ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах с цилиндрическими зубчатыми колесами, смазываемыми жидкими смазочными материалами методом погружения.
Известно цилиндрическое зубчатое колесо, содержащее ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины тела (диска) - см., например, Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил., стр. 178, рис. 12. 12, а.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что при работе его со смазыванием жидким смазочным материалом методом погружения этот смазочный материал при вращении колеса будет захватываться из масляной ванны, в которую погружено зубчатое колесо, не только зубьями его зубчатого венца, нуждающимися в смазывании, но также и внутренними поверхностями обода, расположенными с обоих торцов колеса - между торцами обода и торцами тела, а также торцевыми поверхностями обода и торцевыми поверхностями зубьев зубчатого венца. Захваченный этими поверхностями обода смазочный материал при вращении колеса будет удерживаться на этих поверхностях центробежной силой и бесцельно перемещаться вращающимся колесом - по его окружности. Кроме того, смазочный материал будет захватываться и частями поверхностей торцов тела, погружаемыми в смазочный материал, и также бесцельно перемещаться этими поверхностями. Смазочный материал, первоначально захваченный этими поверхностями обода и тела, будет стекать - при вращении колеса - с этих поверхностей, смачивая при этом участки поверхностей тела, не погружаемые в смазочный материал, а также - поверхности ступицы и вала, на котором установлено зубчатое колесо. Такое смачивание будет непрерывным в процессе вращения колеса. Смазочный материал, смачивающий эти поверхности, активно контактирует с окружающим воздухом, подвергаясь при этом окислению и различным загрязнениям, что ухудшает эксплуатационные свойства смазочного материала. Все это ухудшает качество смазывания зубчатого колеса.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего ступицу, тело в виде диска и обод с зубчатым венцом, ширина которого больше толщины диска - см. Дунаев П.Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 416 с., ил., стр. 43, рис. 5.3.
Недостаток прототипа - тот же, что и у аналога.
Изобретением решается задача повышения качества смазывания зубчатого колеса.
Для этого зубчатое колесо содержит ступицу, тело в виде диска, обод и зубчатый венец, ширина которого больше толщины диска. Причем с обоих торцов колеса, симметрично ему, со стороны выхода вращающегося колеса из масляной ванны и выше верхнего уровня смазочного материала ванны, расположена пара скребков, ориентированных радиально относительно колеса, с наклоном в сторону ванны. Скребки укреплены неподвижно относительно вращающегося колеса, с примыканием к поверхностям торцов диска, внутренним поверхностям обода, торцевым поверхностям обода и торцевым поверхностям зубчатого венца. Внешние концы скребков перекрывают окружность вершин зубчатого венца. Расстояние от центра колеса до скребков меньше, чем расстояние от этого центра до верхнего уровня смазочного материала ванны. А внутренние концы скребков отогнуты вниз по вертикали.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: зубчатое колесо - вид с торца (фиг. 1), то же колесо - вид сбоку в разрезе (фиг. 2), фрагмент зубчатого колеса в разрезе (фиг. 3).
o
y
1
2
y
3
На чертежах показаны: ступица 1, тело 2, обод 3, зубчатый венец 4, жидкий смазочный материал 5, масляная ванна 6, внутренние поверхности 7 обода (3), торцевые поверхности 8 тела (2), торцевые поверхности 9 зубьев зубчатого венца (4), скребки 10, держатели 11; ширина В зубчатого венца 4 (и обода 3); толщина С тела (диска) 2; внутренний радиус R обода 3; расстояние Н от центра колеса до верхнего уровня ВУ смазочного материала 5; радиус R окружности, описываемой при вращении колеса точками соприкосновения поверхностей 8 тела (диска) 2 с верхним уровнем ВУ смазочного материала 5; величина a перекрытия скребками 10 окружности вершин зубчатого венца 4; величина а перекрытия скребками 10 окружности радиусом R; величина а отогнутой части внутренних концов скребков 10; направление вращения ω колеса.
o
y
1
y
y
2
3
Зубчатое колесо содержит ступицу 1, тело 2 в виде диска толщиной С, обод 3 с внутренним радиусом R и зубчатый венец 4 шириной В, большей, чем толщина С тела 2. Зубчатое колесо смазывается жидким смазочным материалом 5 из масляной ванны 6 методом погружения. Между центром колеса и верхним уровнем ВУ смазочного материала ванны - расстояние Н. При этом в смазочный материал оказываются погруженными зубчатый венец 4, обод 3, включая его внутренние поверхности 7 и часть торцевых поверхностей 8 диска 2. При вращении (ω) колеса точки соприкосновения поверхностей 8 с верхним уровнем ВУ смазочного материала 5 описывают окружность радиусом R, равным величине Н. С обоих торцов колеса, симметрично ему, со стороны выхода вращающегося колеса из масляной ванны и выше верхнего уровня ВУ смазочного материала ванны, расположена пара скребков 10, ориентированных радиально относительно колеса, с наклоном в сторону ванны своими внешними концами. Скребки 10 выполнены из маслобензостойкой резины и укреплены в жестких держателях 11, которые укреплены неподвижно относительно вращающегося колеса (на корпусе ванны 6 или корпусе передачи) - не показано. Скребки 10 примыкают к поверхностям 8 торцов диска 2, внутренним поверхностям 7 обода 3, торцевым поверхностям обода 3 и торцевым поверхностям 9 зубчатого венца 4. Внешние концы скребков перекрывают окружность вершин зубчатого венца 4 на величину a. Расстояние от центра колеса до скребков меньше расстояния Н от этого центра до верхнего уровня ВУ смазочного материала 5 ванны 6 (определяющего величину радиуса R и равного ему по величине); при этом внутренние концы скребков 10 перекрывают окружность радиусом R в сторону центра колеса на величину а. Внутренние концы скребков 10 (с держателями 11) отогнуты вниз по вертикали на величину а.
3
При работе зубчатого колеса со смазыванием его жидким смазочным материалом методом погружения скребки 10 позволяют удалять излишне захваченный при вращении (ω) колеса смазочный материал 5 - с внутренних поверхностей 7 обода 3, торцевых поверхностей обода 3 и торцевых поверхностей 8 диска 2, возвращая этот смазочный материал обратно в ванну. Отогнутые внутренние концы скребков (на величину а) не позволяют этому смазочному материалу (при достаточно больших скоростях вращения ω колеса) перемещаться вдоль прямых участков скребков по направлению к центру колеса. Участки скребков 10, прилегающие к торцам 9 зубчатого венца 4, снимают с торцов зубьев захваченный ими смазочный материал и направляют его во впадины зубчатого венца и на боковые поверхности зубьев, нуждающихся в смазывании, что позволяет дополнять количество смазочного материала на этих боковых поверхностях (и восполнять смазочный материал, потерянный этими поверхностями в процессе поворота колеса при перемещении зубьев из ванны до скребков, когда поверхности зубьев ориентированы близко к вертикали, что способствует стеканию смазочного материала с этих поверхностей).
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса свободна от недостатков, присущих прототипу, что повышает качество смазывания зубчатого колеса.