ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, а именно к деталям машин, и может быть использовано в тихоходных крупномодульных зубчатых передачах, смазываемых жидкими смазочными материалами.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Гавриленко В.А. Зубчатые передачи в машиностроении. М., Машгиз, 1962. 532 стр. с илл.», стр.93.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что зубья колеса при работе их в зацеплении с зубьями сопряженного колеса испытывают изгибающие моменты, способные привести к излому зубьев и выходу колеса из строя.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту США №3861231, кл. 74-410, 1976 г. Сущность его состоит в том, что на торцах зубьев укреплены кольцевые накладки, связывающие зубья между собой, что повышает изгибную прочность зубьев.
Недостаток прототипа состоит в том, что зубья колеса выполняются монолитными, что требует для их изготовления большого количества дефицитного материала, в то время как для непосредственно самой работы зубьев требуются только их боковые поверхности, посредством которых зубья сопрягаются в передаче с зубьями другого колеса, кроме того, жидкий смазочный материал, захваченный зубьями колеса, стекает с них при повороте колеса, и зона трения зубьев не смазывается в должной мере; это особенно проявляется в тихоходных передачах с колесами большого диаметра.
Изобретением решается задача снижения издержек на изготовление зубчатых колес с сохранением их прочностных характеристик и обеспечением износостойкости рабочих поверхностей зубьев.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, установленных на торцах зубьев и прилегающих к ним участках тела колеса, причем каждый зуб выполнен полым, состоящим из пары пластин, изогнутых по профилю боковых поверхностей расчетного для данного колеса зуба, закрепленных в торцевых накладках и образующих на пару профиль, идентичный профилю боковых поверхностей расчетного зуба; пластина, являющаяся отстающей по ходу вращения колеса, снабжена Г-образным элементом шириной, равной ширине зубчатого венца; одна полка элемента закреплена на этой пластине в районе окружности вершин зубьев зубчатого венца с образованием зазора между элементом и второй пластиной; другая его полка ориентирована в сторону окружности впадин зубьев зубчатого венца, с образованием зазора относительно нее; в другой пластине, на участке примыкания ее к телу колеса, вдоль ширины зубчатого венца выполнены сквозные отверстия.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца колеса (фиг.1) и фрагмент зубчатого колеса - вид с вершин зубьев (фиг.2).
На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса, окружность впадин 2 зубчатого венца, окружность вершин 3 зубчатого венца, кольцевые накладки 4 и 5, составные части зуба - пластины 6 и 7, боковые поверхности 8 и 9 зуба, толщина h зуба, полость 10, образованная пластинами 6-7 и торцевыми накладками 4-5, Г-образный элемент 11, зазор 12 между Г-образным элементом 11 и пластиной 6, жидкий смазочный материал 13, отверстие 14 в пластине 6.
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. При погружении зубьев колеса в масляную ванну (не показано) жидкий смазочный материал поступает в каждую полость 10, образованную пластинами 6-7 и торцевыми накладками 4-5, при этом воздух, находящийся в этой полости, выходит из нее через отверстия 14, при дальнейшем проворачивании колеса полка элемента 11, ориентированная в сторону окружности впадин 2 зубьев зубчатого венца, не позволяет смазочному материалу 13, захваченному полостью 10 зуба, перемещаться зубом дальше, при приближении зуба к зоне зацепления с другим колесом смазочный материал выливается их этой полости через отверстия 14, смазывая боковые поверхности зубьев колеса, повышая их износостойкость.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить издержки на его изготовление за счет изменения конструкции зубьев (вместо сплошных зубьев зубья выполнены из пары пластин, выполняющих функцию боковых поверхностей зубьев); укрепление пластин в торцевых накладках позволяет обеспечить необходимую их жесткость и прочность образованного ими зуба; выполнение зуба полки и дополнение его Г-образным элементом позволяет обеспечить захват из масляной ванны необходимого количества жидкого смазочного материала и подачу его в зону трения сопряженных зубьев, что обеспечивает их износостойкость, особенно в случае, если колесо является тихоходным.