ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в зубчатых передачах, смазываемых пластичными материалами.
Известно зубчатое колесо, содержащее тело и зубчатый венец с зубьями - см., например, «Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. - 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1986. - 359 с.: ил.», стр. 154, рис. 12.1, а.
Недостаток данной конструкции зубчатого колеса состоит в том, что его зубья, при работе колеса в передаче, подвержены воздействию изгибающих нагрузок, способных привести к поломке зубьев. Эта опасность тем больше, чем больше величина нагружения зубьев и чем больше высота зубьев. Кроме того, при работе колеса в зацеплении с парным колесом передачи смазочный материал вытесняется с боковых (трущихся) поверхностей зубьев на торцы этих зубьев; это приводит к выходу вытесненного смазочного материала из участка в процессе смазывания трущихся боковых поверхностей зубьев, что ухудшает процесс трения сопряженных зубьев парных колес передачи и приводит к перерасходу смазочного материала.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса по А.С. СССР №1578406, кл. F16H 55/12, опубл. 15.07.90 г., бюл. №26. Сущность ее состоит в том, что зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых кольцевых накладок, имеющих ширину меньшую, чем высота зубьев, и укрепленных на торцах этих зубьев. Кольцевые накладки (силовые), скрепляющие зубья зубчатого венца между собой, повышают изгибную прочность зубьев, предотвращая их изломы.
Недостаток прототипа состоит в том, что кольцевые накладки перекрывают торцы зубьев не по всей их высоте. Поэтому при смазывании зубьев пластичным смазочным материалом этот материал, вытесняемый с боковых (рабочих) поверхностей зубьев зубьями парного зубчатого колеса - при взаимном сопряжении пары зубчатых колес - вытесняется через участки торцов зубьев, не перекрытые кольцевыми накладками, на торцы колеса (на торцы зубьев и торцы тела), прилегающие к зубчатому венцу. Вытесненный смазочный материал исключается из процесса смазывания зубьев колеса, что интенсифицирует процессы их изнашивания.
Изобретением решается задача оптимизации конструкции зубчатого колеса и повышения качества его смазывания.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару силовых кольцевых накладок с наружным диаметром, меньшим, чем диаметр окружности вершин зубчатого венца, внутренним диаметром, большим, чем диаметр окружности оснований зубьев, и укрепленных на торцах зубьев; причем участки торцов зубчатого венца, не перекрытые силовыми накладками, перекрыты дополнительными, несиловыми накладками, расположенными со стороны внутреннего и внешнего периметров силовых накладок, перекрывающими окружность оснований зубчатого венца, с креплением на торцах тела колеса, и перекрывающими окружность вершин зубчатого венца.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен фрагмент зубчатого колеса - вид сбоку (в сечении).
в
о
1
1
н1
вн1
2
3
2
4
6
5
7
вн2
н3
На чертеже показаны: тело 1 колеса, зубчатый венец с зубьями 2, силовые кольцевые накладки 3 и 4, дополнительные (несиловые) накладки 5, 6, 7, 8; диаметр Д окружности вершин зубчатого венца; диаметр Д окружности оснований зубьев; высота h зубьев; ширина lсиловых кольцевых накладок; толщина C силовых кольцевых накладок; наружный диаметр Д силовых накладок; внутренний диаметр Д силовых накладок; ширина l и l дополнительных (несиловых) накладок; толщина С дополнительных (несиловых) накладок; участки l и l перекрытия дополнительными накладками участков торцов зубьев; участок l перекрытия торцов тела дополнительными накладками; величина l перекрытия окружности вершин зубчатого венца; внутренний диаметр Д дополнительных накладок; наружный диаметр Д дополнительных накладок.
в
о
н1
вн1
1
1
вн1
вн2
2
2
4
5
н1
2
3
6
н3
в
7
Зубчатое колесо содержит тело 1 и зубчатый венец с зубьями 2 высотой h. Диаметр окружности вершин зубьев - Д, диаметр окружности оснований зубьев - Д. На торцах зубьев укреплена пара силовых кольцевых накладок 3 и 4; наружный диаметр силовых накладок - Д, их внутренний диаметр - Д; ширина накладок - l, толщина накладок - C. На торцах зубьев и участках торцов тела, с примыканием к внутреннему периметру накладок 3 и 4, укреплена пара дополнительных несиловых накладок 5 и 6 с наружным диаметром, равным Д, и внутренним диаметром Д, толщина накладок - С, ширина накладок - l; эти накладки перекрывают торцы зубьев по величине lи торцы тела по величине l. Со стороны головок зубьев с примыканием к внешнему периметру силовых накладок 3 и 4 укреплена пара дополнительных несиловых накладок 7 и 8; внутренний диаметр этих накладок равен Д; толщина их - С; ширина их - l; они перекрывают торцы зубьев на величину l; наружный их диаметр - Д, он больше диаметра Д на величину l.
При работе колеса силовые кольцевые накладки 3 и 4, связывая между собой зубья колеса, повышают их взаимную жесткость, повышая тем самым их изгибную прочность. Дополнительные (несиловые) накладки 5, 6, 7, 8 не предназначены для восприятия силовых нагрузок, действующих на зубья колеса. Они локализуют зоны зацепления зубьев парных зубчатых колес, образуя (совместно с поверхностями зубчатого венца) смазочные карманы для смазочного материала. Накладки 5 и 6 образуют смазочные карманы в зонах впадин зубьев. Накладки 7 и 8 не позволяют вытекаемому смазочному материалу попадать на наружные торцы колеса. Удержание смазочного материала в зонах зацепления зубьев парных зубчатых колес предотвращает потери смазочного материала, уменьшает расход смазочного материала и повышает качество смазывания зубчатого колеса.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет удерживать пластичный смазочный материал, вытесняемый с боковых (рабочих) поверхностей в зоне зацепления зубьев парных зубчатых колес. Это повышает качество смазывания зубчатого колеса, оптимизирует процесс смазывания его зубьев, что уменьшает интенсивность изнашивания зубьев колеса и повышает его долговечность.