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 и зубчатый венец с зубьями, см. «Березовский Ю.Н. и др. Детали машин: Учебник для машиностроительных техникумов / Ю.Н. Березовский, Д.В. Чернилевский, М.С. Петров; под ред. Н.А. Бородина. - М.: Машиностроение, 1983. - 384 с., сл.», стр. 60, рис. 4.1, а.

Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что при работе колеса в зацеплении с парным колесом передачи пластичный смазочный материал, нанесенный на боковые (трущиеся) поверхности зубьев колеса, вытесняется с этих поверхностей на торцы колеса. Вытесненный смазочный материал исключается из процесса смазывания зубьев, что интенсифицирует процесс изнашивания трущихся поверхностей зубьев.

В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по АС СССР №1618972, кл. F16H 57/04, опубл. 07.01.91 г., бюл. №1. Зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару торцевых накладок, укрепленных без зазора на теле колеса, и с зазорами относительно торцов зубьев; эти зазоры необходимы для предотвращения заклинивания зубьев сопряженного зубчатого колеса между внутренними торцами накладок. При работе колеса в зацеплении с другим колесом пластичный смазочный материал, вытесняемый с боковых (рабочих) поверхностей зубьев, удерживается в смазочных карманах, образованных внутренними поверхностями накладок и поверхностями зубчатого венца; он не вытесняется на торцевые поверхности колеса, а остается в зоне зацепления зубчатого венца. Будучи локализованным в зоне зацепления смазочный материал мигрирует на боковые (трущиеся) поверхности зубьев в силу своих адгезионных свойств.

Недостаток прототипа состоит в том, что наличие зазоров между торцевыми накладками и торцами зубьев колеса способствует попаданию в эти зазоры смазочного материала, а возврат этого смазочного материала обратно на боковые поверхности зубьев, откуда он был вытеснен, затруднен, особенно при большой толщине зубьев. Накапливающийся в областях торцов зубьев смазочный материал выпадает из процесса смазывания зубьев колеса; это способствует интенсификации процессов изнашивания боковых (рабочих) поверхностей зубьев, а также перерасходу смазочного материала.

Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и повышения качества его смазывания.

Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских кольцевых накладок с внутренними диаметрами, меньшими, чем диаметр окружности оснований зубчатого венца, и наружными диаметрами, равными диаметру окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах колеса, с зазорами относительно торцов зубчатого венца; причем между накладками и торцами колеса расположены плоские прокладки, внутренние профили которых имеют вид окружностей с диаметрами, равными внутренним диаметрам накладок, их наружные профили аналогичны профилю зубчатого венца, ширина торцов зубьев которого по всей высоте зубьев уменьшена эквидистантно боковым поверхностям зубьев, и совпадают с ним в плане; а накладки, прокладки и торцы колеса, к которым прилегают прокладки, скреплены между собой без взаимных зазоров.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом - вид с торца (фиг. 1), то же - вид сбоку (фиг. 2), то же - вид сбоку в сечении (фиг. 3).

На чертеже показаны: тело 1 колеса, зубчатый венец с зубьями 2, накладки 3 и 4, прокладки 5 и 6; боковые поверхности 7 зубьев, вырезы 8; диаметр Д_о окружности оснований зубчатого венца, диаметр Д_в окружности вершин зубчатого венца, диаметр Д_вн внутренних профилей накладок и прокладок, толщина с прокладок, глубина а вырезов (8).

Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 и пару плоских кольцевых накладок 3 и 4, укрепленных на торцах колеса. Внутренний диаметр Д_вн накладок меньше диаметра Д_о окружности оснований зубчатого венца, наружные диаметры накладок равны диаметру Д_в окружности вершин зубчатого венца. Между накладками и торцами колеса расположены плоские прокладки 5 и 6, внутренние профили которых выполнены в виде окружностей с диаметрами, равными внутренним диаметрам Д_вн накладок, а их наружные профили идентичны профилю зубчатого венца, ширина торцов зубьев 2 которого по всей высоте зубьев уменьшена эквидистантно боковым поверхностям 7 зубьев (за счет вырезов 8 глубиной а в прокладках 5 и 6), и совпадают с ним в плане. Накладки, прокладки и торцы колеса, к которым прилегают прокладки, скреплены между собой без взаимных зазоров. Толщина с прокладок 5 и 6 задается исходя из условия обеспечения величины необходимых зазоров между накладками 3, 4 и торцами зубьев сопряженного зубчатого колеса (для предотвращения их заклинивания между собой); а также исходя из параметров зубчатого венца (в частности, количества смазочного материала, необходимого для смазывания зубьев колеса).

При работе колеса в передаче, в процессе зацепления с парным колесом, пластичный смазочный материал вытесняется с боковых (рабочих) поверхностей зубьев колеса в сторону торцов зубьев 2 и внутренних поверхностей накладок 3 и 4, накапливаясь в этих зонах и затем мигрируя обратно на боковые поверхности зубьев (в силу адгезионных свойств смазочного материала). А наличие прокладок 5 и 6, перекрывающих зазоры между торцами зубьев 2 и внутренними поверхностями накладок 3 и 4, не позволяет вытесняемому с боковых поверхностей зубьев смазочному материалу накапливаться в этих зазорах, откуда его возврат обратно на боковые поверхности зубьев затруднен. Наличие вырезов 8 глубиной а, расположенных по всей высоте зубьев 2, эквидистантно их боковым (рабочим) поверхностям 7, позволяет осуществлять локализацию вытесненного смазочного материала непосредственно вблизи боковых (трущихся) поверхностей зубьев колеса, что облегчает миграцию обратно на них вытесненного смазочного материала.

По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса не позволяет вытесняемому с боковых поверхностей зубьев колеса - в процессе работы колеса в передаче - пластичному смазочному материалу попадать в зоны между торцами зубьев и внутренними поверхностями накладок, и накапливаясь в этих зонах, исключаться из процесса смазывания боковых (трущихся) поверхностей зубьев колеса. Вытесняемый смазочный материал локализуется в смазочных карманах, образованных вырезами в прокладках, прилегающих к боковым (трущимся) поверхностям зубьев, что облегчает его миграцию обратно на эти боковые поверхности. Это снижает расход смазочного материала и повышает качество смазывания зубчатого колеса.