ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в тяжелонагруженных зубчатых передачах с крупномодульными зубчатыми колесами, смазываемыми пластичными смазочными материалами.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских кольцевых накладок в форме колец, имеющих внутренний и наружный профили в виде окружностей, укрепленных на торцах зубьев - см. А.С. СССР №1578406, кл. F16Н 55/12, опубл. 15.07.90 г., Бюл. №26. Накладки связывают зубья зубчатого венца между собой, тем самым повышая их изгибную прочность и предотвращая их изломы под действием воспринимаемых зубьями нагрузок.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что накладки выполнены в виде колец, наружный и внутренний профили которых выполнены в виде окружностей; поэтому соседние зубья колеса соединены между собой фрагментами кольцевых накладок - дугообразными элементами. Т.е. зубья соединены элементами изогнутыми, в то время как накладки призваны передавать и воспринимать нагрузки, направленные по прямым линиям - от зуба к зубу; а изогнутые элементы в данном случае - нерациональны, т.к. прямыми участками, соединяющими зубья, является лишь часть дугообразных накладок; участки накладок, примыкающие к внутреннему периметру, являются вогнутыми, что ослабляет накладки, уменьшая их площадь; а участки накладок, примыкающие к их внешнему периметру, являются выпуклыми - нерабочими, что приводит к перерасходу материала, идущего на изготовление накладок. Это проявляется тем больше, чем больше модуль зубьев колеса.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских силовых торцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев с примыканием к вершинам зубьев и с зазором относительно тела колеса; причем наружные и внутренние периметры накладок выполнены в виде ломаных линий с переломами на боковых кромках зубьев - см. патент на изобретение РФ №2488726, кл. F16H 55/12, опубл. 27.07.213 г., Бюл. №21.
Недостаток прототипа состоит в том, что при смазывании зубчатого колеса пластичным смазочным материалом этот смазочный материал, вытесняемый с боковых (рабочих) поверхностей зубьев зубьями парного сопряженного колеса, попадает из зоны зацепления зубьев на торцы колеса - через зазоры между силовыми накладками и телом колеса, а также на торцы силовых накладок - через участки торцов зубчатого венца, не перекрытые силовыми накладками. Это приводит к потерям смазочного материала, используемого для смазывания колеса, и перерасходу смазочного материала, что ухудшает качество смазывания зубчатого колеса.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания зубчатого колеса.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару плоских силовых накладок, укрепленных на торцах зубьев с примыканием к вершинам зубьев и с зазорами относительно тела колеса; внутренние и наружные периметры накладок выполнены в виде ломаных линий с переломами на боковых кромках зубьев; причем зазоры между силовыми накладками и телом колеса с обоих его торцов перекрыты парой дополнительных (несиловых) плоских кольцевых накладок, наружный диаметр которых идентичен внутреннему периметру силовых накладок, а их внутренний периметр имеет вид окружности с радиусом, меньшим радиуса окружности оснований зубьев; участки обоих торцов зубчатого венца между наружными периметрами силовых накладок и окружностью вершин зубьев перекрыты дополнительными (несиловыми) надставками; дополнительные (несиловые) кольцевые накладки и надставки укреплены соответственно на торцах тела, торцах зубьев и по внутренним и наружным периметрам силовых накладок.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса с местным разрезом (вид с торца) - фиг. 1, сечение фрагмента зубчатого колеса (вид сбоку) - фиг. 2, разрез фрагмента зубчатого колеса (вид сбоку) - фиг. 3.
в
о
вн
1
2
На чертежах показаны: тело 1 зубчатого колеса; зубчатый венец с зубьями 2; силовые накладки 3 и 4; дополнительные (несиловые) торцевые накладки 5 и 6; дополнительные (несиловые) надставки 7; боковые поверхности 8 зубьев; радиус R окружности вершин зубьев; радиус R окружности оснований зубьев; радиус R внутренней окружности дополнительных (несиловых) накладок 5 и 6; ширина в силовых накладок (3 и 4); толщина a силовых накладок (3 и 4); толщина а дополнительных (несиловых) накладок (5 и 6) и надставок (7).
а
a
a
1
вн
о
в
2
1
Зубчатое колесо содержит тело 1 и зубчатый венец с зубьями 2. На торцах зубьев укреплена пара плоских силовых накладок 3 и 4 с примыканием к вершинам зубьев и с зазорами относительно тела колеса, внутренний и наружный периметры этих накладок выполнены в виде ломаных линий с переломами на боковых кромках зубьев. Эти накладки имеют ширину в и толщину . Зазоры между силовыми накладками (3 и 4) и телом колеса с обоих его торцов перекрыты парой дополнительных (несиловых) накладок 5 и 6, наружный периметр которых идентичен внутреннему периметру силовых накладок (3 и 4), а их внутренний периметр выполнен в виде окружности с радиусом R, меньшим радиуса R окружности оснований зубьев; участки обоих торцов зубчатого венца между наружными периметрами силовых накладок (3 и 4) и окружностью вершин зубьев (радиусом R) перекрыты дополнительными (несиловыми) надставками 7. Дополнительные (несиловые) накладки (5 и 6) и надставки (7) имеют толщину , меньшую, чем толщина  силовых накладок; они не рассчитаны на восприятие и передачу силовых нагрузок и могут быть выполнены, например, из пластмассы. Дополнительные накладки и надставки крепятся соответственно на торцах тела 1, торцах зубьев 2, а также по внутренним и наружным периметрам силовых накладок (3 и 4), например, клеевым способом.
При работе колеса в режиме нагружения торцевые силовые накладки 3 и 4, связывающие между собой зубья 2 колеса, повышают их взаимную жесткость и изгибную прочность. Дополнительные (несиловые) накладки (5 и 6) и надставки 7 локализуют зоны зацепления зубьев 2 с зубьями парного колеса и при смазывании зубьев колеса пластичным смазочным материалом не позволяют этому смазочному материалу вытесняться из этих зон (они позволяют образовать смазочные карманы для пластичного смазочного материала).
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет удерживать пластичный смазочный материал, вытесняемый при работе колеса с его боковых (рабочих) поверхностей зубьями парного колеса, в зоне трения зубьев колеса. Тем самым повышается качество смазывания зубьев колеса, а также снижается расход смазочного материала, используемого для смазывания колеса.