Результат интеллектуальной деятельности: ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами.

Известно зубчатое колесо, содержащее тело со ступицей и зубчатый венец с зубьями, изготовленными из одной заготовки (см., например, Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил., стр. 44).

Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при его изготовлении из цельной заготовки, на изготовление тела со ступицей, используется тот же самый материал, что и на изготовление зубчатого венца - самого ответственного элемента зубчатого колеса, подвергающегося изнашиванию в процессе работы колеса, и требующего изготовление его из износостойкого материала.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2548446, кл. F16H 55/12, опубл. 20.04.2015 г., бюл. №11. Зубчатое колесо состоит из тела в виде диска со ступицей и зубчатого венца; причем наружный диаметр диска равен окружности вершин зубчатого венца; зубчатый венец выполнен в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца, наружный профиль кольца соответствует профилю зубчатого венца, расчетного для данного колеса; кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на втором торце кольца укреплено плоское кольцо, наружный и внутренний диаметры которого равны соответствующим диаметрам профильного кольца.

Недостаток прототипа состоит в том, что при работе колеса со смазыванием пластичным смазочным материалом этот смазочный материал вытесняется из зоны трения - с боковых (рабочих) поверхностей зубьев сопряженными зубьями парного колеса передачи. При этом смазочный материал перемещается на внутренние поверхности торцов диска и плоского кольца, вершины зубьев, окружные поверхности диска и плоского кольца и на наружные торцевые поверхности диска и кольца. Удаление смазочного материала из зоны трения ухудшает режим смазывания боковых (рабочих) поверхностей зубьев колеса и интенсифицирует процессы их изнашивания.

Изобретением решается задача повышения качества смазывания боковых (рабочих) поверхностей зубьев колеса.

Для этого зубчатое колесо состоит из ступицы, тела в виде диска и зубчатого венца. Зубчатый венец выполнен в виде профильного кольца из полосы, наружный профиль и наружный диаметр которого соответствуют профилю и диаметру окружности вершин, расчетным для зубчатого венца данного колеса; профильное кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на втором торце профильного кольца укреплено плоское кольцо с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру профильного кольца, и с наружным диаметром, не меньшим, чем диаметр окружности вершин зубчатого венца; причем наружные диаметры диска и плоского кольца превышают наружный диаметр профильного кольца; а толщина диска с наружного его торца, по всей его окружности, на участках с радиусом, превышающим радиус вершин зубчатого венца, уменьшена до величины, не превышающей величины толщины плоского кольца.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо (вид с торца) - фиг. 1, то же (вид сбоку) - фиг. 2.

На чертеже показаны: ступица 1, диск 2 тела, зубчатый венец (профильное кольцо из полосы) 3, зубья 4 зубчатого венца, боковые (рабочие) поверхности 5 и 6 зубьев (4), плоское кольцо 7; ширина В зубчатого венца; толщина с полосы профильного кольца (зубчатого венца 3); диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца (наружный диаметр профильного кольца); радиус R_вп окружности впадин зубчатого венца; радиус R внутренней окружности профильного кольца; ширина (общая) В зубчатого венца (профильного кольца) 3; наружный диаметр Д_н (радиус R_н) диска 1 и плоского кольца 7; разница h между наружными радиусами R_н диска 1 (и кольца 7) и наружным радиусом (радиусом вершин зубчатого венца) R_в профильного кольца; толщина в_к плоского кольца (7); полная толщина в_д диска (1); уменьшенная толщина в диска (1).

Зубчатое колесо состоит из ступицы 1, тела в виде диска 2, и зубчатого венца 3, выполненного в виде профильного кольца из полосы толщиной с, с образованием зубьев 4 с боковыми (рабочими) поверхностями 5 и 6. Одним своим торцом профильное кольцо укреплено на торце диска 2, а на втором торце профильного кольца укреплено плоское кольцо 7. Профильное кольцо имеет внутренний диаметр R, наружный его диаметр равен диаметру окружности вершин Д_в расчетного зубчатого венца с радиусом окружности впадин R_вп. Наружные радиусы диска 1 и плоского кольца 7 выполнены большего радиуса (величиной R_н), чем радиус вершин R_в зубчатого венца колеса - на величину h. А толщина диска 1 с наружного его торца, по всей его окружности, на участках с радиусом, превышающим радиус вершин R_в зубчатого венца (на участке длиной R_н-R_в=h), уменьшена до величины в, не превышающей величину толщины в_к плоского кольца 7.

При работе зубчатого колеса со смазыванием пластичным смазочным материалом, этот смазочный материал в процессе зацепления зубьев колеса с зубьями парного колеса передачи, вытесняется этими зубьями с боковых (рабочих) поверхностей 5 и 6 зубьев 4 колеса. Превышение (h) наружных радиусов диска 1 и плоского кольца 7 над радиусом окружности вершин R_в зубчатого венца позволяет локализовать зону трения сопряженных зубьев парных колес передачи и предотвратить вытеснение пластичного смазочного материала из этой зоны. А выполнение толщины диска 1 уменьшенной (с величины с до величины в) на части поверхности диска 1 позволяет снизить расход материала, идущего на изготовление этого диска и зубчатого колеса в целом.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет предотвратить вытеснение пластичного смазочного материала из зоны трения сопряженных зубьев парных колес передачи, и тем самым повысить качество смазывания зубьев колеса; а выполнение част диска (тела) колеса меньшей толщины, позволяет снизить расход материала, идущего на изготовление диска и плоского кольца увеличенного диаметра.