ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах с крупномодульными колесами, смазываемых пластичными смазочными материалами.
Известно зубчатое колесо, содержащее ступицу и зубчатый венец с зубьями (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.315, рис.20.2).
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при смазывании его пластичными смазочными материалами этот материал при работе колеса вытесняется с рабочих поверхностей его зубьев, в частности на торцы зубьев, и в дальнейшем в процессе смазывания не участвует. Вследствие этого необходимо производить дополнительное смазывание рабочих поверхностей зубьев, что приводит к перерасходу смазочного материала.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу и зубчатый венец с зубьями, на торцах которых, вдоль боковых поверхностей зубьев расположены смазкоудерживающие карманы в виде полок - см. А.С. СССР №898191, кл. F16H 57/04, 1978 г. Смазкоудерживающие карманы являются резервуарами, откуда вытесненный смазочный материал мигрирует обратно на рабочие поверхности зубьев, подпитывая обедненные смазочным материалом трущиеся рабочие поверхности. Тем самым оптимизируется процесс смазывания зубьев, уменьшается их изнашивание и снижается расход потребного смазочного материала.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что не учитывается различие в перемещении контактной линии вдоль рабочих поверхностей зубьев для ведущего и ведомого колес при их работе в передаче, а вследствие этого не учитывается и различие в массопереносе смазочного материала в этих направлениях и соответственно различие в вытеснении этого материала на торцы зубьев. Контактная линия на рабочих поверхностях зубьев у ведущего колеса перемещается от оснований зубьев к их вершинам, а у ведомого колеса, наоборот, - от вершине зубьев к их основаниям. Соответственно и массоперенос смазочного материала на рабочих поверхностях зубьев происходит в этих направлениях. Соответственно и вытеснение смазочного материала на торцы зубьев происходит с увеличением количества в этих направлениях. Это различие проявляется тем больше, чем больше модуль зубчатого колеса.
Изобретением решается задача повышения износостойкости рабочих поверхностей зубьев колеса и оптимизации их смазывания.
Для этого зубчатое колесо содержит ступицу и зубчатый венец с зубьями, на торцах которых, вдоль боковых поверхностей зубьев расположены смазкоудерживающие карманы в виде полок, причем для ведущего колеса ширина полок увеличивается в направлении от оснований зубьев к их вершинам, а для ведомого колеса ширина полок увеличивается в направлении от вершин зубьев к их основаниям.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: фрагменты зубчатых колес (вид со стороны боковых поверхностей зубьев) - ведущего колеса (фиг.1), ведомого колеса (фиг.2); и график изменения ширины смазкоудерживающих полок ведущего и ведомого колес вдоль высоты зубьев (фиг.3).
На чертеже изображены: ступица 1, зуб 2, торцевые поверхности 3 зубьев, смазкоудерживающие полки 4, бортики 5, основание 6 зуба, вершина 7 зуба; ширина полки Н, высота зуба h - соответственно для ведущего I и ведомого II колес.
Работает данное зубчатое колесо следующим образом. При работе с сопряженным колесом в передаче пластичный смазочный материал, нанесенный на боковые (рабочие) поверхности зубьев 2, вытесняется с них на смазкоудерживающие полки 4, откуда впоследствии мигрирует обратно на рабочие поверхности - из зон с избытком смазочного материала в зоны смазочного голодания. Количество смазочного материала, вытесняемого с рабочих поверхностей на смазкоудерживающие полки, неодинаково по высоте зубьев - для ведущего колеса оно увеличивается с оснований зубьев к их вершинам, а для ведомого колеса оно увеличивается от вершины зубьев к их основанию. Это учитывается соответствующим изменением ширины полок вдоль высоты зубьев.
По сравнению с прототипом данная конструкция зубчатого колеса, а именно конфигурация смазкоудерживающих полок учитывает неравномерность вытеснения смазочного материала с рабочих поверхностей зубьев вдоль высоты зубьев как для ведущих, так и для ведомых колес. Это позволяет оптимизировать процесс смазывания зубьев и повысить их износостойкость.