Результат интеллектуальной деятельности: ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано в нереверсивных зубчатых передачах, работающих со смазыванием жидкими смазочными материалами методом погружения.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Заплетохин В.А. Конструирование деталей механических устройств: Справочник. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 660 с.: ил.», стр. 456, рис. 4.15.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при смазывании его жидким смазочным материалом методом погружения, когда смазочный материал подается в зону зацепления с парным зубчатым колесом передачи зубьями этого колеса, погруженными периодически при вращении колеса в масляную ванны с жидким смазочным материалом, этот смазочный материал, захваченный из ванны зубьями колеса, при перемещении его в зону зацепления стекает с зубьев, поэтому смазочный слой в зону зацепления парных колес может быть недостаточным для качественного смазывания трущихся поверхностей зубьев колес.Это интенсифицирует процесс их изнашивания, что может привести к выходу колес передачи из строя.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса нереверсивной передачи по патенту на изобретение РФ №2527647, кл. F16H 55/12, опубл. 10.09.2014 г., Бюл. №25. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела колеса, прилегающих к его зубчатому венцу; причем каждый зуб зубчатого венца выполнен в виде половины расчетного зуба для данного колеса, расположенной со стороны рабочей боковой поверхности зуба.

Недостатки прототипа те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания сопряженных зубчатых колес передачи, смазываемых методом погружения одного из этих колес в масляную ванну с жидким смазочным материалом.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями, пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу; каждый зуб зубчатого венца выполнен в виде половины расчетного зуба для данного колеса, расположенной со стороны боковой поверхности зуба участвующей в зацеплении, и пары кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Причем отсутствующая половины профиля каждого зуба образована изогнутой пластиной, наружная поверхность которой идентична этой отсутствующей половине профиля; а участок пластины, образующий нерабочий участок боковой поверхности, вырезан с образованием сквозного по всей ширине зуба.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1) и сечения фрагмента зубчатого колеса - вид сбоку (фиг. 2, 3, 4).

На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса; кольцевые накладки 2 и 3; окружность 4 вершин зубчатого венца; внутренняя окружность 5 кольцевых накладок; окружность 6 оснований зубчатого венца; первая половина 7 зуба; боковая поверхность 8 зуба, участвующая в зацеплении; вершина 9 зуба, боковая поверхность 10 первой половины зуба; изогнутая пластина 11; неработающая боковая поверхность 12 зуба; сквозное окно 13; высота h зуба; высота (h_p) рабочего участка боковой поверхности зуба; нерабочий участок с боковой поверхности зуба; направление вращения ω колеса.

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок 2 и 3, наружный диаметр которых равен диаметру окружности 4 вершин зубчатого венца, а их внутренняя окружность 5 имеет меньший диаметр, чем диаметр окружности 6 оснований зубчатого венца. Кольцевые накладки укреплены на торцах зубьев и участках торцов тела (1), прилегающих к зубчатому венцу. Каждый зуб зубчатого венца, высотой h, выполнен из двух половин. Первая половина 7 идентична половине расчетного зуба для данного колеса, она расположена со стороны боковой поверхности 8 зуба, участвующей в зацеплении колеса в передаче. Эта половина образует и половину вершины 9 зуба. Вторая боковая сторона этой половины зуба выполнена в виде плоскости 10. Вторая половина зуба выполнена из изогнутой пластины 11, профиль наружной поверхности 12 которой идентичен профилю расчетного зуба колеса. Пластина (11) образует профиль рабочего участка (размером h_p) боковой поверхности зуба, а нерабочий участок этой поверхности (размером с) вырезан с образованием сквозного окна 13.

При работе колеса в передаче со смазыванием его (и парного с ним зубчатого колеса) жидким смазочным материалом методом погружения этого колеса в масляную ванну, каждый зуб колеса - при его погружении в масляную ванну - захватывает смазочный материал, который поступает в полость зуба через сквозное окно 13 (зуб при этом ориентирован своей вершиной вниз относительно вертикали). При дальнейшем проворачивании (ω) колеса захваченный смазочный материал транспортируется в сторону зоны зацепления колеса с парным колесом передачи (подводя смазочный материал к верху зоны зацепления - на фиг. 1 показан зуб в верхнем положении относительно колеса и в верхнем положении относительно зоны зацепления парных колес, до входа зуба в зацепление). При проворачивании колеса смазочный материал выливается постепенно из полости зуба - через окно 13 - и поступает в области впадин между зубьями - поверхностью 8 опережающего зуба, поверхностью 12 отстающего зуба и двумя внутренними поверхностями кольцевых накладок 2 и 3; эти области образуют масляные ванны в зубчатом венце. При дальнейшем переворачивании колеса этот смазочный материал омывает поверхности 8 опережающих зубьев, которые участвуют в зацеплении с парным зубчатым колесом, омывая в том числе участки поверхностей 8, прилегающие к вершинам зубьев, переливаясь через вершины и омывая также сверху и зону зацепления. Данная конструкция зубчатого колеса применима для тихоходной ступени передачи с колесом большого диаметра, погружаемого в масляную ванну.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет осуществлять - при вращении колеса в масляной ванне и периодическом погружении в нее зубьев колеса - захватывание смазочного материала в достаточном для обеспечения требуемого качества смазывания количестве (и переносить его в зону смазывания). Это позволяет снизить интенсивность изнашивания трущихся зубьев парных зубчатых колес и повысить долговечность этих колес и передачи в целом.