ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО
GEAR WHEEL

Изобретение относится к машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано в крупномодульных зубчатых передачах, работающих со смазыванием 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.
Недостаток данного зубчатого колеса состоит в том, что зубья зубчатого венца выполнены сплошными, что приводит к излишнему расходованию материала, идущего на их изготовление, кроме того, в случае изнашивания зубьев их восстановление до исходных параметров затруднено.
В качестве прототипа взята конструкция зубчатого колеса, содержащего тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела колеса, примыкающего к зубчатому венцу - см. А.С. СССР №1523756, кл. F16H 55/12, опубл. 23.11.1989 г., Бюл. №43.
Недостаток прототипа состоит в том, что зубья колеса выполнены монолитными, что требует для их изготовления определенного количества дефицитного материала, в то время как для работы зуба в зацеплении необходимы только рабочие боковые поверхности зубьев; кроме того, в случае износа рабочих поверхностей зубьев их восстановление при данной конструкции зубчатого колеса затруднительно.
Изобретением решается задача снижения издержек на изготовление зубчатых колес и повышение их ремонтопригодности.
Для этого зубчатое колесо содержит тело, зубчатый венец с зубьями и пару кольцевых накладок, укрепленных на торцах зубьев и части тела колеса, примыкающего к зубьям, причем зубчатый венец состоит из отдельных, не закрепленных на теле колеса зубьев; каждый зуб состоит из пары пластин, изогнутых по профилю боковых рабочих поверхностей расчетного для данного колеса зуба и имеющих рабочие поверхности, равные по площади рабочим поверхностям расчетного зуба; пластины - по всей своей длине - установлены в пазах, выполненных в накладках, с образованием при этом профиля, соответствующего профилю рабочих поверхностей расчетного зуба; торцы пластин снабжены фиксирующими выступами; в пазах выполнены ответные углубления; одна накладка выполнена съемной; а объемы по всей высоте зубьев, между окружностью вершин и окружностью впадин, образованные внутренними поверхностями пластин и внутренними поверхностями накладок, заполнены вставками, перекрывающими зазоры между наружными поверхностями пластин и телом колеса по нормали к этому телу.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фрагмент зубчатого колеса - вид со стороны вершин зубьев - фиг. 1; сечения колеса - фиг. 2, 3; элемент зуба - фиг. 4.
1
2
На чертеже показаны: тело 1 колеса; расчетная окружность впадин зубьев колеса (наружная окружность тела 1 колеса) 2; кольцевые накладки 3 и 4; расчетная окружность вершин (внешняя окружность накладок) 5; внутренняя окружность 6 накладок; боковые стороны зубьев (с боковыми рабочими поверхностями) 7 и 8 (пластины - элементы зубьев); карманы 9, 10, 11, 12 накладок (3 и 4); пазы 13 и 14; выступы 15 пластин (7 и 8); углубления 16 в карманах накладок; зазоры Δ между низом пластин 7, 8 и телом 1; зазор Δ между верхними концами пластин 7 и 8; вставка 17.
1
2
1
Каждый зуб колеса выполнен из пары пластин 7 и 8, изогнутых по профилю боковых рабочих поверхностей расчетных зубьев колеса. При сборке колеса эти пластины (7, 8) устанавливаются в пазы 13 и 14, выполненные в накладках 3 и 4, и фиксируются в них посредством выступов 15, входящих в углубления 16, выполненные в карманах 9, 10, 11, 12 накладок (3 и 4). Одна из накладок (3 или 4) изначально жестко закрепляется на теле 1 колеса, а вторая (4 или 3) является съемной. Между низом пластин 7 и 8 и расчетной окружностью впадин 2 образуются зазоры Δ - на месте отсутствующих нерабочих участков боковых сторон зубьев. Между верхними концами пластин 7 и 8 (в области окружности вершин зубчатого венца - внешней окружностью 5 накладок 3 и 4) за счет отсутствия поверхностей вершин зубьев образуются зазоры Δ. Объемы по всей высоте зубьев, между окружностью вершин 5 и окружностью впадин 2, образованные внутренними поверхностями пластин 7, 8 и внутренними поверхностями накладок 3, 4, заполнены вставками 17, перекрывающими зазоры Δ между наружными поверхностями пластин 7, 8 и телом 1 колеса по нормали к этому телу. Вставки 17 могут быть изготовлены, например, из пластмассы. Вставки 17 устанавливаются между пластинами 7 и 8 после установки пластин на несъемной накладке (3 или 4). После установки пластин 7 и 8 и вставок 17 между ними эти пластины и вставки жестко фиксируются наложением второй накладки (4 или 3) и закреплением ее на теле 1 колеса; крепление выполняется, например, винтами или болтами (не показано). При необходимости ремонта (замены) какой-либо пластины (7, 8) - боковой рабочей поверхности зуба - съемная накладка снимается с тела колеса и производится замена пластины, после чего эта накладка вновь устанавливается на тело 1.
При работе колеса в передаче рабочие нагрузки воспринимаются и передаются колесом посредством пластин 7 и 8 (рабочими участками боковых поверхностей зубьев). При работе колеса со смазыванием пластичными смазочными материалами наличие вставок 17 не позволяет этому материалу попадать в зоны между пластинами 7 и 8 и накапливаться в них, исключая тем самым их из процесса смазывания, это снижает расход смазочного материала и устраняет образование зон загрязнения участков колеса (между его зубьями).
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить его материалоемкость и обеспечить требуемую ремонтопригодность колеса.