ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к деталям машин и может быть использовано в тяжелонагруженных крупномодульных зубчатых передачах, работающих в режимах ударного нагружения и смазываемых пластичными 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, рис. 8.2, а.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья при работе колеса в передаче в режиме нагружения подвержены изгибающим нагрузкам, способным привести к излому зубьев.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по патенту на изобретение РФ №2545361, кл. F16H 55/08, опубл. 27.03.2015 г., Бюл. №9. Сущность его состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу, а наружный диаметр накладок равен диаметру начальной (делительной) окружности колеса. Кольцевые накладки, связывающие между собой зубья колеса, повышают их взаимную жесткость и изгибную прочность.
Недостаток прототипа состоит в том, что силовые кольцевые накладки имеют диаметр своей наружной окружности меньший, чем диаметр окружности вершин зубчатого венца. Поэтому при смазывании зубьев колеса пластичным смазочным материалом этот смазочный материал, вытесняемый с боковых (рабочих) поверхностей зубьев, будет выдавливаться зубьями сопряженного колеса за пределы зацепления, ограниченного накладками - на участки торцов зубьев, не перекрытые накладками, а также на поверхности наружного периметра накладок и на наружные поверхности накладок. При этом этот вытесненный смазочный материал исключается из процесса смазывания зубьев, что ухудшает режим смазывания и приводит к перерасходу смазочного материала. Это ухудшает режим смазывания зубчатого колеса.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания зубчатого колеса.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых кольцевых накладок с наружным диаметром, меньшим диаметра окружности вершин зубчатого венца, укрепленных на торцах зубьев и участках торцов тела, прилегающих к зубчатому венцу. Участки зубчатого венца, не перекрытые силовыми кольцевыми накладками, перекрыты плоскими резиновыми кольцами с наружным диаметром, равным диаметру окружности вершин зубчатого венца, и укрепленными на торцах зубьев и по наружному периметру силовых кольцевых накладок, для чего последние снабжены кольцевыми выступами, расположенными по их наружному периметру и охватывающими резиновые кольца снаружи по их внутреннему периметру.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен: фрагмент зубчатого колеса - вид с торца (фиг. 1), тот же фрагмент - вид сбоку в разрезе (фиг. 2).
в
о
вн
н
1
2
3
1
2
4
а
а
а
а
a
На чертеже показаны: тело 1, зубчатый венец с зубьями 2, силовые накладки 3 и 4, резиновые кольца 5 и 6, окружность вершин Д зубчатого венца, окружность Д оснований зубьев, высота h зубьев, внутренний диаметр Д накладок, наружный диаметр Д накладок, ширина  накладок, ширина  перекрытия накладками торцов тела, ширина  перекрытия накладками торцов зубьев, высота  кольцевых выступов на накладках, толщина C накладок, толщина С резиновых колец, ширина  резиновых колец.
а
а
а
a
а
а
1
н
в
вн
о
1
2
3
в
4
2
3
Зубчатое колесо содержит тело 1, зубчатый венец с зубьями 2 высотой h и пару силовых кольцевых накладок 3 и 4 шириной  и толщиной С, с наружным диаметром Д, меньшим диаметра Д окружности вершин зубчатого венца, и внутренним диаметром Д, меньшим диаметра Д окружности оснований зубьев. Накладки укреплены на торцах тела, с шириной их перекрытия - , и на торцах зубьев, шириной их перекрытия - . По внешнему периметру накладки имеют кольцевые выступы высотой . Участки зубчатого венца, не перекрытые силовыми кольцевыми накладками 3 и 4, перекрыты резиновыми кольцами 5 и 6, имеющими наружный диаметр, равный диаметру Д окружности вершин зубчатого венца. Ширина резиновых колец - , их толщина - С. Эти кольца крепятся (например, наклеиванием) на торцах зубьев и фиксируются в кольцевых выступах силовых накладок (3 и 4) высотой .
При работе колеса силовые кольцевые накладки 3 и 4, связывающие между собой зубья 2 и тело 1 колеса, повышают жесткость и их изгибную прочность. Резиновые кольца 5 и 6, перекрывающие торцевые участки зубчатого венца, не перекрытые силовыми накладками 3 и 4, локализуют зоны зацепления зубьев парных зубчатых колес и не позволяют пластичному смазочному материалу, вытесняемому с боковых (рабочих) поверхностей зубьев, попадать за пределы зон зацепления зубьев. Это снижает расход смазочного материала и повышает качество смазывания колеса. Выполнение кольцевых накладок 5 и 6 не жесткими, а из резины, позволяет этим накладкам, в случае ударных нагружений зубьев (особенно высоких зубьев) задать этим зубьям оптимальную жесткость и демпфировать ударные нагрузки, действующие на зубья, в частности, на их головки.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет локализовать зоны зацепления зубьев парных колес и предотвращать вытеснение пластичного смазочного материала из этой зоны. Это оптимизирует процесс смазывания зубчатого колеса и повышает его качество. А выполнение дополнительных накладок из резины позволяет оптимизировать жесткость зубьев при их ударном нагружении и обеспечить надежность работы колеса в целом.