ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

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 со ступицей и зубчатый венец с зубьями, изготовленными из одной заготовки - см., например, Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 336 с., ил., с. 44.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при его изготовлении из цельной заготовки на изготовление тела со ступицей используется тот же самый материал, что и на изготовление зубчатого венца - самого ответственного элемента зубчатого колеса, подвергающегося изнашиванию в процессе работы колеса и требующего изготовления его из износостойкого материала.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2548446, кл. F16H 55/12, опубл. 20.04.2015 г., Бюл. №11. Зубчатое колесо состоит из тела в виде диска со ступицей и зубчатого венца; причем наружный диаметр диска равен окружности вершин зубчатого венца; зубчатый венец выполнен в виде профильного кольца из полосы шириной, равной ширине зубчатого венца, наружный профиль кольца соответствует профилю зубчатого венца, расчетному для данного колеса; кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на втором торце кольца укреплено плоское кольцо, наружный и внутренний диаметры которого равны соответствующим диаметрам профильного кольца.
Недостаток прототипа состоит в том, что при работе колеса со смазыванием пластичным смазочным материалом этот смазочный материал вытесняется с боковых (рабочих) поверхностей зубьев колеса сопряженными зубьями парного колеса передачи; удаление смазочного материала с этих трущихся поверхностей интенсифицирует процессы изнашивания боковых (рабочих) поверхностей зубьев колеса.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания боковых (рабочих) поверхностей зубьев зубчатого колеса и снижения интенсивности их изнашивания.
Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска и зубчатый венец, выполненный в виде профильного кольца из полосы, наружный профиль и наружный диаметр которого соответствуют профилю и диаметру окружности вершин зубьев, расчетным для зубчатого венца данного колеса; профильное кольцо одним своим торцом укреплено на торце диска, а на втором торце профильного кольца укреплено плоское кольцо с внутренним и наружным диаметрами, равными соответствующим диаметрам профильного кольца; причем ширина профильного кольца больше, чем сумма расчетной ширины зубчатого венца для данного колеса и пары технологических зазоров между торцами диска и плоского кольца с торцами зубчатого венца парного колеса передачи.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо (вид с торца) - фиг. 1, то же (вид сбоку) - фиг. 2.
в
вп
р
у
На чертежах показаны: ступица 1, диск 2 тела, зубчатый венец (профильное кольцо из полосы) 3, зубья 4 зубчатого венца, боковые (рабочие) поверхности 5 и 6 зубьев (4), плоское кольцо 7; ширина В зубчатого венца; толщина с полосы профильного кольца (зубчатого венца 3); диаметр Д окружности вершин зубчатого венца (наружный диаметр профильного кольца); радиус R окружности впадин зубчатого венца; радиус R внутренней окружности профильного кольца; ширина (общая) В зубчатого венца (профильного кольца) 3; ширина B рабочего участка зубчатого венца (3); размер B уширений зубчатого венца (3).
в
вп
р
р
у
у
Зубчатое колесо состоит из ступицы 1, тела в виде диска 2 и зубчатого венца 3, выполненного в виде профильного кольца из полосы толщиной С с образованием зубьев 4 с боковыми (рабочими) поверхностями 5 и 6. Одним своим торцом профильное кольцо укреплено на торце диска 2, а на втором торце профильного кольца укреплено плоское кольцо 7. Профильное кольцо имеет внутренний диаметр R, наружный его диаметр равен диаметру окружности вершин Д расчетного зубчатого венца с радиусом окружности впадин R. Общая ширина В зубчатого венца колеса включает ширину рабочего участка (B) венца, участвующего в зацеплении с парным колесом передачи, и пару уширений, расположенных по обоим бокам участка шириной B, размером B. Величина этих уширений (размером B) включает в себя величину технологического зазора между внутренними торцами диска 2 и кольца 7 и дополнительную ширину смазочных карманов.
у
р
При работе зубчатого колеса со смазыванием пластичным смазочным материалом этот смазочный материал в процессе зацепления зубьев колеса с зубьями парного колеса передачи вытесняется этими зубьями с боковых (рабочих) поверхностей 5 и 6 зубьев 4 колеса, попадая на зоны уширений B зубчатого венца. Эти уширения обеспечивают наличие как технологических зазоров между внутренними торцами диска 1 и плоского кольца 7 с торцами зубчатого венца парного колеса передачи (что предотвращает их взаимное заклинивание), так и наличие смазочных карманов для вытесняемого смазочного материала. Из этих карманов происходит подпитывание зоны трения (на рабочем участке B ширины зубчатого венца - общей шириной В).
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса - за счет наличия смазочных карманов, примыкающих непосредственно к зоне трения (рабочим участкам боковых поверхностей зубьев) - стабилизирует процесс трения и изнашивания зубьев колеса. Тем самым повышается качество их смазывания и снижается интенсивность их изнашивания.