ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых магнитопорошковым методом.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями, изготовленные из ферромагнитного материала - см., например: Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков. - Машиностроение, 1986. - 224 с: ил. - (Основы проектирования машин), стр. 132, рис. 2. Изготовление зубьев колеса из ферромагнитного материала способствует захвату этими зубьями - под воздействием магнитного поля - порошкообразного смазочного материала и удержанию этого материала на трущихся поверхностях зубьев.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья колеса в процессе его работы в передаче подвержены изгибающим их нагрузкам, способным привести к излому зубьев и выходу колеса (и передачи в целом) из строя.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело и зубчатый венец с зубьями, на торцах которых укреплена пара кольцевых накладок - см. патент США №3861231, кл. 74-410, 1976 г. Кольцевые накладки, связывая между собой зубья колеса, повышают их жесткость, что способствует предотвращению излома зубьев.
Недостаток прототипа состоит в том, что при смазывании зубчатого колеса магнитопорошковым методом порошковый смазочный материал накапливается и уплотняется в областях оснований впадин зубчатого колеса, уменьшая величину необходимого радиального (межосевого) зазора между парными зубчатыми колесами. Это может привести к заклиниванию сопряженных зубьев парных зубчатых колес и выходу их из строя.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и повышения надежности его работы.
Для этого зубчатое колесо содержит тело и зубчатый венец с зубьями, изготовленные из ферромагнитного материала, и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев. Причем кольцевые накладки изготовлены из диамагнитного материала; по окружности тела колеса, в областях оснований впадин зубчатого венца, по всей толщине тела выполнены радиально ориентированные вырезы, глубина которых одинакова по всей толщине тела; а поверхности для вырезов, их боковые поверхности и боковые поверхности зубьев плавно сопряжены между собой.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1) и разрез этого фрагмента - вид сбоку (фиг. 2).
в
о
а
На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса, зубчатый венец с зубьями 2, кольцевые накладки 3 и 4, боковые поверхности 5 зубьев, поверхности 6 дна вырезов, боковые поверхности 7 вырезов; радиус R окружности вершин зубчатого венца; радиус R окружности оснований зубчатого венца; высота h зубьев; ширина  кольцевых накладок; длина  боковых поверхностей зубьев; глубина в вырезов; толщина В тела 1.
а
в
o
Зубчатое колесо содержит тело 1 в виде диска толщиной В и зубчатый венец с зубьями 2 высотой h, изготовленные из ферромагнитного материала, и пару кольцевых накладок 3 и 4 шириной , изготовленных из диамагнитного материала, укрепленных на торцах зубьев. Боковые поверхности зубьев - 5, их размер по вертикали - . Радиус окружности вершин зубчатого венца - R, радиус окружности оснований зубчатого венца - R. По окружности тела 1 в областях оснований впадин зубчатого венца по всей толщине В тела выполнены радиально ориентированные вырезы, глубина в которых одинакова по всей толщине В тела 1. Поверхности 6 дна вырезов, их боковые поверхности 7 и боковые поверхности 5 зубьев 2 взаимно плавно сопряжены между собой.
При работе колеса со смазыванием трущихся боковых поверхностей 5 его зубьев 2 магнитоактивным порошковым смазочным материалом, активируемым магнитным полем, порошковый смазочный материал оседает на поверхности 5 зубьев 2, изготовленных (как и тело 1) из ферромагнитного материала, смазывая при работе колеса эти поверхности. Кольцевые накладки 3 и 4, изготовленные из диамагнитного материала, экранирует торцы зубьев, уменьшая количество оседаемого на них магнитоактивного порошкового материала. Порошковый смазочный материал, попавший в области оснований зубчатого венца, не задерживается в этих областях, не слеживается и не уплотняется, а вытесняется в области вырезов в теле 1 колеса, откуда он самоудаляется в процессе работы колеса в передаче. Выполнение плавного сопряжения поверхностей 6 дна вырезов, их боковых поверхностей 7 и боковых поверхностей 5 зубьев позволяет снизить концентрацию напряженности магнитного поля в областях их сопряжений и облегчить удаление магнитоактивного смазочного материала с поверхностей вырезов.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет предотвращать заклинивание сопряженных зубьев парных зубчатых колес и повысить надежность работы колеса в передаче.