ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в крупномодульных открытых зубчатых передачах, смазываемых консистентными 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.
Недостаток данного колеса состоит в том, что консистентный смазочный материал, нанесенный на рабочие поверхности зубьев, при работе колеса вытесняется зубьями сопряженного колеса во впадины между зубьями и в дальнейшем процессе трения не участвует.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2390678, кл. F16H 57/04, опубл. 27.05.2010 г., Бюл. №15. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, в объемах впадин венца, не занимаемых при зацеплении зубьями сопряженного колеса, укреплены вставки, выполненные из упругого материала. Наличие вставок не позволяет смазочному материалу накапливаться в нерабочих участках впадин зубьев - в зоне их сопряжения с телом колеса - и тем самым исключаться из процесса трения сопряженных колес.
Недостаток прототипа состоит в том, что вытесняемый с рабочих поверхностей зубьев смазочный материал при этом вытесняется частично на тело колеса, откуда его затруднительно возвратить обратно в зону зацепления. При этом вытесненный и попавший на тело колеса смазочный материал в дальнейшем процессе трения зубьев не участвует, что приводит к перерасходу смазочного материала.
Изобретением решается задача оптимизации режима смазывания зубчатых колес консистентными материалами.
Для этого зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, в объемах впадин венца, не занимаемых при зацеплении зубьями сопряженного колеса, укреплены вставки, выполненные из упругого материала, причем размер вставок вдоль ширины зубчатого венца больше ширины зубчатого венца сопряженного зубчатого колеса; на каждом торце зубчатого венца и примыкающей к нему части тела колеса укреплено соосное колесу кольцо L-образного сечения, одна часть которого параллельна торцу колеса, а другая - перпендикулярна торцу колеса и имеет диаметр, равный диаметру окружности, описываемой при вращении колеса частями вставок, обращенных к сопряженному зубчатому колесу, а в кольцах выполнены карманы для размещения в них вставок.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено зубчатое колесо - вид с его торца (фиг.1) и сечения колеса (фиг.2, 3).
На чертеже показаны: тело 1 зубчатого колеса, зубья 2, рабочие поверхности 3 и 4 зубьев, торцы 5 и 6 зубьев, упругие вставки 7, кольца 8 и 9, карманы 10 и 11 вставок 7, зуб 12 сопряженного колеса, ширина b зуба колеса, ширина bш зуба сопряженного колеса, ширина h упругой вставки 7.
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. Консистентный смазочный материал, нанесенный на боковые рабочие поверхности 3 и 4 зубьев 2, при работе колеса в зацеплении с зубьями 12 сопряженного колеса, вытесняется с рабочих поверхностей зубьев в зону сопряжения ножек зубьев колеса с его телом 1 - в зону упругих вставок 7. Наличие этих вставок не позволяет смазочному материалу скапливаться в этих зонах, и смазочный материал вытесняется из впадин зубчатого венца - на торцы (5, 6) зубьев и в направлении тела 1 колеса. Наличие на торцах колеса колец 8 и 9 не позволяет смазочному материалу перемещаться на тело колеса; вытесненный смазочный материал скапливается на торцах (5, 6) зубьев 2 и стенках колец (8, 9), обращенных к сопряженному колесу, откуда его легко возвратить обратно в зону зацепления зубьев колес - например, посредством скребка, - на боковые поверхности 3 и 4 зубьев колеса. Выполнение вставок 7 удлиненными (длиной h) диной больше, чем ширина (bш) зубьев 12 сопряженного колеса (и больше, чем ширина b самого колеса), позволяет осуществлять сопряжение элементов колеса с зубьями сопряженного колеса без заклинивания, что особенно необходимо, если ширина зубчатого венца сопряженного колеса больше, чем ширина зубчатого венца данного колеса (например, если сопряженным колесом является шестерня, у которой ширина зубчатого венца больше, чем ширина зубчатого венца зубчатого колеса, - задается технологически).
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет обеспечить возврат вытесненного из зоны зацепления смазочного материала обратно в эту зону, тем самым обеспечить требуемую износостойкость рабочих поверхностей зубьев колеса и повысить долговечность колеса в целом.