позволяет этим накладкам, в случае ударных нагружений зубьев (особенно высоких зубьев) задать этим зубьям оптимальную жесткость и демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья, в частности, на их головки.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет локализовать зоны зацепления зубьев парных колес и предотвращать вытеснение пластичного смазочного материала из этой зоны. Это оптимизирует процесс смазывания зубчатого колеса и повышает его качество. А выполнение дополнительных накладок из резины позволяет оптимизировать жесткость зубьев при их ударном нагружении и обеспечить надежность работы колеса в целом.