Результат интеллектуальной деятельности: ВАЛ - ШЕСТЕРНЯ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с валами-шестернями, шестерни которых коррегированы и смазываются пластичными смазочными материалами.

Известна конструкция вала-шестерни с коррегированной (врезной) шестерней, зубья которой нарезаны в теле вала, а диаметр окружности оснований зубьев шестерни **** диаметра тела вала (см., например, «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машинострит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 416 с, ил.», стр. 51, рис. 5.15, б).

Недостаток данной конструкции вала-шестерни состоит в том, что при смазывании зубьев шестерни пластичным смазочным материалом, этот смазочный материал вытесняется с боковых (рабочих) поверхностей зубьев шестерни - в стороны их торцов. При этом смазочный материал попадает в зоны вырезов в теле вала вала-шестерни, расположенные со стороны торцов зубьев шестерни и образованные в процессе нарезания зубьев шестерни фрезой - при ее входе в зону нарезания зубьев и выходе из этой зоны. Смазочный материал, попавший в эти вырезы, исключается из процесса смазывания зубьев шестерни, он накапливается в вырезах, заполняя их, и является аккумулятором различных загрязнений из окружающей среды. Это ухудшает процесс смазывания зубьев шестерни и способствует перерасходу смазочного материала.

В качестве прототипа взята конструкция вала-шестерни с коррегированной (врезной) шестерней, зубья которой нарезаны в теле вала (см. «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с, ил.», стр. 121, рис. 7.9, б).

Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции вала-шестерни и повышения качества ее смазывания.

Для этого вал-шестерня содержит вал, в теле которого нарезаны зубья шестерни. Объемы тела, вырезанные в нем на участках входа и выхода нарезающей фрезы, замещены вставками, укрепленными в этих вырезах; причем ширина зубьев шестерни увеличена на размеры необходимых зазоров между вставками и торцами зубьев сопряженного с валом-шестерней парного колеса; вырезы смещены по оси вала в стороны от торцов зубьев шестерни на величину этих зазоров; а по окружности тела вала, на расстоянии от торцов зубьев шестерни, равном величине вышеуказанных зазоров, укреплена пара колец, соосных валу, внутренний диаметр которых равен диаметру вала, а наружный диаметр соизмерим с диаметром окружности вершин зубьев шестерни.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена вал-шестерня (вид сбоку).

На чертеже показаны: вал 1, шестерня с зубьями 2, диаметр d_БП вала, диаметр d_a окружности вершин зубьев шестерни, диаметр d_f окружности оснований зубьев шестерни, участки l входа и выхода нарезающей фрезы, расчетная ширина В_р зубьев шестерни, зазоры Δ, фактическая ширина В_ф зубьев шестерни, вставки 3, кольца 4, наружный диаметр Д_н колец (4).

Вал-шестерня содержит вал 1, по окружности тела которого нарезаны зубья 2 шестерни. Диаметр вала - d_БП, диаметр окружности вершин зубьев шестерни - d_a, диаметр окружности оснований зубьев шестерни - d_f. Со стороны торцов зубьев 2 шестерни расположены участки входа и выхода нарезающего инструмента (фрезы) - вырезы длиной l, параметры которых определяются параметрами фрезы. Объемы материала тела вала, вырезанные фрезой (на участках l) замещены вставками 3, укрепленными в этих вырезах; вставки могут быть изготовлены, например, из пластмассы. Расчетная ширина В_р зубьев шестерни увеличена на величину зазоров Δ, необходимых для предотвращения заклинивания между торцами вставок 3 и торцами зубьев парного колеса, сопряженного с шестерней (не показано) - до размера В_ф. Участки вырезов (длиной l) смещены от торцов зубьев шестерни по оси вала на величину зазоров Δ. А по окружности тела 1 вала, на расстоянии от торцов зубьев 2 шестерни, равном величине зазоров Δ, укреплена пара колец 4, соосных валу 1, внутренний диаметр которых равен диаметру вала, а наружный диаметр соизмерим с диаметром окружности вершин зубьев шестерни.

При работе вала-шестерни со смазыванием ее шестерни пластичным смазочным материалом, этот материал, вытесняемый с боковых (рабочих) поверхностей зубьев 2 шестерни, попадает на цилиндрические поверхности, расположенные со стороны торцов этих зубьев - поверхности тела вала 1 и фрагменты цилиндрических поверхностей вставок 3 (а не в углубления вырезов). С этих цилиндрических поверхностей сбор вытесняемого смазочного материала, с целью возврата его обратно в зону смазывания зубьев шестерни, значительно упрощен. А наличие колец 4, локализующих зону смазывания зубьев 2 шестерни, не позволяет вытесненному смазочному материалу попадать на поверхность вала 1 и поверхности вставок.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция вала-шестерни предотвращает попадание пластичного смазочного материала в вырезы, образованные на участках входа и выхода нарезающей фрезы при нарезании ею зубьев шестерни, откуда извлечение попавшего в них смазочного материала весьма затруднено. А смазочный материал, вытесненный с боковых поверхностей зубьев на поверхности вала и поверхности вставок может быть достаточно легко собран и вновь использован для смазывания зубьев шестерни. Наличие колец, ограничивающих зону вытеснения смазочного материала, локализует зону вытеснения вблизи смазываемых зубьев шестерни. Это повышает качество смазывания шестерни.