ВАЛ-ШЕСТЕРНЯ
GEAR SHAFT

Изобретение относится к машиностроению, в частности - к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными смазочными материалами.
Известна конструкция вала-шестерни, содержащей вал и шестерню, изготовленных совместно из одной заготовки, а диаметр окружности оснований зубьев шестерни больше диаметра вала - см., например, «Иосилевич Г.Б. и др. Прикладная механика: Для студентов втузов / Г.Б. Иосилевич, П.А. Лебедев, В.С. Стреляев. - М.: Машиностроение, 1985. - 576 с., ил.», стр. 367, рис. 20.38, е.
Недостаток данной конструкции вала-шестерни состоит в том, что при смазывании зубьев шестерни пластичным смазочным материалом этот материал вытесняется с боковых (рабочих) поверхностей зубьев шестерни на торцы зубьев и участки поверхностей вала, прилегающие к зубчатому венцу шестерни. Вытесненный смазочный материал, удаленный из зоны зацепления, исключается из процесса смазываний зубьев шестерни, что интенсифицирует процесс изнашивания зубьев. Кроме того, этот материал загрязняет поверхности вала, прилегающие к зубчатому венцу шестерни и является аккумулятором различных загрязнений из окружающей среды.
В качестве прототипа взята конструкция вала-шестерни, изготовленной из одной цельной заготовки, содержащей вал и шестерню, у которой диаметр окружности оснований зубьев больше, чем диаметр вала - см. «Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985 - 416 с., ил.», стр. 140, рис. 10.6, а.
Недостатки прототипа - те же, что и у аналога.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания шестерни.
Для этого вал-шестерня содержит выполненные из одной цельной заготовки вал с расположенной по его периметру шестерней, диаметр окружности оснований зубьев которой равен диаметру вала; причем со стороны торцов зубьев, и с зазорами относительно них, расположены торцевые кольца, перпендикулярные оси вала, наружные диаметры которых равны диаметру окружности вершин зубьев шестерни, а внутренние диаметры равны диаметру вала.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена вал-шестерня - вид сбоку.
БП
a
f
На чертеже показаны: вал 1, шестерня с зубьями 2, торцевые кольца 3 и 4, диаметр d вала, диаметр d окружности вершин зубьев шестерни, диаметр d окружности оснований зубьев шестерни.
БП
a
f
f
БП
a
БП
Вал-шестерня содержит вал 1 диаметром d и расположенную по его окружности шестерню с зубьями 2, выполненные из одной цельной заготовки, ширина зубчатого венца шестерни - В, диаметр окружности вершин зубьев шестерни - d, диаметр окружности оснований зубьев шестерни - d, разница между диаметрами d и d равна l. Со стороны торцов зубьев 2 шестерни и с зазорами с относительно них расположены торцевые кольца 3 и 4, перпендикулярные продольной оси вала. Наружные диаметры торцевых колец 3 и 4 равны диаметру d окружности вершин зубьев шестерни, а внутренние диаметры этих торцевых колец равны диаметру d вала 1. Зазоры с необходимы для предотвращения заклинивания торцов зубьев парного колеса (не показано) между торцевыми кольцами 3 и 4.
При работе вала-шестерни в передаче со смазыванием ее пластичным смазочным материалом зубья сопряженного с шестерней зубчатого колеса стремятся вытеснить этот смазочный материал с боковых поверхностей зубьев шестерни на участки поверхности вала, прилегающие к торцам зубьев шестерни. Наличие торцевых колец 3 и 4 предотвращает это вытеснение. Вытесняемый смазочный материал локализуется между торцами зубьев 2 и шестерни и внутренними поверхностями торцевых колец 3 и 4, откуда он - вследствие сил адгезии - мигрирует на боковые поверхности зубьев 2 шестерни.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция вала-шестерни позволяет локализовать смазываемую зону зацепления шестерни, тем самым - предотвратить вытеснение смазочного материала на поверхности вала, прилегающей к торцам зубьев шестерни, и повысить качество смазывания шестерни.